CN101037746A - 煤矿支柱用铝合金管材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
煤矿支柱用铝合金管材及其制备方法，它涉及管材及其制备方法。它解决了现有煤矿支柱用管材承受载荷的能力低的问题。本发明的管材，按重量百分比由Si含量为0～0.04％、Fe含量为0～0.04％、Cu含量为0.55～0.99％、Mn含量为0.15～0.35％、Mg含量为2.6～2.9％、Zn含量为4.60～5.20％、余量为Al制成。方法为：一、按重量百分比由Si含量为0～0.04％、Fe含量为0～0.04％、Cu含量为0.55～0.99％、Mn含量为0.15～0.35％、Mg含量为2.6～2.9％、Zn含量为4.6～5.2％、余量为Al制成空心铸锭；二、挤压成空心管材；三、对挤压成形的空心无缝管材进行淬火；四、经热处理和辊式矫直，即制得煤矿支柱用铝合金管材。本发明的管材抗拉强度达470Mpa，屈服强度达到420Mpa，提高了管材的耐磨性和使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿支柱用管材及其制备方法。
背景技术
煤矿支柱用管材，过去一直使用钢材，为了减轻重量，国外从二十世纪七十年代起用作该管材的材料逐渐被比重小、强度高的铝合金所取代。煤矿支柱用管材构件，使用过程中承受载荷大。现有的煤矿支柱用管材承受载荷的能力低、力学性能差、使用寿命短。
发明内容
本发明为了解决现有煤矿支柱用管材承受载荷的能力低、力学性能差、使用寿命短的问题，提供了一种煤矿支柱用铝合金管材及其制备方法，解决上述问题的具体技术方案如下：
本发明的煤矿支柱用铝合金管材按重量百分比由Si含量为0～0.04％、Fe含量为0～0.04％、Cu含量为0.55～0.99％、Mn含量为0.15～0.35％、Mg含量为2.60～2.90％、Zn含量为4.60～5.20％、余量为Al制成。
本发明的煤矿支柱用铝合金管材的制备方法的步骤如下：
步骤一、按重量百分比Si含量为0～0.04％、Fe含量为0～0.04％、Cu含量为0.55～0.99％、Mn含量为0.15～0.35％、Mg含量为2.60～2.90％、Zn含量为4.60～5.20％、余量为Al制成空心铸锭；
步骤二、挤压温度400～440℃，热挤比为8～25，挤压时添加润滑剂，润滑剂按重量百分比由HG-72H号气缸油50～60％、鳞片状石墨40～50％，挤压时采用活动模支承，挤压成空心无缝管材；
步骤三、对步骤二挤压成形的空心无缝管材在468～475℃进行淬火处理；
步骤四、时效制度：金属温度140～150℃，保温时间18～22小时后，经过辊式矫直，即制得煤矿支柱用铝合金管材。
本发明在7A15合金铸锭化学成分中Mg含量为2.60～2.90％，Zn含量为4.60～5.20％，显著提高了该合金力学性能，抗拉强度达470Mpa，屈服强度达到420Mpa，提高了管材的使用耐磨性和使用寿命；挤压时配置的润滑剂可使挤压管材表面质量提高，有效控制擦伤废品的产生；挤压时采用活动模支承，可有效调节管材的壁厚不均；热挤压比为8～25，保证了挤压效应，可提高管材的强度；切尾长度为300～400mm，保证低倍组织合格；采用辊式矫直设备，可保证管材的平直度。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式的煤矿支柱用铝合金管材，按重量百分比由Si含量为0～0.04％、Fe含量为0～0.04％、Cu含量为0.55～0.99％、Mn含量为0.15～0.35％、Mg含量为2.60～2.90％、Zn含量为4.60～5.20％、余量为Al制成。
具体实施方式二：本实施方式按重量百分比由Si含量为0.01％、Fe含量为0.04％、Cu含量为0.55％、Mn含量为0.35％、Mg含量为2.60％、Zn含量为5.20％、余量为Al制成。
具体实施方式三：本实施方式按重量百分比由Si含量为0.02％、Fe含量为0.02％、Cu含量为0.7％、Mn含量为0.25％、Mg含量为2.75％、Zn含量为4.9％、余量为Al制成。
具体实施方式四：本实施方式按重量百分比由Si含量为0.04％、Fe含量为0.01％、Cu含量为0.99％、Mn含量为0.15％、Mg含量为2.90％、Zn含量为4.60％、余量为Al制成。
具体实施方式五：本实施方式的煤矿支柱用铝合金管材制备方法的步骤如下：
步骤一、按重量百分比由Si含量为0～0.04％、Fe含量为0～0.04％、Cu含量为0.55～0.99％、Mn含量为0.15～0.35％、Mg含量为2.60～2.90％、Zn含量为4.60～5.20％、余量为Al制成空心铸锭(7A15)；
步骤二、挤压温度400～440℃，热挤比为8～25，挤压时添加润滑剂，润滑剂按重量百分比由HG-72H号气缸油50～60％、鳞片状石墨40～50％，挤压时采用活动模支承，挤压成空心无缝管材；
步骤三、对步骤二挤压成形的空心无缝管材在468～475℃进行淬火处理；
步骤四、时效制度：金属温度140～150℃，保温时间18～22小时后，经过辊式矫直达到平直度，切尾长度为300～400mm，即制得煤矿支柱用铝合金管材。
