CN109576616B - 一种铝合金管材尺寸回弹控制方法 - Google Patents

一种铝合金管材尺寸回弹控制方法 Download PDF

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    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/10—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies

Abstract

本发明涉及一种铝合金管材尺寸回弹控制方法，属于有色金属无缝管材成形技术领域。一种铝合金管材尺寸回弹控制方法，包括：对经过双级均匀化处理的离心铸造的铝合金管坯进行等温热挤压，使铝合金管坯的内径和外径增大、壁厚减薄及长度增加。将经过等温热挤压的铝合金管坯进行固溶，再同时进行轴向冷轧和径向冷轧，使铝合金管坯的内径不变、外径减小、壁厚减薄及长度增加。将经过冷轧制的铝合金管坯进行双级时效处理。该方法通过冷轧制工艺以及对均匀化、挤压和固溶时效过程的温度、速度及时间的合理设置、规范，可以得到外形尺寸精确、内部组织和力学性能较好的薄壁管材。

Description

一种铝合金管材尺寸回弹控制方法
技术领域
本发明涉及有色金属无缝管材成形技术领域，且特别涉及一种铝合金管材尺寸回弹控制方法。
背景技术
大口径无缝管(外径在100mm以上)是航空航天、石油化工、核电火电、交通运输等重大装备领域的关键构件，目前普遍采用热挤压成形工艺进行制造，热挤压前管坯可以为锻态和铸态两种组织状态，当挤压前管坯为锻态时，则是通过镦粗、冲孔等工序进行制坯，组织致密性较高，挤压过程以保证管件的外形尺寸为主，工艺参数控制相对容易，但该工艺流程冗长，材料与能源浪费严重，镦粗和冲孔工序设备投资巨大；当挤压前管坯为铸态时，则是通过离心铸造或砂型铸造方法直接制成空心铸态管坯，组织致密性较差，挤压过程不仅要保证管件的外形尺寸，更重要的是改善组织均匀性，提高力学性能。
而当大口径铝合金薄壁管材(外径在100mm以上，壁厚为0.5～5mm)成形前后管坯的内径和外径同时增大、壁厚减薄、长度增加，成形过程中尺寸回弹控制极为困难，尤其是薄壁区域金属在冷却时收缩不均，内应力重新分布，尺寸回弹严重，导致外形尺寸精度降低；并且如果直接采用上述方法进行一次热挤压或简单的热处理成形，则挤压筒与铸态管坯接触部位存在剪切摩擦，薄壁管壁厚区域剪切变形剧烈，组织容易被破坏，导致力学性能降低。因此，其对热挤压前铸坯的质量要求较高，挤压后管坯外径和内径均增大，对挤压凹模和芯棒的形状、尺寸要求均非常高，模腔出口处的金属流动趋势也极为复杂，现有技术无法满足该类大口径铝合金薄壁管材的高性能精确成形制造需求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的包括提供一种铝合金管材尺寸回弹控制方法，该方法可以降低管材的壁厚区域剪切变形程度，消除了尺寸回弹缺陷，得到的薄壁管材力学性能较好。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提出一种铝合金管材尺寸回弹控制方法，包括：
对经过双级均匀化处理的离心铸造的铝合金管坯进行等温热挤压，使铝合金管坯的内径和外径增大、壁厚减薄及长度增加。
将经过等温热挤压的铝合金管坯进行固溶，再同时进行轴向冷轧和径向冷轧，使铝合金管坯的内径不变、外径减小、壁厚减薄及长度增加。
将经过冷轧制的铝合金管坯进行双级时效处理。
本发明的有益效果包括：
