铝合金门窗如何设计

6063铝合金广泛用于建筑铝门窗、幕墙的框架，是一种常见的铝合金型号。为了保证门窗、幕墙具有高的抗风压性能、装配性能、耐蚀性能和装饰性能，对铝合金型材综合性能的要求远远高于工业型材标准。

6063就是具体牌号，6063不是指系列牌号，类似6000系才是。

6063铝合金是AL-Mg-Si系中具有中等强度的可热处理强化合金，Mg和Si是主要合金元素，优选化学成分的主要工作是确定Mg和Si的百分含量(质量分数，下同)。

1．1Mg的作用和影响 Mg和Si组成强化相Mg2Si，Mg的含量愈高，Mg2Si的数量就愈多，热处理强化效果就愈大，型材的抗拉强度就愈高，但变形抗力也随之增大，合金的塑性下降，加工性能变坏，耐蚀性变坏。

1．2Si的作用和影响 Si的数量应使合金中所有的Mg都能以Mg2Si相的形式存在，以确保Mg的作用得到充分的发挥。随着Si含量增加，合金的晶粒变细，金属流动性增大，铸造性能变好，热处理强化效果增加，型材的抗拉强度提高而塑性降低，耐蚀性变坏。

含量的选择

2．1Mg2Si量的确定

2．1．1Mg2Si相在合金中的作用 Mg2Si在合金中能随着温度的变化而溶解或析出，并以不同的形态存在于合金中： (1)弥散相β’’固溶体中析出的Mg2Si相弥散质点，是一种不稳定相，会随温度的升高而长大。 (2)过渡相β’ 是β’’由长大而成的中间亚稳定相，也会随温度的升高而长大。 (3)沉淀相β是由β’ 相长大而成的稳定相，多聚集于晶界和枝晶界。 能起强化作用Mg2Si相是当其处于β’’弥散相状态的时候，将β相变成β’’相的过程就是强化过程，反之则是软化过程。

2．1．2Mg2Si量的选择 6063铝合金的热处理强化效果是随着Mg2Si量的增加而增大。当Mg2Si的量在0．71%～1．03%范围内时，其抗拉强度随Mg2Si量的增加近似线性地提高，但变形抗力也跟着提高，加工变得困难。但Mg2Si量小于0．72%时，对于挤压系数偏小(小于或等于30)的制品，抗拉强度值有达不到标准要求的危险。当Mg2Si量超过0.9%时，合金的塑性有降低趋势。 GB/T5237．1—2000标准中要求6063铝合金T5状态型材的σb≥160MPa，T6状态型材σb≥205MPa，实践证明．该合金的抗拉强度最高可达到260MPa。但大批量生产的影响因素很多，不可能确保都达到这么高。综合的考虑，型材既要强度高，能确保产品符合标准要求，又要使合金易于挤压，有利于提高生产效率。我们设计合金强度时，对于T5状态交货的型材，取200MPa为设计值。从图1可知，抗拉强度在200MPa左右时，Mg2Si量大约为0．8%，而对于T6状态的型材，我们取抗拉强度设计值为230 MPa，此时Mg2Si量就提高到0．95%。

2．1．3Mg含量的确定 Mg2Si的量一经确定，Mg含量可按下式计算： Mg%=（1.73×Mg2Si%）/2.73

2．1．4Si含量的确定 Si的含量必须满足所有Mg都形成Mg2Si的要求。由于Mg2Si中Mg和Si的相对原子质量之比为Mg/Si=1．73 ，所以基本Si量为Si基=Mg/1．73。 但是实践证明，若按Si基进行配料时，生产出来的合金其抗拉强度往往偏低而不合格。显然是合金中Mg2Si数量不足所致。原因是合金中的Fe、Mn等杂质元素抢夺了Si，例如Fe可以与Si形成ALFeSi化合物。所以，合金中必须要有过剩的Si以补充Si的损失。合金中有过剩的Si还会对提高抗拉强度起补充作用。合金抗拉强度的提高是Mg2Si和过剩Si贡献之和。当合金中Fe含量偏高时，Si还能降低Fe的不利影响。但是由于Si会降低合金的塑性和耐蚀性，所以Si过应有合理的控制。我厂根据实际经验认为过剩Si量选择在0．09% ～0．13%范围内是比较好的。 合金中Si含量应是：Si%=(Si基+Si过)%

控制范围

3．1Mg的控制范围 Mg是易燃金属，熔炼操作时会有烧损。在确定Mg的控制范围时要考虑烧损所带来的误差，但不能放得太宽，以免合金性能失控。我们根据经验和本厂配料、熔炼和化验水平，将Mg的波动范围控制在0．04%之内，T5型材取0．47%～0．50%，T6型材取0．57%～0．60%。

