06Y第二章 第二節(jié)—玻璃幕墻工程技術規(guī)范理解與應用.doc

第二節(jié) 鋁合金材料 鋁合金材料是幕墻工程大量使用的材料，幕墻金屬桿件以鋁合金建筑型材為主（占95%以上）。幕墻面板也大量使用單層鋁板、鋁塑復合板等。一 牌號與狀態(tài)GB/T164741996變形鋁及鋁合金牌號表示方法規(guī)定了變形鋁及鋁合金的牌號表示方法。這個標準是根據變形鋁及鋁合金國際牌號注冊協議組織推薦的國際四位數字體系牌號命名方法制定的，這是國際上比較通用的牌號命名方法。這個標準包括國際四位數字體系牌號和四位字符體系牌號兩種牌號的命名方法。按化學成份，已在國際牌號注冊組織命名的鋁及鋁合金，直接采用國際四位數字體系牌號，國際牌號注冊組織未命名的鋁及鋁合金，則按四位字符體系牌號命名。牌號的第一位數字表示鋁及鋁合金的組別，如表2-14所示。 表2-14組別牌號系列純鋁（鋁含量不小于99.00%）1以銅為主要合金元素的鋁合金2以錳為主要合金元素的鋁合金3以硅為主要合金元素的鋁合金4以鎂為主要合金元素的鋁合金5以鎂和硅為主要合金元素并以Mg2Si相為強化相的鋁合金6以鋅為主要合金元素的鋁合金7以其它合金元素為主要合金元素的鋁合金8備用合金組9 GB/T164751996變形鋁及鋁合金狀態(tài)代號規(guī)定了變形鋁及鋁合金的狀態(tài)代號?；A狀態(tài)代號用一個英文大寫字母表示。基礎狀態(tài)分為五種，如表2-15所示。 表2-15 基礎狀態(tài)代號、名稱及說明與應用代號名稱說明與應用F自由加工狀態(tài) 適用于在成型過程中，對于加工硬化和熱處理條件無特殊要求的產品，該狀態(tài)產品的力學性能不作規(guī)定0退火狀態(tài) 適用于經完全退火獲得最低強度的加工產品H加工硬化狀態(tài) 適用于經過加工硬化提高強度的產品，產品在加工硬化后可經過（也可不經過）使強度有所降低的附加熱處理。 H代號后面必須跟有兩位或三位阿拉伯數字W固溶熱處理狀態(tài) 一種不穩(wěn)定狀態(tài)，僅適用于經固溶熱處理后，室溫下自然時效的合金，該狀態(tài)代號僅表示產品處于自然時效階段。T熱處理狀態(tài)（不同于F、O、H狀態(tài)） 適用于熱處處理后，經過（或不經過）加工硬化達到穩(wěn)定狀態(tài)的產品。 T代號后面必須跟有一位或多位阿拉伯數字細分狀態(tài)代號采用基礎狀態(tài)代號后跟一位或多位阿拉伯數字表示。1 H的細分狀態(tài)在字母H后面添加兩位阿拉伯數字（稱作H狀態(tài)）表示H的細分狀態(tài)。A H后面的第一位數字表示獲得該狀態(tài)的基本處理程序，如下所示：H1單純加工硬化狀態(tài)。適用于未經附加熱處理，只經加工硬化即獲得所需強度的狀態(tài)。H2加工硬化及不完全退火的狀態(tài)。適用于加工硬化程度超過成品規(guī)定要求后，經不完全退火，使強度降低到規(guī)定指標的產品。對于室溫下自然時效軟化的合金，H2與對應的H3具有相同的最小極限抗拉強度值；對于其它合金，H2與對應的H1具有相同的最小極限抗拉強度值，但延伸率比H1稍高。H3加工硬化及穩(wěn)定化處理的狀態(tài)。適用于加工硬化后經低溫熱處理或由于加工過程中的受熱作用致使其化學性能達到穩(wěn)定狀態(tài)的產品。H3狀態(tài)僅適用于在室溫下逐漸時效軟化（除非經穩(wěn)定化處理）的合金。H4加工硬化及涂漆處理的狀態(tài)。適用于加工硬化后，經涂漆處理導致了不完全退火的產品。B H后面的第2位數字表示產品的加工硬化程度。