CN104120312A - 一种空气分离机用6a02t651铝合金有缝管的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于空气分离机用铝合金材料的技术领域，具体涉及一种低温氧、氮空气分离机用6A02T651铝合金有缝管的制造方法，具体为6A02T651Ф411×30铝合金有缝管的制造方法。实现在线淬火生产超大直径、大壁厚空气分离机有缝管材，在满足标准要求下，提高劳动生产率，节约成本，满足用户订货需求。

Description

一种空气分离机用6A02T651铝合金有缝管的制造方法

技术领域

本发明属于空气分离机用铝合金材料的技术领域，具体涉及一种低温氧、氮空气分离机用6A02T651铝合金有缝管的制造方法，具体为6A02T651Ф411×30铝合金有缝管的制造方法。 

背景技术

随着世界性机械制造业技术的快速发展，新技术、新材料、新工艺层出不穷，各行业的快速发展，新产品开发使市场对低温氧、氮空气分离机的需求量越来越大，低温氧、氮空气分离机必须具备强度高、塑性好、比强度高等特点，工作环境为低温、高压，并且环境温度转换频繁，铝合金材料进入制氧行业以来，除要求具备上述需求外，还要求材料质量轻、薄壁、耐腐蚀、可做各种表面处理，并且直径越来越大，使管道容积增大，工作效率提高，目前，国内能够挤压生产大直径铝合金管材的厂家很少，即使可以挤压生产，基本采用离线淬火方式，生产效率低，生产周期长，成品率低，生产成本高，不能满足市场需求。 

鉴于6A02T651铝合金为六系铝合金中最为优良的合金之一，具备挤压、锻造等多种压力加工方法，一直以来在航空、航天领域广泛应用，6A02合金成分为六系中最为复杂的合金，主要强化元素含量较高、合金元素含量较多、淬火温度范围窄，对固溶强化环境要求高，必须在30秒内淬火才能达到固溶强化效果，具有优良的可焊性，这类性质合金适合离线淬火。对于6A02T651铝合金有缝管不适用于目前的制备方法，因此，急需一种针对于6A02T651铝合金的空气分离机用有缝管的制造方法。 

发明内容

本发明的目的是为了提供批量生产一种空气分离机用6A02T651铝合金有缝管的制造方法，可以有效解决大量生产、交货问题。 

本发明的技术方案为： 

一种空气分离机用6A02T651铝合金有缝管的制造方法，步骤如下：

a、铸造的铝合金为六系铝合金圆铸锭，所用的铝合金铸锭中元素的质量百分比Si为0.90%～1.15%，Fe为≤0.40%，Cu为0.45%～0.55%，Mn或Cr为0.25%～0.30%，Mg为0.75%～0.85%，Zn为≤0.20%，Ti为≤0.15%，单个杂质≤0.05%，合计杂质≤0.15%，其余为Al；

b、将六系铝合金圆铸锭车皮、切头、切尾、取低倍、化学成分，切毛料，毛料均质，加热温度：540-560℃，保温8小时以上，冷却方式：风冷及水冷降温；

c、将制备的铝合金毛料加热到450-540℃，迅速装入挤压筒，挤压在90MN挤压机上进行，挤压温度320～540℃，挤压速度2～4.5m/min，挤压有缝管材规格Φ411±3mm×30±3mm，在线淬火温度520～550℃，淬火速度300～350℃/分，离线淬火需将挤压后的管材预拉伸，拉伸率不要求，拉直即可；

d、在线淬火后将Φ411±3mm×30±3mm有缝管材张力拉伸，拉伸率1.5～3.0%；离线淬火处理制度，淬火温度520±2℃，淬火速度300～350℃/分，金属保温1小时，水冷淬火, 淬火后拉伸矫直；