3．2Si的控制范围 当Mg的范围确定后，Si的控制范围可用Mg/Si比来确定。因为该厂控制Si过为0．09%～0．13%，所以Mg/Si应控制在1．18～1．32之间。

3．36063铝合金T5和T6状态型材化学成分的选择范围。若要变更合金成分时，比如想将Mg2Si量增加到0．95%，以便有利于生产T6型材时，可沿过Si上下限区间将Mg上移至0．6%左右的位置即可。此时Si约为0．46%，Si过为0．11%，Mg/Si为1．

化学成分

硅Si：0.20-0.6

铁Fe: 0.35

铜Cu：0.10

锰Mn：0.10

镁Mg：0.45-0.9

铬Cr：0.10

锌Zn：0.10

钛Ti：0.10

铝Al：余量

其他：

单个：0.05 合计：0.15

力学性能

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力学性能：

抗拉强度 σb (MPa)：≥205

伸长应力 σp0.2 (MPa)：≥170

伸长率 δ5 (%)：≥7

注 ：棒材室温纵向力学性能

试样尺寸：直径≤12.5

表面腐蚀现象

硅引起6063铝合金型材腐蚀的行为完全是可以预防和控制的，只要对原材料的进货、合金成分进行有效控制，保证镁、硅比例在1.3～1.7范围内，并且对各工序的参数进行严格控制，避免硅产生偏析和游离，尽量使硅和镁形成有益的Mg2Si强化相。

如果发现有这种硅腐蚀点现象，在表面处理时就应该特别注意，在脱脂除油过程中，尽量使用弱碱性槽液，如果条件不允许，也应该在酸性除油液中浸泡的时间尽量缩短(合格的铝合金型材在酸性脱脂液中放20～30min无问题，而有问题的型材上只能放置1～3min)，而且以后的洗水pH值要高一些(pH>4，控制Cl-含量)，在碱腐蚀过程中尽量延长腐蚀时间，在中和出光时要使用硝酸出光液，在硫酸阳极氧化时应尽快通电氧化处理，这样，由硅引起的暗灰色腐蚀点就不明显，可满足使用要求。

现货规格

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6063板材现货规格：0.3mm-350mm(厚度)

6063棒材现货规格：3.0mm-500mm(直径)

6063线材现货规格：0.1mm-20mm(线径)

一、型材规格标准

铝合金型材是铝合金门窗制作的主要材料。铝合金推拉窗常用的型材规格有70系列、75系列、80系列、85系列、90系列等。铝合金平开窗常用的型材规格有45系列、50系列、55系列、60系列等，应根据铝合金门窗的产品设计要求选用合适的型材。

二、铝型材厚度标准

目前，铝合金门窗用铝合金型材的断面几何尺寸已经系列化，产品标准《铝合金门窗》(GB/T 8478—2008)中规定生产铝合金门窗用型材的最小实测壁厚不应小于1.1mm。但目前在铝合金型材市场上，一些厂家为了片面追求利润，减薄铝合金型材的厚度，由于板壁较薄，强度不够，在较大荷载作用下，很容易使表面受损或门窗变形，降低了铝合金门窗的抗风压能力。

三、表面涂层标准

铝合金门窗的表面涂层起到保护铝合金型材表面的作用，主要有氧化膜、电泳涂漆、粉末喷涂、氟碳喷涂四种表面处理方式，还有基于粉末喷涂基础上的木纹转印处理，颜色种类较多。由于不同的表面处理方式，涂层厚度计造价成本有所不同，因此，选择什么样的表面涂层，应根据建筑物所在地的气候条件，使用部位、建筑物等级及经济条件等因素进行综合考虑。如沿海地区由于受海风侵蚀严重，就要选用较厚的涂层。氧化膜不要在酸碱较严重的地区使用。

四、配件的选择标准

铝合金门窗所用的配件应根据设计要求、门窗的类别合理选用，如：铝合金推拉窗的锁具颜色可按设计选定常用锌合金压铸制品，表面镀铬或覆膜；铝合金平开窗的合页、滑撑应为不锈钢制品，钢片厚度不宜小于1.5mm，并有松紧调节装置，滑块一般为铜制品。执手尾锌合金压铸制品，表面镀铬或覆膜，也可用铝合金制品，表面氧化。