數字8表示硬狀態(tài)。通常采用O狀態(tài)的最小抗拉強度與表2-16規(guī)定的強度差值之和，來規(guī)定H8狀態(tài)的最小抗拉強度值。對于O（退火）和H8狀態(tài)之間的狀態(tài)，應在H代號后分別添加從1到7的數字來表示，在H后添加數字9表示比H8加工硬化程度更大的超硬狀態(tài)。各種H細分狀態(tài)代號及對應的加工硬化程度如表2-17所示。 表2 -16 H8狀態(tài)與O狀態(tài)的最小抗拉強度差值O狀態(tài)的最小抗拉強度MPaH8狀態(tài)與O狀態(tài)的最小抗拉強度差值，MPa404560658085100105120125160165200205240245280285320325556575859095100105110115120 表2-17 HY細分狀態(tài)代號與加工硬化程度細分狀態(tài)代號加工硬化程度H1抗拉強度極限為O與H2狀態(tài)的中間值H2抗拉強度極限為O與H4狀態(tài)的中間值H3抗拉強度極限為狀H2與H4態(tài)的中間值H4抗拉強度極限為O與H8狀態(tài)的中間值H5抗拉強度極限為H4與H6狀態(tài)的中間值H6抗拉強度極限為H4與H8狀態(tài)的中間值H7抗拉強度極限為H6與H8狀態(tài)的中間值H8硬狀態(tài)H9超硬狀態(tài)最小抗拉強度極限值超過H8狀態(tài)至少10Mpa注：當按上表確定的H1H9狀態(tài)的抗拉強度極限值，不是以0或5結尾時，應修約至以0或5結尾的相鄰較大值2 T的細分狀態(tài)在字母T后面添加一位或多位阿拉伯數字表示T的細分狀態(tài)。A 在T后面添加010的阿拉伯數字，表示的細分狀態(tài)（稱作T狀態(tài)）如表2-18所示。T后面的數字表示對產品的基本處理程序。 表2-18 T細分狀態(tài)代號說明與應用狀態(tài)代號 說明與應用T0固溶熱處理后，經自然時效再通過冷加工的狀態(tài)。適用于經冷加工提高強度的產品T1由高溫成型過程冷卻，然后自然時效至基本穩(wěn)定的狀態(tài)。適用于由高溫成型過程冷卻后，不再進行冷加工（可進行矯直、矯平，但水影響力學性能極限）的產品T2由高溫成型過程冷卻，經冷加工后自然時效至基本穩(wěn)定的狀態(tài)。適用于由高溫成型過程冷卻后，進行冷加工、或矯直、矯平以提高強度的產品。T3固溶熱處理后進行冷加工，再經自然時效至基本穩(wěn)定的狀態(tài)。適用于在固溶熱處理后，進行冷加工、或矯直、矯平以提高強度的產品。T4固溶熱處理后自然時效至基本穩(wěn)定的狀態(tài)。適用于在固溶熱處理后，不再進行冷加工（可進行矯直、矯平，但水影響力學性能極限）的產品T5由高溫成型過程冷卻，然后進行人工時效的狀態(tài)適用于由高溫成型過程冷卻后，不經過冷加工（可進行矯直、矯平，但水影響力學性能極限）。予以人工時效的產品。T6固溶熱處理后進行人工時效的狀態(tài)。適用于在固溶熱處理后，不再進行冷加工（可進行矯直、矯平，但水影響力學性能極限）的產品T7固溶熱處理后，進行過時效的狀態(tài)。適用于在固溶熱處理后，為獲取某些重要特性，在人工時效時，強度在時效曲線上越過了最高峰點的產品。T8固溶熱處理后經冷加工，然后進行人工時效的狀態(tài)。適用于經冷加工、或矯直、矯平以提高強度的產品。T9固溶處理后人加工時效，然后進行冷加工的狀態(tài)。適用于經冷加工提高強度的產品T10由高溫成型過程冷卻后，進行冷加工，然后人工時效的狀態(tài)。適用于經冷加工、或矯直、矯平以提高強度的產品。