本发明采用立式离心铸造的铝合金管坯经过等温热挤压、中间固溶后，再增加一次冷轧制，使得挤压和冷轧过程的应力被分散、弱化，管材的壁厚成形极限增大、壁厚减小、口径增加，从而可以成形外径在100mm以上、壁厚为0.5～5mm的大口径、薄壁铝合金管材。通过对均匀化、挤压和固溶时效过程的温度、速度及时间的合理设置、规范，可以得到外形尺寸精确和力学性能较好的薄壁管材。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的立式离心铸造示意图；
图2为为本发明实施例提供的离心铸造的铝合金管坯的尺寸标识图；
图3本发明实施例提供的卧式挤压示意图；
图4为本发明实施例提供的等温挤压后的铝合金管坯的尺寸标识图；
图5为本发明实施例提供的冷轧制后的铝合金管坯的尺寸标识图。
图标：1-浇包；2-浇道；3-浇口；4-锁紧销；5-模具盖板；6-上沙垫；6′-下沙垫；7-金属模具铸型；8-预制板坯铸件；9-冷却水管；10-等温挤压管坯；11-芯棒；12-挤压凹模；13-挤压凸模。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的一种铝合金管材尺寸回弹控制方法进行具体说明。
本发明提供了一种铝合金管材尺寸回弹控制方法，包括：
请参照图1和图2，图1为立式离心铸造的示意图。本发明实施例采用立式离心铸造方式铸造铝合金管坯。浇注温度为660～680℃，金属模具铸型转速为150～180r/min，浇注速度为12～18kg/s，浇槽距离模盖高度为20～30cm。本发明实施例采用铸造的方法制备管坯，挤压前管坯为铸态时，通过离心铸造或砂型铸造方法直接制成空心铸态管坯，挤压过程不仅要保证管件的外形尺寸，更重要的是改善组织均匀性，提高力学性能，此工艺具有制造流程短，节约材料和能源，节省设备投资等突出优点。
可选的，在本发明实施例中，采用6061铝合金作为原料，该型号的铝合金通过本发明提供的制造工艺制得的管坯具有较好的外形尺寸和较好的力学性能。
请参照图2，在本发明部分的实施例中，得到离心铸造的铝合金管坯的尺寸可以为：外径D0＝100～800mm、内径d0＝30～60mm、高度H0＝200～500mm、壁厚B0＝40～350mm，该尺寸的铝合金管坯结构可参见图3。
双级均匀化处理：将铸造的铝合金管坯的温度降至530～550℃时脱模，脱模时间为3～7min，加热至470～490℃时保温10～12h进行第一次均匀化，再继续升温至520～540℃保温16～18h进行第二次均匀化，风冷至室温。在本发明的部分实施例中，第一次均匀化的加热温度可以为480℃，保温时间可以为11h，第二次均匀化的温度可以为530℃，保温时间可以为17h。双级均匀化处理可以较好的改善管坯内部组织，有利于下一步的热挤压。
等温热挤压：请参照图3，将经过均匀化的铝合金管坯进行热挤压，使得铝合金管坯的内径和外径增大、壁厚减薄及长度增加。在本发明的部分实施例中，挤压筒的温度为390～420℃，管坯初始挤压温度为450～480℃，控制终了挤压温度为320～350℃。挤压速度为20～35mm/s，挤压比为10～15。本发明实施例采用等温热挤压，通过控制挤压温度，保证了铝合金管坯在挤压过程中的温度，使得变形更加均匀，内部组织更均匀，有助于提高管坯的力学性能。
请参照图4，在本发明部分的实施例中，得到离心铸造的铝合金管坯的尺寸可以为：外径D1＝150～1500mm、内径d＝99～990mm、高度H1＝600～1800mm、壁厚B1＝25～200mm。该尺寸相比离心铸造的铝合金管坯的尺寸，经过等温热挤压后，管坯的外径和内径均变大，高度增大，壁厚减小。
固溶。将经过等温热挤压的铝合金管坯进行固溶，包括：将经过等温热挤压的铝合金管坯加热至520～540℃保温4～6h，再水冷至5～30℃。固溶可以进一步的改变铝合金管坯的内部组织，使其更加均匀。