五、铝合金门窗的备料标准

(1)、根据设计要求，选出符合国际要求，且具有效质保书的各种铝合金型材。

(2)、将所选各种型材表面用棉纱擦洗干净，如有油污，可使用水溶性洗剂。

化学成份

铝 Al ：余量

硅 Si ：0.20～0.6

铜 Cu ：≤0.10

镁 Mg：0.45～0.9

锌 Zn：≤0.10

锰 Mn：≤0.10

钛 Ti ：≤0.10

铬 Cr：≤0.10

铁 Fe： 0.000～ 0.350

注：单个:≤0.05合计:≤0.15

力学性能

抗拉强度 σb (MPa)：≥205

条件屈服强度 σ0.2 (MPa)：≥170

伸长率 δ5 (%)：≥9

注 ：棒材室温纵向力学性能

试样尺寸：棒材直径(方棒、六角棒内切圆直径)≤25

所谓隐框铝合金玻璃幕墙，是指幕墙的铝合金隐藏于玻璃之后，外观全是玻璃，因其独特的整体镜面效果，受到建筑师的青睐，被大面积运用于多、高层建筑物上。

材料的选用隐框铝合金玻璃幕墙所用的主要材料有铝合金型材、玻璃及密封胶3部分，选构要根据当地的气候情况、兼顾美观、实用、耐久等因素。

铝合金型材主要保证幕墙的力学性能，即强度（承载力）、刚度和稳定性要求，同时又要满足美观及耐久性的要求。目前，国内可供选择的铝合金型材，采用定型幕墙系列，有120～210号等系列材供选择，分为竖料、横料、固定件、启闭件、辅助件等几种。铝合金型构的强度要求根据《玻璃幕墙工程技术规范》（JGJl02―96），铝合金型材强度设计值采用。

铝合金型材的耐久性要求：这主要考虑铝合金型材阳极氧化膜不仅起装饰作用，而且更重要是防止自然界有害因素对铝合金的腐蚀作用，氧化膜厚度不宜太薄，也不能太厚，太厚，一方面增加铝合金阳极氧化成本，另―方有可能发生氧化膜与铝合金粘结力降低，使氧化膜层发生空鼓、开裂甚至脱落现象。根据《铝合金建筑型材》（GB/T5237―93）检验标准，氧化膜级别厚度应符合规定。玻璃的选用，要根据所受的风荷载，室内外冬夏温差变化、立面分格大小及抗震因素，并考虑玻璃的自身性能及功能来选用。玻璃的强度，幕墙玻璃种类很多，生产方法也不一样，但是无论采用何种玻璃，其设计强度都应根据《玻璃幕墙工程技术规范》（JGJl02―96）采用。

1 总则

1.0.1 铝合金门窗在我过生产加工已经有40多年的历史，20世纪70年年代铝合金门窗开始传入我国，1978年北京、广州、上海、深圳等滴参照国外铝合金门窗工程产品，陆续开发试制铝合金门窗工程产品。同时，小批量试生产并开始用于少部分外国驻华使馆和涉外饭店的建筑工程中。

进入21世纪我国铝合金门窗行业进入了心的蓬勃发展时期，我国国民经济迅速发展，人民生活水平大大提高，高档次的铝合金门窗逐步让人们接受。近几年国务院提出，重点抓好节能工作，贴别是抓建筑领域的节能工作。性能优良的节能型隔热铝合金门窗被社会认可并开始在北京、广州等城市广泛使用，节能铝合金门窗推广取得了显著成效。