注：某些6系的合金，無論是爐內固熔熱處理，還是從高溫成型過程急冷以保留可溶性組分在固溶體中，均能達到相同的固溶熱處理效果，這些合金的T3、T4、T5、T6、T7、T8、T9狀態(tài)可采用上述兩種處理方法的任一種。B 在T狀態(tài)代號后面再添加一位阿拉伯數字（稱作T狀態(tài)），或添加兩位阿拉伯數字（稱作T狀態(tài)），表示經過了明顯改變產品特性（如力學性能、抗腐蝕性能等）的特定工藝處理的狀態(tài)，如表2-19所示。 表2-19 T及T細分狀態(tài)代號說明與應用狀態(tài)代號 說明與應用T42 適用于自O或F狀態(tài)固溶熱處理后自然時效到充分穩(wěn)定狀態(tài)的產品，也適用于需方對任何狀態(tài)的加工產品熱處理后，力學性能達到了T42狀態(tài)的產品T62 適用于自O或F狀態(tài)固溶熱處理后，進行人工時效的產品，也適用于需方對任何狀態(tài)的加工產品熱處理后，力學性能達到了T62狀態(tài)的產品T73 適用于固溶熱處理后，經過時效已達到規(guī)定的力學性能和抗應力腐蝕性能指標的產品T74 與T73狀態(tài)定義相同。該狀態(tài)的抗拉強度大于T73狀態(tài)，但小于T76狀態(tài)T76 與T73狀態(tài)定義相同。該狀態(tài)的抗拉強度分別高于T73、T74狀態(tài)，抗應力腐蝕斷裂性能分別低于T73、T74狀態(tài)，但其抗剝落腐蝕性能仍較好T72 適用于自O或F狀態(tài)固溶熱處理后，進行人工時效處理，力學性能和抗腐蝕性能達到了T7狀態(tài)的產品T81 適用于固溶熱處理后，經1%左右的冷加工變形提高強度，然后進行人工時效的產品T87 適用于固溶熱處理后，經7%左右的冷加工變形提高強度，然后進行人工時效的產品3 原狀態(tài)代號相應的新代號見表2-20。 表2-20舊代號新代號舊代號新代號MOCYST，T52等RH112或FCZYT0YH8CSYT9Y1H6MCST62Y2H4MCZT42Y4H2CGS1T73TH9CGS2T76CZT4CGS3T74CST6RCST5注：原以R狀態(tài)交貨的、提供CZ、CS式樣性能的產品，其狀態(tài)可分別對應新代號T62、T42。 二鋁合金建筑型材 鋁合金建筑型材是鋁合金玻璃幕墻的主材，目前使用的主要是6061（30號鍛鋁）和6063、6063A（31號鍛鋁）高溫擠壓成型、快速冷卻并人工時效（T5）或經固溶熱處理（T6）狀態(tài)的型材，經陽極氧化（著色）、或電泳涂漆、粉末噴涂、氟碳化噴涂表面處理。GB/T53372000對鋁合金建筑型材的質量作了規(guī)定。1 化學成份 國家標準變形鋁及鋁合金化學成份GB/T31901996的規(guī)定見表2一21 。 表2一21牌號 Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti 其 他 AL 單個 合計6061LD300.40.80.70.150.4 0.150.81.20.040.35 0.25 0.15 0.05 0.15余量6063LD310.20.60.35 0.10 0.100.450.9 0.10 0.10 0.10 0.05 0.15余量6063A0.30.60.150.35 0.10 0.150.60.9 0.05 0.15 0.10 0.05 0.15余量 化學成份是決定材料各項性能的關鍵因素.為了獲得良好的擠壓性能、優(yōu)質的表面處理性能、適宜的力學性能、滿意的表面質量和外觀裝飾效果，必須嚴格控制合金化學成份。 