CN104789922A - 一种耐磨型铝合金管材的制备方法 - Google Patents

一种耐磨型铝合金管材的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐磨型铝合金管材的制备方法,该制备方法包括如下步骤:a)选材备料,b)材料前处理,c)热喷涂处理,d)后处理。本发明揭示了一种耐磨型铝合金管材的制备方法,该制备方法工序安排得当,操作简便,成本适中,制得的铝合金管材层间结合性能稳定、强度高,表层独特的合金成分赋予了铝合金管材突出的耐磨性能及使用寿命,有效的拓宽了铝合金管材的适用范围。

Description

一种耐磨型铝合金管材的制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种铝合金管材的制备方法,尤其涉及一种耐磨型铝合金管材的制备方法,属于铝合金制品技术领域。
背景技术
[0002] 铝合金管材是有色金属管的一种,它是将铝合金型材经挤压、拉拔等工艺加工成沿其纵向全长中空的金属管状材料。铝合金管材可以有一个或多个封闭的通孔,壁厚、横截面均匀一致,按外形可分为:方管、圆管、花纹管、异型管等;按挤压方式可分为:无缝铝管和普通挤压管;按精度可分为:普通铝管和精密铝管,其中精密铝管一般需要在挤压后进行再加工,如冷拉精抽;按轧制厚度可分为:普通铝管和薄壁铝管。由于铝合金管材具有密度小、质量轻、强度高以及优良的导热性、可焊性、可锻型、低电阻性及机加工等性能,铝合金管材被广泛用于各行各业,如:汽车、轮船、航天、航空、电器、农业、机电、家居等。铝合金管材在我们的生活已经无处不在,在很多场合已代替钢铁、铜材、木材和塑料,成为人类社会的一种重要的基础材料。
[0003] 为了提高铝合金管材的使用寿命和耐用度,人们采取了多种工艺对铝合金管材进行表面强度,如:热喷涂,物理、化学气相沉积、复合电镀法、激光熔覆法等。上述工艺可在铝合金管材表面形成强化层,以提高其耐磨性能,但其强化层的性能层次不齐、表面质量不高,且成本偏高,因此,铝合金管材的表面强化工艺还有待进一步研发和完善。
发明内容
[0004] 针对上述需求,本发明提供了一种耐磨型铝合金管材的制备方法,该制备方法工序安排合理,操作简便,成本适中,制得的铝合金管材层间结合强度高,且性能稳定,其表层具有突出的耐磨性能,可有效提升铝合金管材的使用寿命。
[0005] 本发明是一种耐磨型铝合金管材的制备方法,该制备方法包括如下步骤:a)选材备料,b)材料前处理,c)热喷涂处理,d)后处理。
[0006] 在本发明一较佳实施例中,所述的步骤a)中,基材选用为铝合金管套,外径为30-50mm,厚度约为2_4mm,合金成分控制在3%以下;表层原料的主要成分为:A1203粉末、ΤΪ02粉末、Si02粉末、ZnO粉末、镍粉和铬粉。
[0007] 在本发明一较佳实施例中,所述的步骤b)中,该工序包括表层原料的球磨及干燥处理、基材的粗化及预热处理;表层原料的处理设备选用干式球磨机,球磨机转速控制在50-55r/min,球料比为3: 1,处理时间约为8_10小时,其干燥温度控制在60°C -65°C,时间为1-1.5小时;基材的粗化处理方式为喷砂处理,原料选用白刚玉砂,颗粒度约为400目,喷砂压力控制在0.1-0.12MPa,距离为15mm,基材的预热温度控制在120°C左右。
[0008] 在本发明一较佳实施例中,所述的步骤c)中,该工序使用等离子喷涂设备,其主要参数如下:主电源的最大输出功率为80KW,喷枪的工作电流控制在200-300A,工作电压为60-80V,工作气体选用氮气和氢气,压力约为1.2-1.4MPa,喷枪与基材的距离控制在60-70mm,角度为70-75°,移动速度控制在300-320mm/s;送粉器的送粉速度控制在20-35g/min,辅助气体选用氮气;上述热喷涂操作往复执行2_3次。
[0009] 在本发明一较佳实施例中,所述的步骤d)中,该工序包括去应力退火处理和封孔处理;去应力退火的温度控制在200°C -240°C,处理时间为2-2.5小时;期间,待管材温度降至60°C -70°C左右时,进行封孔处理,封孔材料使用微晶石蜡。
[0010] 本发明揭示了一种耐磨型铝合金管材的制备方法,该制备方法工序安排得当,操作简便,成本适中,制得的铝合金管材层间结合性能稳定、强度高,表层独特的合金成分赋予了铝合金管材突出的耐磨性能及使用寿命,有效的拓宽了铝合金管材的适用范围。
附图说明
[0011] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明:
图1是本发明实施例耐磨型铝合金管材的制备方法的工序步骤图。
具体实施方式
[0012] 下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0013] 图1是本发明实施例耐磨型铝合金管材的制备方法的工序步骤图;该制备方法包括如下步骤:a)选材备料,b)材料前处理,c)热喷涂处理,d)后处理。
[0014] 实施例1
本发明提及的耐磨型铝合金管材的具体制备方法如下:
a)选材备料,基材选用为销合金管套,外径为35_,厚度约为2_,合金成分控制在3%以下;表层原料的主要成分及其百分含量配比为:A1203粉末58%%、Ti02粉末3%、Si02粉末9%、ZnO粉末10%%、镍粉15%、铬粉5%;