此次编写的《铝合金门窗工程技术规范》是为了进一步推进我国铝合金门窗产业的技术进步，规范门窗生产和施工，扩大节能门窗的适用范围。

1.0.2 本规范适用于铝合金门窗工程的设计、制作、安装、验收、维护，不适合用于电磁屏蔽门窗、防火门、防爆、防化学腐蚀等有特殊功能要求的铝合金门窗工程。

1.0.3 本规范增加了铝合金门窗工程的设计计算内容，以往的门窗标准中都没有铝合金门窗工程设计计算，因此很多的门窗设计者只能采取玻璃幕墙的设计值，设计依据不足。

2 、术语和符号

2.1.1 主型材 main profiles

用于制作铝合金门窗框、扇和组合门窗的拼接型材。

2.1.2 辅型材 accessorial profiles

铝合金门窗构建体系中，镶嵌或固定在主型材上的辅助构建，起到传力或某种功能作用的附加型材。

2.1.3主要受力杆件

铝合金门窗立面内承受并传递门窗自重力和水平风荷载等作用力的框、扇和组合门窗拼樘框型材。

2.1.4 型材截面主要受力部位

铝合金主型材横截面中承受垂直和水平方向荷载作用力的腹板、翼缘或其他构件的连接受力部位。

2.1.5遮阳性能

建筑门窗在夏天阻隔太阳辐射热的能力，遮阳性能用遮阳系数SC表示。

2.1.6干法安装

墙体门窗洞口预先安置附加金属外框并对墙体缝隙进行填充、防水密封处理，在墙体洞口表面装饰湿作业完成后，将门窗固定在金属附框上的安装方法。

2.1.7 湿法安装

将铝合金门窗直接安装在未经表面装饰的墙体门窗洞口上，在墙体表面湿作业装饰时对门窗洞口间隙进行填充和防水密封处理。

2.2 符号

2.2.1 结构设计

Mx ————绕x轴弯曲设计值

My ————绕y轴弯曲设计值

P3 ————抗风压性能指标值

R ————承载力设计值

S ————荷载设计值

Wo ————基本风压

Wk ————风荷载标准值

Wx ————绕x轴的弹性截面模量

Wy ————绕y轴的弹性截面模量

μz ————风压高度变化系数

γG­­ ————重力载荷分项系数

γW ————风载荷作用分项系数

2.2.2 物理性能

C ————水密性能设计计算系数

△P ————水密性能压力差值

Tr ————透光折减系数

Vo ————水密性能设计风速

ρ————空气密度

2.2.3 材料

E ————材料弹性模量

l ————杆件长度

μ­­——杆件弯曲挠度值

α——材料线膨胀系数

fa——铝合金型材强度设计值

fb——钢材强度设计值

δ——应力设计值

γ——塑性发展系数

γg——材料重力密度标准值

γR——抗力分项系数

γξ——材料性能分项系数

　

3、材料

铝合金门窗工程技术规范之3材料

4 、建筑设计

铝合金门窗工程技术规范之4建筑设计

5、 结构设计

铝合金门窗工程技术规范之5结构设计

6 、加工制作

铝合金门窗工程技术规范之6加工制作

7 、安装施工

铝合金门窗工程技术规范之7安装施工

8、 工程验收

铝合金门窗工程技术规范之8工程验收

9 、保养与维修

铝合金门窗工程技术规范之9 保养与维修

6063铝合金的化学成份在GB/T5237-93标准中为0．2-0．6％的硅、0．45-0．9％的镁、铁的最高限量为0. 35％，其余杂质元素(Cu、Mn、Zr、Cr等)均小于0．1％。这个成份范围很宽，它还有很大选择余地。 6063铝合金是属铝-镁-硅系列可热处理强化型铝合金，在AL-Mg-Si组成的三元系中，没有三元化合物，只有两个二元化合物Mg2Si和Mg2Al3，以α(Al)-Mg2Si伪二元截面为分界，构成两个三元系，α(Al)-Mg2Si-(Si)和α(Al)-Mg2Si-Mg2Al3 在Al-Mg-Si系合金中，主要强化相是Mg2Si，合金在淬火时，固溶于基体中的Mg2Si越多，时效后的合金强度就越高，反之，则越低，如图2所示，在α(Al)-Mg2Si伪二元相图上，共晶温度为595℃，Mg2Si的最大溶解度是1．85％，在500℃时为1. 05％，由此可见，温度对Mg2Si在Al中的固溶度影响很大，淬火温度越高，时效后的强度越高，反之，淬火温度越低，时效后的强度就越低。有些铝型材厂生产的型材化学成份合格，强度却达不到要求，原因就是铝捧加热温度不够或外热内冷，造成型材淬火温度太低所致。 在Al-Mg-Si合金系列中，强化相Mg2Si的镁硅重量比为1．73，如果合金中有过剩的镁(即Mg：Si＞1. 73)，镁会降低Mg2Si在铝中的固溶度，从而降低Mg2Si在合金中的强化效果。如果合金中存在过剩的硅，即Mg：Si＜1．73，则硅对Mg2Si在铝中的固溶度没有影响，由此可见，要得到较高强度的合金，必须Mg：Si＜1．73。 二．合金成份的选择 1．合金元素含量的选择 6063合金成份有一个很宽的范围，具体成份除了要考虑机械性能、加工性能外，还要考虑表面处理性能，即型材如何进行表面处理和要得到什么样的表面。例如，要生产磨砂料，Mg/Si应小一些为好，一般选择在Mg/Si=1-1．3范围，这是因为有较多相对过剩的Si，有利于型材得到砂状表面；若生产光亮材、着色材和电泳涂漆材，Mg/Si在1．5-1．7范围为好，这是因为有较少过剩硅，型材抗蚀性好，容易得到光亮的表面。 6063铝合金的熔炼温度控制在750-760℃之间为佳，过低会增大夹渣的产生，过高会增大吸氢、氧化、氮化烧损。研究表明，铝液中氢气的溶解度在760℃以上急剧上升，当热减少吸氢的途径还有许多，如烘干溶炼炉和熔炼工具，防止使用熔剂受潮变质等。但熔炼温度是最敏感因素之一，过离的熔炼温度不但浪费能源，增加成本，而且是造成气孔，晶粒粗大，羽毛晶等缺陷的直接成因。