6063合金的化學元素含量范圍比較寬，由于各元素在合金中所起的作用不同，因此必須考慮合金中各元素的含量及其互相關系的搭配，才能保證獲得較為理想的各項性能及較好的經濟效益。 主要合金元素是鎂、硅，主要強化相是Mg2Si。要保證合金中的Mg2Si總量不少于0.75%，且Mg2Si得到充分溶解，合金力學性能就完全能滿足GB/T52372000標準中的要求。Mg2Si在基體鋁中的溶解度是與合金中鎂的含量有關的，Mg2Si中鎂、硅質量可分比1.73：1，如果Mg2/Si1.73，鎂過剩，過剩的鎂將顯著降低Mg2Si在固態(tài)鋁中的溶解度，削弱Mg2Si的強化效果；Mg/S1.73，硅過剩，對Mg2Si的溶解度影響很小，基本不會削弱Mg2Si的強化效果。 鐵是主要什質元素，是對氧化著色質量影響最大的元素，隨著鐵元素的升高，陽極氧化膜的光澤度暗，透明度減弱，鋁型材表面的光亮度顯著降低，影響美觀，含鐵高的型材是不宜氧化著色的。 另外，由于鐵、硅形成的化合物有較強的熱縮性，容易使鑄錠產生裂紋，特別是FeSi時,則產生熔點較高的包晶反應，提高了脆性區(qū)的溫度下限，能降低熱裂傾向。 因此，應首先控制好鎂、硅、鐵三元素的含量及相互關系，既保證合金中能夠形成足夠的Mg2Si強化相，又保證有一定量的硅過剩，且過剩量小于合金中鐵含量，合金中的鐵含量還不能影響到氧化著色的質量。這樣，使得合金既有一定強度，又降低了產生裂紋的傾向，同時，氧化著色的質量也不會降低。 其他什質元素雖然對鋁型材性能的影響相對小一些，但也不可忽視。除銅以外的其他什質元素含量超過規(guī)定值時，都對鋁型材的表面質量有不同程度的影響。 銅雖然對提高合金的強度有一定作用，但對耐蝕性有不利影響，錳、鉻對提高合金的耐蝕性有幫助，錳還可以提高合金的強度，鉻則有抑制Mg2Si相在晶界的折出，能延緩自然時效過程，提高人工時效后的強度的作用，但錳、鉻含量高時，會使鋁型材氧化膜色澤偏黃，著色效果差。鈦在鋁合金中起細化晶粒，減少熱裂傾向，提高伸長率的作用，但含量超過0.10%時也會對鋁型材的著色質量有較大的影響。這幾種什質元素的含量應控制在規(guī)定的0.10%以下，才不會對鋁型材的性能有太大影響。 綜合考慮6063合金比較理想的化學成份為：（%） Mg：0.450.55； Si：0.350.45； Mg/Si=1.31.4； Fe：0.150.20 Zn0.10 Ti0.10 Cu0.10 Mn0.10 Cr101901505T6102301905102201804注 ：1 . 型材取樣部位的實測壁厚小于1.2mm時，不測定伸長率。2 . 淬火自然時效的型材室溫力學性能是常溫時效1個月的數值。常溫時效不足1個月進行拉伸試驗時，試樣應進行快速處理，其室溫縱向力學性能符合表2-18的規(guī)定。 3 . 維氏硬度、韋氏硬度和拉伸試驗只做1項，仲裁試驗為拉伸試驗。13外觀質量（1） 型材表面應整潔，不允許有裂紋、起皮、腐蝕和氣泡等缺陷存在。（2） 型材表面上允許有輕微的壓坑、碰傷、擦傷存在，其允許深度見表233。模具壓痕見表2-34。飾面要在圖紙中注明，未注明時按非裝飾面執(zhí)行。 表233 狀態(tài) 缺陷允許深度，mm 不大于 裝飾面 非裝飾面 T5 003 007 T4、T6 006 010 表234 合 金 模具擠壓痕深度、mm 不大于 6061 0.06 6063、6063A 0.03(3)型材端頭允許有因鋸切產生的局部變形,其縱向長度不應超過20mm.。6鋁合金建筑型材表面處理的技術要求。陽極氧化、著色型材。