冷轧制：将固溶后的铝合金管在轴向冷轧速度为8～12mm/s、径向冷轧速度为1.2～3.0mm/s、轧制比为2～3、消除壁厚区域尺寸回弹的冷轧精整量为δ＝(0.12～0.20)B、B为管材锻件的壁厚、冷轧精整时间为15～30s的条件下进行冷轧制。冷轧制使得挤压和冷轧过程的应力被分散、弱化，使得管坯进行外径的缩小、壁厚的减薄及长度的增加。本发明通过冷轧制的工艺过程，减小了管坯的壁厚，对管坯的尺寸进行了进一步的控制。采用了轴向与径向同时轧制，协调配合，使得管坯的变形更加均匀，内部组织更均匀，有助于提高管坯的力学性能。
请参照图5，在本发明部分的实施例中，冷轧制后的离心铸造的铝合金管坯的尺寸可以为：外径D＝100～1000mm、内径d＝99～990mm、高度H＝1000～5000mm、壁厚B＝0.5～5mm。
双级时效处理：将经过冷轧制的铝合金管坯在120～150℃保温6～8h进行第一次时效处理，然后直接升温至170～190℃保温10～12h进行第二次时效，再空冷至室温。在本发明实施例中，室温为5～30℃。双级时效处理与固溶相配合，提高管坯的强度，改善组织。采用双级时效，避免温度立即升高，导致析出物粗化，降低力学性能。
本发明提供的铝合金尺寸回弹控制方法采用立式离心铸造的铝合金管坯，经过等温热挤压、中间固溶后，再增加一次冷轧制，使得挤压和冷轧过程的应力被分散、弱化，管材的壁厚成形极限增大、壁厚减小、口径增加，从而可以成形外径在100mm以上、壁厚为0.5～5mm的大口径、薄壁铝合金管材；均匀化、挤压和固溶时效过程的温度、速度及时间设置合理、规范，可以得到外形尺寸精确、内部组织和力学性能较好的薄壁管材。该方法可以应用于制备无缝管材。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供了一种铝合金薄壁管材锻件，设定其尺寸为：外径D＝685mm、内径d＝680mm、高度H＝3000mm、壁厚B＝2.5mm，主要通过以下步骤制得：
(1)采用立式离心铸造方式铸造6061铝合金管坯，铸造温度为670℃，金属模具铸型转速为180r/min，浇注速度为18kg/s，浇槽距离模盖高度为30cm，得到离心铸造的6061铝合金管坯尺寸为：外径D0＝300mm、内径d0＝50mm、高度H0＝300mm、壁厚B0＝125mm；
(2)双级均匀化：当空心铸态管坯温度降至550℃时脱模，脱模时间为5min，加热至490℃时第一次均匀化12h，再升温至530℃进行第二次均匀化16h，风冷至室温；
(3)等温热挤压：挤压筒温度为420℃，管坯初始挤压温度为450℃，控制终了挤压温度为350℃，挤压速度为35mm/s，挤压比为10，得到等温挤压后的6061铝合金薄壁管材锻件尺寸为：外径D1＝800mm、内径d＝680mm、高度H1＝900mm、壁厚B1＝60mm；
(4)中间固溶：温度为530℃，保温时间为6h，再水冷至室温；
(5)冷轧制：轴向冷轧速度为8mm/s，径向冷轧速度为1.5mm/s，轧制比为3，消除壁厚区域尺寸回弹的冷轧精整量为δ＝0.20B＝0.5mm，B为管材锻件的壁厚，冷轧精整时间为20s，得到冷轧制后的6061铝合金薄壁管材锻件尺寸为：外径D＝685mm、内径d＝680mm、高度H＝3000mm、壁厚B＝2.5mm；
(6)双级时效处理：第一次时效在120℃保温6h，然后直接升温至180℃保温10h进行第二次时效，再空冷至室温，获得所需的6061铝合金薄壁管材锻件。
实施例2
本实施例提供了一种铝合金薄壁管材锻件，设定其尺寸为：外径D＝690mm、内径d＝680mm、高度H＝3200mm、壁厚B＝2.5mm，主要通过以下步骤制得：