幕墙主梁截面承载力按下式计算： （2）在均布荷载q作用下，幕墙主梁截面最大弯矩M计算式如下： 按简支梁计算： 按双跨连续梁计算： 式中： N——垂直荷载和作用效应组合(N)； M——主梁弯矩设计值(kNm)； ——弯矩系数，由 查表求得； A0——主梁净截面面积(mm2)； W ——在弯矩作用方向的净截面抵抗矩(mm3)； γ——塑性发展系数， 取1.05 ； f——强度设计值，铝材（6063-T5）取f=85.5 N/mm2, 钢材（Q235B）取f=215 N/mm2 。 （3）挠度计算公式： 幕墙主梁在水平荷载和作用效应组合条件下的挠度 按下式计算： 按简支梁计算： 按双跨连续梁计算： 式中： qk——水平组合荷载的标准值； ——挠度系数，由 查表查得； h——层高； E——主梁弹性模量 （铝材取0.7×105 N/mm2，钢材取E = 2.06×105 N/mm2）； I——幕墙主梁对x轴的惯性矩； ——挠度允许值(铝材取 ,钢材取取 )。

在建筑业中，我们最能直接入眼的就是铝合金窗户，随着技术的不断发展，铝合金在人们生活中的应用越来越广，而最早以铝合金为主的窗户现在技术也是越来越发达，铝合金的应用不可否认的说是解决了一定程度上钢窗的特点，现在的技术已经达到了非常完善的地步，当然它的价格也是不同的，现在小编就带我们来看看铝合金窗户价格。

铝合金窗户价格

仿古花格花窗 仿古雕花门窗 木雕屏风 实木花格隔断中式装饰　价格230.00元

仿古花格花窗 中式仿古门窗 东阳木雕 屏风 隔断低价供应  价格230.00元

苏州灵鹿门窗价格表，推拉窗、平开窗价格铝合金门窗　价格300.00元

成品铝合金门 铝合金门价格表 门窗铝合金型材  价格350.00元

九十年代中后期门窗市场出现断桥铝合金隔热门窗,是当时门窗市场上的高档门窗产品。型材设计中间采用高强度绝缘绝热合成材料，表面处理采用粉沫喷涂、氟碳喷涂及树脂热印等高新技术。可以满足千变万化的色彩搭配需求。

断桥铝合金隔热门窗的突出优点是重量轻、强度高、水密和气密性好，防火性佳，采光面大，耐大气腐蚀、使用寿命长，装饰效果好，环保性能好。

铝合金窗户材质用料

主要有6个方面可以参考：

厚度

铝合金推拉门有70系列、90系列两种，住宅内部的铝合金推拉门用70系列即可。系列数表示门框厚度构造尺寸的毫米数。铝合金推拉窗有55系列、60系列、70系列、90系列四种。系列选用应根据窗洞大小及当地风压值而定。用作封闭阳台的铝合金推拉窗应不小于70系列。

强度

抗拉强度应达到每平方米毫米157牛顿，屈服强度要达到每平方毫米108牛顿。选购时，可用手适度弯曲型材，松手后应能复原状。

色度

同一根铝合金型材色泽应一致，如色差明显，即不宜选购。

平整度

检查铝合金型材表面，应无凹陷或鼓出。

光泽度

铝合金门窗避免选购表面有开口气泡(白点)和灰渣(黑点)，以及裂纹、毛刺、起皮等明显缺陷的型材。

氧化度

氧化膜厚度应达到10微米。选购时可在型材表面轻划一下，看其表面的氧化膜是否可以擦掉。

现在人们的生活质量提高的太多了，因此人们也更加注重健康以及环保和节能的方面，铝合金窗户就是因此而来，它不仅美观和大方，更是密封性能好，强度高，现在在建筑以及工程的领域应用是非常大的，当然在我们日常家装中就常用来做门窗以及阳台，可以说铝合金窗户的出现就是为了满足现在人们日益追求的完美化，当然还有就是满足整个大环境要求的环保。