GB/T5237.22000對陽極氧化膜的質量規(guī)定如下：（1） 基材質量、產品的化學成份、力學性能應符合GB/T5237.1的規(guī)定。（2） 產品的尺寸允許偏差（包括氧化膜在內）應符合GB/T5237.1的規(guī)定。 (3) 陽極氧化膜的厚度級別應按表235 的規(guī)定執(zhí)行。 表235 氧化膜厚度等級 單根平均膜厚不小于 m 單根局部膜厚不小于 m AA10 10 8 AA15 15 12 AA20 20 16 AA25 25 20(4) 陽極氧化膜的厚度級別應根據使用環(huán)境加以選擇，可參考表236的規(guī)定。 表236 厚度等級 適用環(huán)境 應用舉例 AA10室外大氣清潔、遠離工業(yè)污染、遠離海洋，室內一般情況下均可使用車輛內外裝飾件、屋內、屋外門窗等 AA15 AA20存在有工業(yè)大氣污染；酸或堿的氣氛，潮濕或受雨淋，但都不十分嚴重；海洋性氣候下工作。船舶、屋外建筑材料、幕墻等 AA20 AA25用于環(huán)境非常惡劣的地方；長期受大氣污染，受潮或雨淋、磨擦；特別是表面可能發(fā)生凝霜的地方。船舶、幕墻、門窗、機械零件(5) 氧化膜的封孔質量采用磷鉻酸侵蝕質量損失法試驗，失重不大于30 mg/dm2。(6) 電解著色、有機著色的型材，其氧化膜顏色，應符合供需雙方協商認可的實物標樣及允許偏差。非裝飾面上允許有輕微的顏色不均，不均度由供需雙方協商。(7) 陽極氧化膜的耐蝕性采用銅加速醋酸鹽霧試驗（cass）和滴堿試驗、耐磨性落砂檢測，結果應符合表237的規(guī)定。 表237 氧化膜 厚度級別 Cass試驗 滴堿試驗 S 落砂試驗 磨耗系數f.g/m 時間h 級別 AA10 16 9 50 300 AA15 329 75 300 AA20 569 100 300 AA25 729 125 300(8) 氧化膜的耐候性采用313B熒光紫外燈人工加速老化試驗，經300h連續(xù)照射后，電解著色膜色差至少應達到1級，有機著色膜色差至少應達到2級。具體色差級別應根據顏色的不同，由供需雙方協商確定。(9) 外觀質量產品表面不允許有電灼傷、氧化膜脫落等影響使用的缺陷。距型材端頭80mm以內允許局部無膜或電灼傷。 電泳涂漆型材。GB/T5237.32000對電泳涂漆復合膜的質量作了規(guī)定。（1） 基材質量應符合GB/T5237.1的規(guī)定。（2） 電泳涂漆型材去除膜層后的化學成份、室溫力學性能應符合GB/T5237.1的規(guī)定。（3） 電泳涂漆型材尺寸允許偏差（包括復合膜在內）應符合GB/T5237.1的規(guī)定。（4） 厚度應符合表238的規(guī)定。 表238 m 級 別 陽極氧化膜 漆 膜 復合膜平均膜厚 局部膜厚 局部膜厚 局部膜厚 A B 10 1088 12 7 21 16注：在苛刻、惡劣環(huán)境條件下的室外用建筑構件應采用A級的型材，在一般環(huán)境條件下的室外用建筑構件車輛用構件，可采用B級的型材 （5）陽極氧化膜的耐蝕性、漆膜的附著力和硬度以及復合膜的耐蝕性和耐堿應符合表239的規(guī)定。 表239 膜厚級別 陽極氧化膜 漆膜 復合膜耐蝕性（CASS試驗）附著力等級硬度 耐蝕性耐磨性g CASS試驗 耐堿性試驗時間h保護等級R時間h保護等級R時間h保護等級RA8902H9.59.53000B8902H9.59.52750注：表中所指的陽極氧化膜系指型材在涂漆前經陽極氧化處理所形成的氧化膜，其耐蝕性的要求應在加工過程中予以保證，并作定期檢查，不作為產品最終檢驗的項目。