(1)采用立式离心铸造方式铸造6061铝合金管坯，铸造温度为660℃，金属模具铸型转速为150r/min，浇注速度为12kg/s，浇槽距离模盖高度为20cm，得到离心铸造的6061铝合金管坯尺寸为：外径D0＝400mm、内径d0＝40mm、高度H0＝200mm、壁厚B0＝100mm；
(2)双级均匀化：当空心铸态管坯温度降至530℃时脱模，脱模时间为3min，加热至470℃时第一次均匀化10h，再升温至520℃进行第二次均匀化17h，风冷至室温；
(3)等温热挤压：挤压筒温度为390℃，管坯初始挤压温度为480℃，控制终了挤压温度为320℃，挤压速度为20mm/s，挤压比为10，得到等温挤压后的6061铝合金薄壁管材锻件尺寸为：外径D1＝800mm、内径d＝680mm、高度H1＝900mm、壁厚B1＝60mm；
(4)中间固溶：温度为530℃，保温时间为6h，再水冷至室温；
(5)冷轧制：轴向冷轧速度为8mm/s，径向冷轧速度为1.5mm/s，轧制比为3，消除壁厚区域尺寸回弹的冷轧精整量为δ＝0.20B＝0.5mm，B为管材锻件的壁厚，冷轧精整时间为20s，得到冷轧制后的6061铝合金薄壁管材锻件尺寸为：外径D＝690mm、内径d＝680mm、高度H＝3200mm、壁厚B＝2.5mm；
(6)双级时效处理：第一次时效在150℃保温8h，然后直接升温至170℃保温12h进行第二次时效，再空冷至室温，获得所需的6061铝合金薄壁管材锻件。
实施例3
本实施例提供了一种铝合金薄壁管材锻件，设定其尺寸为：外径D＝620mm、内径d＝600mm、高度H＝2000mm、壁厚B＝2mm，主要通过以下步骤制得：
(1)采用立式离心铸造方式铸造6061铝合金管坯，铸造温度为680℃，金属模具铸型转速为170r/min，浇注速度为14kg/s，浇槽距离模盖高度为25cm，得到离心铸造的6061铝合金管坯尺寸为：外径D0＝400mm、内径d0＝80mm、高度H0＝250mm、壁厚B0＝110mm；
(2)双级均匀化：当空心铸态管坯温度降至540℃时脱模，脱模时间为5min，加热至490℃时第一次均匀化12h，再升温至530℃进行第二次均匀化16h，风冷至室温；
(3)等温热挤压：挤压筒温度为420℃，管坯初始挤压温度为450℃，控制终了挤压温度为350℃，挤压速度为35mm/s，挤压比为10，得到等温挤压后的6061铝合金薄壁管材锻件尺寸为：外径D1＝800mm、内径d＝680mm、高度H1＝900mm、壁厚B1＝60mm；
(4)中间固溶：温度为530℃，保温时间为6h，再水冷至室温；
(5)冷轧制：轴向冷轧速度为8mm/s，径向冷轧速度为1.5mm/s，轧制比为3，消除壁厚区域尺寸回弹的冷轧精整量为δ＝0.20B＝0.4mm，B为管材锻件的壁厚，冷轧精整时间为20s，得到冷轧制后的6061铝合金薄壁管材锻件尺寸为：D＝620mm、内径d＝600mm、高度H＝2000mm、壁厚B＝2mm；
(6)双级时效处理：第一次时效在120℃保温6h，然后直接升温至180℃保温10h进行第二次时效，再空冷至室温，获得所需的6061铝合金薄壁管材锻件。
实施例4
本实施例提供了一种铝合金薄壁管材锻件，设定其尺寸为：外径D＝665mm、内径d＝660mm、高度H＝3000mm、壁厚B＝2mm，主要通过以下步骤制得：
(1)采用立式离心铸造方式铸造6061铝合金管坯，铸造温度为680℃，金属模具铸型转速为160r/min，浇注速度为16kg/s，浇槽距离模盖高度为30cm，得到离心铸造的6061铝合金管坯尺寸为：外径D0＝400mm、内径d0＝50mm、高度H0＝300mm、壁厚B0＝150mm；
(2)双级均匀化：当空心铸态管坯温度降至550℃时脱模，脱模时间为5min，加热至490℃时第一次均匀化12h，再升温至530℃进行第二次均匀化16h，风冷至室温；