具体实施方式六：本实施方式的步骤一、按重量百分比由Si含量为0.01％、Fe含量为0.04％、Cu含量为0.55％、Mn含量为0.35％、Mg含量为2.60％、Zn含量为5.20％、余量为Al制成空心铸锭；步骤二、挤压温度440℃，热挤比为25，挤压时添加润滑剂，挤压成空心无缝管材；步骤三、对步骤二挤压成形的空心无缝管材在475℃进行淬火处理；步骤四、时效制度：金属温度140℃，保温时间22小时后，经过辊式矫直，即制得煤矿支柱用铝合金管材。其它步骤与具体实施方式五相同。
具体实施方式七：本实施方式的步骤一、按重量百分比由Si含量为0.02％、Fe含量为0.02％、Cu含量为0.7％、Mn含量为0.25％、Mg含量为2.75％、Zn含量为4.9％、余量为Al制成空心铸锭；步骤二、挤压温度420℃，热挤比为16，挤压时添加润滑剂，挤压成空心无缝管材；步骤三、对步骤二挤压成形的空心无缝管材在471℃进行淬火处理；步骤四、时效制度：金属温度145℃，保温时间20小时后，经过辊式矫直，即制得煤矿支柱用铝合金管材。其它步骤与具体实施方式五相同。
具体实施方式八：本实施方式的步骤一、按重量百分比由Si含量为0.04％、Fe含量为0.01％、Cu含量为0.99％、Mn含量为0.15％、Mg含量为2.90％、Zn含量为4.60％、余量为Al制成空心铸锭；步骤二、挤压温度400℃，热挤比为8，挤压时添加润滑剂，挤压成空心无缝管材；步骤三、对步骤二挤压成形的空心无缝管材在468℃进行淬火处理；步骤四、时效制度：金属温度150℃，保温时间18小时后，经过辊式矫直，即制得煤矿支柱用铝合金管材。其它步骤与具体实施方式五相同。
Claims (8)
1、煤矿支柱用铝合金管材，其特征在于按重量百分比由Si含量为0～0.04％、Fe含量为0～0.04％、Cu含量为0.55～0.99％、Mn含量为0.15～0.35％、Mg含量为2.60～2.90％、Zn含量为4.60～5.20％、余量为Al制成。
2、根据权利要求1所述的煤矿支柱用铝合金管材，其特征在于按重量百分比由Si含量为0.01％、Fe含量为0.04％、Cu含量为0.55％、Mn含量为0.35％、Mg含量为2.60％、Zn含量为5.20％、余量为Al制成。
3、根据权利要求1所述的煤矿支柱用铝合金管材，其特征在于按重量百分比由Si含量为0.02％、Fe含量为0.02％、Cu含量为0.7％、Mn含量为0.25％、Mg含量为2.75％、Zn含量为4.9％、余量为Al制成。
4、根据权利要求1所述的煤矿支柱用铝合金管材，其特征在于按重量百分比由Si含量为0.04％、Fe含量为0.01％、Cu含量为0.99％、Mn含量为0.15％、Mg含量为2.90％、Zn含量为4.60％、余量为Al制成。
5、权利要求1的煤矿支柱用铝合金管材的制备方法，其特征在于方法的步骤如下：
步骤一、按重量百分比由Si含量为0～0.04％、Fe含量为0～0.04％、Cu含量为0.55～0.99％、Mn含量为0.15～0.35％、Mg含量为2.60～2.90％、Zn含量为4.60～5.20％、余量为Al制成空心铸锭；
步骤二、挤压温度400～440℃，热挤比为8～25，挤压时添加润滑剂，润滑剂按重量百分比由HG-72H号气缸油50～60％鳞片状石墨40～50％，挤压时采用活动模支承，挤压成空心无缝管材；
步骤三、对步骤二挤压成形的空心无缝管材在468～475℃进行淬火处理；
步骤四、时效制度：金属温度140～150℃，保温时间18～22小时后，经过辊式矫直，即制得煤矿支柱用铝合金管材。
6、根据权利要求5所述的煤矿支柱用铝合金管材的制备方法，其特征在于步骤一、按重量百分比由Si含量为0.01％、Fe含量为0.04％、Cu含量为0.55％、Mn含量为0.35％、Mg含量为2.60％、Zn含量为5.20％、余量为Al制成空心铸锭；步骤二、挤压温度440℃，热挤比为25，挤压时添加润滑剂，挤压成空心无缝管材；步骤三、对步骤二挤压成形的空心无缝管材在475℃进行淬火处理；步骤四、时效制度：金属温度140℃，保温时间22小时后，经过辊式矫直，即制得煤矿支柱用铝合金管材。
7、根据权利要求5所述的煤矿支柱用铝合金管材的制备方法，其特征在于步骤一、按重量百分比由Si含量为0.02％、Fe含量为0.02％、Cu含量为0.7％、Mn含量为0.25％、Mg含量为2.75％、Zn含量为4.9％、余量为Al制成空心铸锭；步骤二、挤压温度420℃，热挤比为16，挤压时添加润滑剂，挤压成空心无缝管材；步骤三、对步骤二挤压成形的空心无缝管材在471℃进行淬火处理；步骤四、时效制度：金属温度145℃，保温时间20小时后，经过辊式矫直，即制得煤矿支柱用铝合金管材。
8、根据权利要求5所述的煤矿支柱用铝合金管材的制备方法，其特征在于步骤一、按重量百分比由Si含量为0.04％、Fe含量为0.01％、Cu含量为0.99％、Mn含量为0.15％、Mg含量为2.90％、Zn含量为4.60％、余量为Al制成空心铸锭；步骤二、挤压温度400℃，热挤比为8，挤压时添加润滑剂，挤压成空心无缝管材；步骤三、对步骤二挤压成形的空心无缝管材在468℃进行淬火处理；步骤四、时效制度：金属温度150℃，保温时间18小时后，经过辊式矫直，即制得煤矿支柱用铝合金管材。
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