e、然后时效，时效温度155-175℃，金属保温8-14小时，出时效炉；

f.将时效出炉的理化试验料，按照合同规定的验收标准及图纸规定的取样位置，取理化试样，全部理化试验检测合格后，进行表面检查、尺寸检查、检查合格后包装。

所述的a步骤中，铝合金圆铸锭的规格为Φ520mm×4000mm。 

所述的b步骤中，毛料规格为：Φ506mm×1750mm＋10mm。 

所述的b步骤中，保温8-16小时。 

所述的c步骤中，挤压速度3m/min。 

所述的d步骤的拉伸率为1.5～2.5%。 

所述的d步骤的拉伸率为1.5～1.7%。 

所得到的产品，抗拉强度≥290MPa,屈服强度≥230MPa，伸长率≥10%，布氏硬度≥90HB。 

本发明的有益效果为： 

步骤a中化学成分在国家标准范围内，将6A02空气分离机有缝管材铸造成分范围变窄，并且铸造范围控制在国家标准的中上线，避免由于化学成分过大波动引起内部组织不均匀及力学性能散差过大，主要强化成分控制在中上线，使力学性能指标满足国家标准，使6A02空气分离机有缝管材在线淬火合格率稳定在90%以上；步骤b均火制度中冷却方式为风冷加水冷降温，实现快速冷却，保证强化元素最大程度固溶，减少工序等待时间在24小时以上，提高生产效率，并且有缝管材表面经各种氧化或涂层处理后光泽美观、无暗纹、暗线，既保证使用性能又提高审美感；步骤c的挤压速度可以保证出口温度及淬火效果，保证力学性能合格，在线淬火与离线淬火比较能够减少变形，步骤d使拉伸率在1.5～1.7%之间，减少拉伸率变化大引起的尺寸不均，保证持续供货过程中尺寸散差小，保证与其他材料的尺寸配合，在线淬火与离线淬火比较可以减少打头、吊挂、离线淬火升温、保温等时间，每批减少工序时间在10小时以上；通过以上措施，可以实现6A02空气分离机有缝管材在线淬火，使抗拉强度≥290MPa,屈服强度≥230MPa，伸长率≥10%，布氏硬度≥90HB。

本技术方案在线淬火生产超大直径、大壁厚空气分离机有缝管材，在满足标准要求下，提高劳动生产率，节约成本，满足用户订货需求。总之，本发明提供了批量生产超大直径、大壁厚铝合金有缝管材在线淬火的技术方案，以填补超大直径、大壁厚空气分离机有缝管材在线淬火生产空白，此方法生产的管材焊合好、焊缝组织均匀晶粒细小，尺寸公差小，椭圆度小、生产效率高、管材整体组织均匀，强度及塑性满足国家标准，使生产效率提高12.6%。 

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明。 

实施例1、 

a.铸造的铝合金为六系铝合金圆铸锭，配料计算以步骤a的中线为基础，以确保铸锭成分控制在标准范围内；在融化后一次扒渣、熔炼炉精炼后一次扒渣、保温炉精炼后一次扒渣；熔炼炉精炼后一次除气、保温炉精炼后一次除气，保温炉精炼后再进行一次除气机除气。在整个熔炼及铸造过程中，控制Fe含量的投入及尽量避免扒渣时接触铁，减少铁对焊合产生的不良影响，所用的铝合金铸锭中元素的质量百分比Si为1.05%，Fe为≤0.20%，Cu为0.52%，Mn或Cr为0.28%，Mg为0.81%，Zn为≤0.20%，Ti为≤0.15%，单个杂质≤0.05%，合计杂质≤0.15%，其余为Al；规格为Φ520mm×4000mm； 

b、将规格为Φ520mm×4000mm六系铝合金圆铸锭车皮、切头、切尾、取低倍、化学成分，切毛料，毛料规格为Φ506mm×1750mm＋10mm；毛料均质，加热温度：550℃，保温8小时，冷却方式：风冷＋水冷降温；

c、将制备的六号铝合金圆铸锭毛料加热到540℃，迅速装入挤压筒，挤压在90MN挤压机上进行，挤压温度480℃，挤压速度3m/min，挤压有缝管材规格Φ411±3mm×30±3mm，在线淬火温度520～550℃，淬火速度300～350℃/分，离线淬火需将挤压后的管材预拉伸，拉伸率不要求，拉直即可， 

d、然后淬火处理，离线淬火温度520±2℃，淬火速度300～350℃/分，金属保温1小时，水冷淬火，将Φ411±3mm×30±3mm有缝管材张力拉伸，拉伸率1.5～2.5%；

e、时效温度175℃，金属保温8小时，出时效炉；

f. 将时效出炉的理化试验料，按照合同规定的验收标准及图纸规定的取样位置，取理化试样，全部理化试验检测合格后，对有缝管材表面检查、尺寸检查、检查合格的铝合金有缝管材包装。