(3)等温热挤压：管坯内径和外径同时增大、壁厚减薄、长度增加，挤压筒温度为400℃，管坯初始挤压温度为450℃，控制终了挤压温度为320℃，挤压速度为30mm/s，挤压比为15，得到等温挤压后的6061铝合金薄壁管材锻件尺寸为：外径D1＝1000mm、内径d＝800mm、高度H1＝1000mm、壁厚B1＝100mm；
(4)中间固溶：温度为530℃，保温时间为5，再水冷至室温；
(5)冷轧制：管坯内径不变、外径减小、壁厚减薄、长度增加，轴向冷轧速度为10mm/s，径向冷轧速度为2.5mm/s，轧制比为3，消除壁厚区域尺寸回弹的冷轧精整量为δ＝0.20B＝0.4mm，B为管材锻件的壁厚，冷轧精整时间为20s，得到冷轧制后的6061铝合金薄壁管材锻件尺寸为：D＝665mm、内径d＝660mm、高度H＝3000mm、壁厚B＝2mm；
(6)双级时效处理：第一次时效在120℃保温6h，然后直接升温至180℃保温10h进行第二次时效，再空冷至室温，获得所需的6061铝合金薄壁管材锻件。
实施例5
本实施例提供了一种铝合金薄壁管材锻件，设定其尺寸为：外径D＝650mm、内径d＝630mm、高度H＝3000mm、壁厚B＝2.5mm，主要通过以下步骤制得：
(1)采用立式离心铸造方式铸造6061铝合金管坯，铸造温度为660℃，金属模具铸型转速为170r/min，浇注速度为13kg/s，浇槽距离模盖高度为30cm，得到离心铸造的6061铝合金管坯尺寸为：外径D0＝600mm、内径d0＝40mm、高度H0＝400mm、壁厚B0＝225mm；
(2)双级均匀化：当空心铸态管坯温度降至550℃时脱模，脱模时间为5min，加热至490℃时第一次均匀化12h，再升温至530℃进行第二次均匀化16h，风冷至室温；
(3)等温热挤压：管坯内径和外径同时增大、壁厚减薄、长度增加，挤压筒温度为410℃，管坯初始挤压温度为460℃，控制终了挤压温度为330℃，挤压速度为25mm/s，挤压比为15，得到等温挤压后的6061铝合金薄壁管材锻件尺寸为：外径D1＝700mm、内径d＝580mm、高度H1＝800mm、壁厚B1＝40mm；
(4)中间固溶：温度为530℃，保温时间为6h，再水冷至室温；
(5)冷轧制：管坯内径不变、外径减小、壁厚减薄、长度增加，轴向冷轧速度为10mm/s，径向冷轧速度为3mm/s，轧制比为2，消除壁厚区域尺寸回弹的冷轧精整量为δ＝0.20B＝0.5mm，B为管材锻件的壁厚，冷轧精整时间为20s，得到冷轧制后的6061铝合金薄壁管材锻件尺寸为：外径D＝650mm、内径d＝630mm、高度H＝3000mm、壁厚B＝2.5mm；
(6)双级时效处理：第一次时效在130℃保温4h，然后直接升温至180℃保温11h进行第二次时效，再空冷至室温，获得所需的6061铝合金薄壁管材锻件。
对比例1
本对比例提供了一种铝合金薄壁管材锻件，设定其尺寸为：外径D＝685mm、内径d＝680mm、高度H＝3000mm、壁厚B＝2.5mm，主要通过以下步骤制得：
(1)采用立式离心铸造方式铸造6061铝合金管坯，铸造温度为670℃，金属模具铸型转速为180r/min，浇注速度为18kg/s，浇槽距离模盖高度为30cm，得到离心铸造的6061铝合金管坯尺寸为：外径D0＝300mm、内径d0＝50mm、高度H0＝300mm、壁厚B0＝125mm；
(2)双级均匀化：当空心铸态管坯温度降至550℃时脱模，脱模时间为5min，加热至490℃时第一次均匀化12h，再升温至530℃进行第二次均匀化16h，风冷至室温；