b)材料前处理,该工序包括表层原料的球磨及干燥处理、基材的粗化及预热处理;表层原料的处理设备选用干式球磨机,球磨机转速控制在55r/min,球料比为3:1,处理时间约为8小时,制得的表层原料的平均颗粒直径为9-10um ;表层原料的干燥温度控制在60°C,时间为1.5小时;
基材的粗化处理方式为喷砂处理,原料选用白刚玉砂,颗粒度约为400目,喷砂压力控制在0.1-0.12MPa,距离为15mm,粗化处理后的基材的表面粗糙度约为25um;预热设备使用烘箱,基材的预热温度控制在120°C左右;
c)热喷涂处理,该工序使用等离子喷涂设备,其主要参数如下:主电源的最大输出功率为80KW,喷枪的工作电流控制在200-220A,工作电压为60V,工作气体选用氮气和氢气,压力约为1.2MPa,喷枪与基材的距离控制在68-70mm,角度为70°,移动速度控制在300mm/s;送粉器的送粉速度控制在20g/min,辅助气体选用氮气;上述热喷涂操作往复执行3次,制得的表层厚度约为30-35um ;
d)后处理,该工序包括去应力退火处理和封孔处理;去应力退火的温度控制在2000C _210°C,处理时间为2.5小时;期间,待管材温度降至60°C _70°C左右时,进行封孔处理,封孔材料使用微晶石蜡。
[0015] 实施例2 本发明提及的耐磨型铝合金管材的具体制备方法如下:
a)选材备料,基材选用为销合金管套,外径为40_,厚度约为2.5_,合金成分控制在3%以下;表层原料的主要成分及其百分含量配比为:A1203粉末60%、Ti02粉末2.5%、Si02粉末8.5%、ZnO粉末10%、镍粉14%、铬粉5%;
b)材料前处理,该工序包括表层原料的球磨及干燥处理、基材的粗化及预热处理;表层原料的处理设备选用干式球磨机,球磨机转速控制在50r/min,球料比为3:1,处理时间约为9小时,制得的表层原料的平均颗粒直径为8-9um ;表层原料的干燥温度控制在65°C,时间为I小时;
基材的粗化处理方式为喷砂处理,原料选用白刚玉砂,颗粒度约为400目,喷砂压力控制在0.1-0.12MPa,距离为15mm,粗化处理后的基材的表面粗糙度约为25um;预热设备使用烘箱,基材的预热温度控制在120°C左右;
c)热喷涂处理,该工序使用等离子喷涂设备,其主要参数如下:主电源的最大输出功率为80KW,喷枪的工作电流控制在240-250A,工作电压为70V,工作气体选用氮气和氢气,压力约为1.4MPa,喷枪与基材的距离控制在60-65mm,角度为75°,移动速度控制在320mm/s;送粉器的送粉速度控制在30g/min,辅助气体选用氮气;上述热喷涂操作往复执行2次,制得的表层厚度约为20-25um ;
d)后处理,该工序包括去应力退火处理和封孔处理;去应力退火的温度控制在2300C _240°C,处理时间为2小时;期间,待管材温度降至60°C -70°C左右时,进行封孔处理,封孔材料使用微晶石蜡。
[0016] 本发明揭示了一种耐磨型铝合金管材的制备方法,其特点是:该制备方法工序安排得当,操作简便,成本适中,制得的铝合金管材层间结合性能稳定、强度高,表层独特的合金成分赋予了铝合金管材突出的耐磨性能及使用寿命,有效的拓宽了铝合金管材的适用范围。
[0017] 以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内,可不经过创造性劳动想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种耐磨型铝合金管材的制备方法,其特征在于,该制备方法包括如下步骤:a)选材备料,b)材料前处理,c)热喷涂处理,d)后处理。
2.根据权利要求1所述的耐磨型铝合金管材的制备方法,其特征在于,所述的步骤a)中,基材选用为铝合金管套,外径为30-50mm,厚度约为2_4mm,合金成分控制在3%以下;表层原料的主要成分为:A1203粉末、ΤΪ02粉末、Si02粉末、ZnO粉末、镍粉和铬粉。
3.根据权利要求1所述的耐磨型铝合金管材的制备方法,其特征在于,所述的步骤b)中,该工序包括表层原料的球磨及干燥处理、基材的粗化及预热处理;表层原料的处理设备选用干式球磨机,球磨机转速控制在50-55r/min,球料比为3:1,处理时间约为8_10小时,其干燥温度控制在60°C -65°C,时间为1-1.5小时;基材的粗化处理方式为喷砂处理,原料选用白刚玉砂,颗粒度约为400目,喷砂压力控制在0.1-0.12MPa,距离为15mm,基材的预热温度控制在120°C左右。
4.根据权利要求1所述的耐磨型铝合金管材的制备方法,其特征在于,所述的步骤c)中,该工序使用等离子喷涂设备,其主要参数如下:主电源的最大输出功率为80KW,喷枪的工作电流控制在200-300A,工作电压为60-80V,工作气体选用氮气和氢气,压力约为1.2-1.4MPa,喷枪与基材的距离控制在60-70mm,角度为70-75°,移动速度控制在300-320mm/s;送粉器的送粉速度控制在20_35g/min,辅助气体选用氮气;上述热喷涂操作往复执行2-3次。
5.根据权利要求1所述的耐磨型铝合金管材的制备方法,其特征在于,所述的步骤d)中,该工序包括去应力退火处理和封孔处理;去应力退火的温度控制在200°C _240°C,处理时间为2-2.5小时;期间,待管材温度降至60°C _70°C左右时,进行封孔处理,封孔材料使用微晶石蜡。
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