实施例2： 

本实施方式与实施例1不同的是，步骤a中采用的六号铝合金圆铸锭精炼程度达到一级氧化膜要求，其他步骤及参数与实施例1相同。

实施例3： 

本实施方式与实施例1不同的是，毛料均质，加热温度： 540℃，保温12小时以上，低倍检查氧化膜，检查化合物偏析，满足一级氧化膜要求，其他步骤及参数与实施例1相同。

实施例4： 

本实施方式与实施例1不同的是，模拟离线淬火环境改善在线淬火装置，加热温度530℃，迅速装入挤压筒，挤压速度4.5m/min，保证棒材出口温度520℃，喷水淬火，淬火速度300～350℃/分，其他步骤及参数与实施例1相同。

实施例5： 

本实施方式与实施例1不同的是，将Φ411±1mm×30±0.8mm有缝管材张力拉伸1.7～2.2%，满足T651拉伸率，然后时效，时效温度155℃，金属保温14小时，出时效炉，其他步骤及参数与实施例1相同。

实施例6： 

本实施方式与实施例1不同的是，探伤检查，探伤采用接触法，耦合剂为甘油，探伤标准B级，其他步骤及参数与实施例1相同。

本发明提供的批量生产6A02空气分离机有缝管材制造方法，可以使生产效率提高12.6～18%。 

Claims (8)

1.一种空气分离机用6A02T651铝合金有缝管的制造方法，步骤如下：

a、铸造的铝合金为六系铝合金圆铸锭，所用的铝合金铸锭中元素的质量百分比Si为0.90%～1.15%，Fe为≤0.40%，Cu为0.45%～0.55%，Mn或Cr为0.25%～0.30%，Mg为0.75%～0.85%，Zn为≤0.20%，Ti为≤0.15%，单个杂质≤0.05%，合计杂质≤0.15%，其余为Al；

b、将六系铝合金圆铸锭车皮、切头、切尾、取低倍、化学成分，切毛料，毛料均质，加热温度：540-560℃，保温8小时以上，冷却方式：风冷及水冷降温；

c、将制备的铝合金毛料加热到450-540℃，迅速装入挤压筒，挤压在90MN挤压机上进行，挤压温度320～540℃，挤压速度2～4.5m/min，挤压有缝管材规格Φ411±3mm×30±3mm，在线淬火温度520～550℃，淬火速度300～350℃/分，离线淬火需将挤压后的管材预拉伸，拉伸率不要求，拉直即可；

d、在线淬火后将Φ411±3mm×30±3mm有缝管材张力拉伸，拉伸率1.5～3.0%；离线淬火处理制度，淬火温度520±2℃，淬火速度300～350℃/分，金属保温1小时，水冷淬火, 淬火后拉伸矫直；

e、然后时效，时效温度155-175℃，金属保温8-14小时，出时效炉；

f.将时效出炉的理化试验料，按照合同规定的验收标准及图纸规定的取样位置，取理化试样，全部理化试验检测合格后，进行表面检查、尺寸检查、检查合格后包装。

2.根据权利要求1所述的空气分离机用6A02T651铝合金有缝管的制造方法，其特征在于，所述的a步骤中，铝合金圆铸锭的规格为Φ520mm×4000mm。

3.根据权利要求1所述的空气分离机用6A02T651铝合金有缝管的制造方法，其特征在于，所述的b步骤中，毛料规格为：Φ506mm×1750mm＋10mm。

4.根据权利要求1所述的空气分离机用6A02T651铝合金有缝管的制造方法，其特征在于，所述的b步骤中，保温8-16小时。

5.根据权利要求1所述的空气分离机用6A02T651铝合金有缝管的制造方法，其特征在于，所述的c步骤中，挤压速度3m/min。

6.根据权利要求1所述的空气分离机用6A02T651铝合金有缝管的制造方法，其特征在于，所述的d步骤的拉伸率为1.5～2.5%。

7.根据权利要求6所述的空气分离机用6A02T651铝合金有缝管的制造方法，其特征在于，所述的d步骤的拉伸率为1.5～1.7%。

8.根据权利要求1所述的空气分离机用6A02T651铝合金有缝管的制造方法，其特征在于，所得到的产品，抗拉强度≥290MPa,屈服强度≥230MPa，伸长率≥10%，布氏硬度≥90HB。