(3)等温热挤压：管坯内径和外径同时增大、壁厚减薄、长度增加，挤压筒温度为420℃，管坯初始挤压温度为450℃，控制终了挤压温度为350℃，挤压速度为35mm/s，挤压比为10，得到等温挤压后的6061铝合金薄壁管材锻件尺寸为：外径D＝685mm、内径d＝680mm、高度H＝3000mm、壁厚B＝2.5mm；
(4)中间固溶：温度为530℃，保温时间为6h，再水冷至室温；
(5)双级时效处理：第一次时效在120℃保温6h，然后直接升温至180℃保温10h进行第二次时效，再空冷至室温，获得所需的6061铝合金薄壁管材锻件。
对比例2
本对比例提供了一种铝合金薄壁管材锻件，设定其尺寸为：外径D＝685mm、内径d＝680mm、高度H＝3000mm、壁厚B＝2.5mm，主要通过以下步骤制得：
(1)采用立式离心铸造方式铸造6061铝合金管坯，铸造温度为670℃，金属模具铸型转速为180r/min，浇注速度为18kg/s，浇槽距离模盖高度为30cm，得到离心铸造的6061铝合金管坯尺寸为：外径D0＝300mm、内径d0＝50mm、高度H0＝300mm、壁厚B0＝125mm；
(2)双级均匀化：当空心铸态管坯温度降至550℃时脱模，脱模时间为5min，加热至490℃时第一次均匀化12h，再升温至530℃进行第二次均匀化16h，风冷至室温；
(3)热挤压：挤压筒温度为420℃时开始挤压，挤压速度为35mm/s，挤压比为10，得到挤压后的6061铝合金薄壁管材锻件尺寸为：外径D1＝800mm、内径d＝680mm、高度H1＝900mm、壁厚B1＝60mm；
(4)中间固溶：温度为530℃，保温时间为6h，再水冷至室温；
(5)冷轧制：管坯内径不变、外径减小、壁厚减薄、长度增加，轴向冷轧速度为8mm/s，径向冷轧速度为1.5mm/s，轧制比为3，消除壁厚区域尺寸回弹的冷轧精整量为δ＝0.20B＝0.5mm，B为管材锻件的壁厚，冷轧精整时间为20s，得到冷轧制后的6061铝合金薄壁管材锻件尺寸为：外径D＝685mm、内径d＝680mm、高度H＝3000mm、壁厚B＝2.5mm；
(6)双级时效处理：第一次时效在120℃保温6h，然后直接升温至180℃保温10h进行第二次时效，再空冷至室温，获得所需的6061铝合金薄壁管材锻件。
对比例3
本对比例提供了一种铝合金薄壁管材锻件，设定其尺寸为：外径D＝685mm、内径d＝680mm、高度H＝3000mm、壁厚B＝2.5mm，主要通过以下步骤制得：
(1)采用立式离心铸造方式铸造6061铝合金管坯，铸造温度为670℃，金属模具铸型转速为180r/min，浇注速度为18kg/s，浇槽距离模盖高度为30cm，得到离心铸造的6061铝合金管坯尺寸为：外径D0＝300mm、内径d0＝50mm、高度H0＝300mm、壁厚B0＝125mm；
(2)均匀化：当空心铸态管坯温度降至550℃时脱模，脱模时间为5min，加热至530℃进行均匀化16h，风冷至室温；
(3)热挤压：挤压筒温度为420℃时开始挤压，挤压速度为35mm/s，挤压比为10，得到挤压后的6061铝合金薄壁管材锻件尺寸为：外径D1＝800mm、内径d＝680mm、高度H1＝900mm、壁厚B1＝60mm；
(4)中间固溶：温度为530℃，保温时间为6h，再水冷至室温；
(5)冷轧制：管坯内径不变、外径减小、壁厚减薄、长度增加，轴向冷轧速度为8mm/s，径向冷轧速度为1.5mm/s，轧制比为3，消除壁厚区域尺寸回弹的冷轧精整量为δ＝0.20B＝0.5mm，B为管材锻件的壁厚，冷轧精整时间为20s，得到冷轧制后的6061铝合金薄壁管材锻件尺寸为：外径D＝685mm、内径d＝680mm、高度H＝3000mm、壁厚B＝2.5mm；
(6)时效处理：升温至180℃保温10h进行时效，再空冷至室温，获得所需的6061铝合金薄壁管材锻件。
选取实施例1～5和对比例1～3制得的铝合金管坯，分别对其进行力学性能检测，结果如下表：