(6) 顏色、色差 顏色、色差應符合供需雙方確定的實物標樣及允許偏差。(7) 人工加速耐候性 復合膜經氙燈照射人工加速老化試驗后，應無粉化現象（0級），失光程度至少達到1級（失光率15%），變色程度至少達到1級。(8) 耐沸水性 在95度的去離子水中煮沸5小時，漆膜表面不應有皺紋、裂紋、氣泡、脫落及變色。(9) 外觀質量 涂漆前型材的外觀質量應符合GB/T5237.2的有關規(guī)定。涂漆后的涂膜應均勻、整潔、不允許有皺紋、裂紋、氣泡、流痕、夾什物，發(fā)粘和漆膜脫落等影響使用的缺陷。但在電泳型材端頭80mm范圍內允許局部無漆膜。粉末噴涂型材。GB/T5237.42000對粉末噴涂質量作了規(guī)定。（1） 噴粉型材的牌號和狀態(tài)規(guī)格應符合GB/T5237.1的規(guī)定。涂層種類為熱固性飽和聚酯粉末涂層。（2） 基材質量： 噴粉型材用基材應符合GB/T5237.1的規(guī)定。（3） 尺寸允許偏差：噴粉型材去掉涂層后，尺寸允許偏差應符合GB/T5237.1的規(guī)定。產品因涂層引起的尺寸變化應不影響裝配和使用。（4） 噴粉型材的化學成份、力學性能： 噴粉型材去掉涂層后，其化學成份，室溫力學性能應符合GB/T5237.1的規(guī)定.。（5） 預處理：基材噴涂前，其表面應進行預處理，以提高基體與涂層的附著力。化學轉化膜應有一定的厚度，當采用鉻化處理時，鉻化轉化膜的厚度應控制在2001300毫克/平方米范圍內（用重量法測定）。（6） 外觀質量：噴粉型材裝飾面上涂層應平滑、均勻、不允許有皺紋、流痕、鼓泡、裂紋、發(fā)粘等影響使用的缺陷。允許有輕微的桔皮現象，其允許程度應由供需雙方商定的實物標樣表明。（7） 涂層性能（7.1）光澤：涂層的600光澤值應與合同規(guī)定值一致。光澤值80個光澤單位的高光產品，其允許偏差為10個光澤單位，其它產品允許偏差為7個光澤單位。（7.2）顏色和色差：涂層顏色應與合同規(guī)定的色板基本一致。使用儀器測定時，單色粉末的涂層與標準色板間的色差E*ab1.5，同一批產品之間的色差*ab1.5 。（7.3）涂層厚度： 裝飾面上涂層最大局部厚度120m ，最小局部厚度40m 。 注：由于擠壓型材橫截面形狀的復雜性，致使型材某些表面（如內角、橫溝等）的涂層厚度低于規(guī)定值是允許的，但不允許出現露底現象。（7.4）壓痕硬度： 涂層經壓痕試驗，其抗壓痕性80 。（7.5）附著力：涂層經劃格試驗其附著力達到0級。（7.6）耐沖擊性：涂層經正面沖擊試驗后無開裂或脫落現象，但在凹面的周邊處允許有細小皺紋。（7.7）杯突試驗：涂層經壓陷深度為6mm的杯突試驗后，無開裂或脫落現象。（7.8）抗彎曲性：涂層經曲率半徑為3mm ，彎曲1800的試驗后，無開裂或脫落現象。（8）耐化學穩(wěn)定性（8.1）耐灰漿性：涂層經灰漿試驗后，其表面不應有脫落和其它有明顯變化。（8.2）耐鹽酸性：涂層經鹽酸試驗后，目視檢查表面不應有氣泡或其它明顯變化。（8.3）耐溶劑性：經二甲苯試驗后，應無軟化和其它明顯變化。. （9）耐鹽霧腐蝕性：在帶有交叉劃痕的試板上，經1000h乙酸鹽霧試驗（ASS試驗）后，先對 交叉劃線兩側各2.0mm以外部分的涂層進行目測檢查，其涂層不應有腐蝕現象。再按GB/T92861998中的7.2.6條進行試驗,在離劃線2.0mm以外部分，不應有涂層脫落現象.。也可采用120h銅加速乙酸鹽霧試驗（CASS試驗），其保護等級9.5級。仲裁時，采用乙酸鹽霧試驗（ASS試驗）。（10）耐濕熱性： 涂層經1000h試驗后，變化1級。（11）人工加速耐候性： 涂層經250h氙