表1检测结果
延伸率(％) 抗拉强度(MPa) 屈服强度(MPa)
实施例1 13.6 304 262
实施例2 14.5 313 276
实施例3 13.8 301 267
实施例4 12.8 298 263
实施例5 13.4 305 269
对比例1 12.4 274 221
对比例2 11.2 267 217
对比例3 10.7 256 205
由表1可知，实施例1～5提供的铝合金管坯的强度均大于对比例提供的铝合金管坯。说明冷轧制具有提高铝合金管坯的力学性能的作用，均匀化、等温热挤压、固溶以及时效处理的温度、速度以及时间等工艺参数对于铝合金管坯的力学性能具有影响。说明本发明实施例提供的方法较为科学合理，可以有效提高铝合金管坯的力学性能。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.一种铝合金管材尺寸回弹控制方法，所述铝合金管材的外径在100mm以上，壁厚为0.5～5mm，其特征在于，包括：
对经过双级均匀化处理的离心铸造的铝合金管坯进行等温热挤压，使所述铝合金管坯的内径和外径增大、壁厚减薄及长度增加；
将经过所述等温热挤压的所述铝合金管坯进行固溶，再同时进行轴向冷轧和径向冷轧，将固溶后的铝合金管在轴向冷轧速度为8～12mm/s、径向冷轧速度为1.2～3.0mm/s、轧制比为2～3、消除壁厚区域尺寸回弹的冷轧精整量为δ＝(0.12～0.20)B、B为管材锻件的壁厚、冷轧精整时间为15～30s的条件下进行冷轧制，使所述铝合金管坯的内径不变、外径减小、壁厚减薄及长度增加；
将经过冷轧制的所述铝合金管坯进行双级时效处理。
2.根据权利要求1所述的铝合金管材尺寸回弹控制方法，其特征在于，所述轴向冷轧速度为9～11mm/s，所述径向冷轧速度为1.5～2.5mm/s。
3.根据权利要求1所述的铝合金管材尺寸回弹控制方法，其特征在于，所述离心铸造的铝合金管坯的制作方法包括：采用立式离心铸造方式铸造所述铝合金管坯，浇注温度为660～680℃，金属模具铸型转速为150～180r/min，浇注速度为12～18kg/s，浇槽距离模盖高度为20～30cm。
4.根据权利要求1所述的铝合金管材尺寸回弹控制方法，其特征在于，所述双级均匀化处理的方法包括：将所述铝合金管坯的温度降至530～550℃时脱模，脱模时间为3～7min，加热至470～490℃时保温10～12h进行第一次均匀化，再继续升温至520～540℃保温16～18h进行第二次均匀化，风冷至室温。
5.根据权利要求1所述的铝合金管材尺寸回弹控制方法，其特征在于，所述等温热挤压的过程中，挤压筒的温度为390～420℃，管坯初始挤压温度为450～480℃，控制终了挤压温度为320～350℃。
6.根据权利要求1或5所述的铝合金管材尺寸回弹控制方法，其特征在于，所述等温热挤压的过程中，挤压速度为20～35mm/s，挤压比为10～15。
7.根据权利要求6所述的铝合金管材尺寸回弹控制方法，其特征在于，所述固溶的方法包括：将经过所述等温热挤压的所述铝合金管坯加热至520～540℃保温4～6h，再水冷至5～30℃。
8.根据权利要求1所述的铝合金管材尺寸回弹控制方法，其特征在于，所述双级时效处理的方法包括：将经过所述冷轧制的所述铝合金管坯在120～150℃的条件下进行第一次时效处理，然后直接升温至170～190℃的条件下进行第二次时效处理，再空冷至室温。
9.根据权利要求8所述的铝合金管材尺寸回弹控制方法，其特征在于，所述第一次时效处理的保温时间为6～8h，所述第二次时效处理的保温时间为10～12h。
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