CN112517653A - 一种铝合金薄壁管挤压工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种铝合金薄壁管挤压工艺，以解决现有技术中生产出的铝合金质量差和制作工艺简陋的技术问题。本发明主要包括毛料规格计算、挤压机选取、挤压模具设计和挤压针的加热和润滑等共九个步骤。本发明在管材的挤压、热处理和矫直工艺上进行了检验和优化，进一步提高了成品的质量，提高了管材的经济效益。

Description

一种铝合金薄壁管挤压工艺
技术领域
本发明涉及一种铝合金薄壁管挤压工艺。
背景技术
7050铝合金属于Al-Zn-Mg-Cu系超高强铝合金，是一种可热处理强化的超硬铝合金材料，其具有高比强度和硬度、较好的耐腐蚀性、较高的任性和优良的加工性能，已广泛应用于航天航空工业、模具加工、机械设备等领域。7050铝合金用于材料挤压的报道比较多，但是关于7050铝合金薄壁管挤压工艺研究的报道却不多见，市面上也没有一种比较成熟的7050铝合金加工工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铝合金薄壁管挤压工艺，以解决现有技术中生产出的铝合金质量差和制作工艺简陋的技术问题；本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种铝合金薄壁管挤压工艺，包括下述步骤：
(1)毛料规格计算：根据合金的特性、成品规格和尺寸公差，计算合适的管材毛料；
(2)挤压机选取：根据步骤(1)中所得结果筛选出适当的挤压机和铸造机，所述挤压机包括挤压筒和挤压针；
(3)挤压模具设计：所述模具包括模子、模垫和针尖，所述模具与挤压机相匹配；
(4)挤压参数计算：根据挤压机上挤压筒和待处理的管材的横截面积计算得到挤压系数；根据成品和管材的参数，计算出挤压筒、铸锭和模具的温度区间与挤压速度；
(5)挤压针的加热和润滑：将挤压针安装在挤压机上，将针杆置于挤压筒内，采用挤压筒的温度辐射加热4-5h，直到针杆的温度达到380-390℃；
(6)管材挤压：将铸锭的加热温度调整为420-440℃，再将挤压筒的温度调整为415-430℃，调整完毕后，将所述管材放入挤压机中挤压，挤压完成后再进行力学性能测试，从而得到管材毛料；
(7)毛料退火：将步骤(6)所得管材毛料进行退火处理，退火温度为410-430℃，退火4h后再将所述管材毛料以28-30℃/h的速度降温至140-150℃后出炉空冷，从而得到管材毛坯；
(8)毛坯加工：将步骤(7)中所得管材毛坯根据成品所需规格选择拉拔或轧制的方式进行加工，得到管材初品；
(9)初品拉直：测量步骤(8)中所得管材初品的尺寸并采用辊式矫直的方法对管材初品进行矫直，矫直时的拉伸率为1.5-2.0；从而得到管材成品。
可选或优选地，步骤(5)中所述力学性能测试包括抗拉强度、规定非比例伸长应力和伸长率。
可选或优选地，步骤(8)中所述拉拔的工序包括打头、拉拔和整径；所述轧制的工序为压延。
可选或优选地，所述铝合金为7050铝合金。
基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：
(1)本发明提供的铝合金薄壁管挤压工艺，在管材的挤压、热处理和矫直工艺上进行了检验和优化，进一步提高了成品的质量，提高了管材的经济效益。
(2)本发明提供的铝合金薄壁管挤压工艺，根据参数来选择设备，合理利用了设备，提高了生产效率，减少了管材生产误差。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。实施例1：
1.1成品规格
所述成品的规格为Φ72.5mm*5.025mm。
1.2生产方法
(1)毛料规格计算：根据合金的特性、成品规格和尺寸公差，计算得到合适的管材毛料规格为76.6mm*66mm*5.3mm；
(2)挤压机选取：根据步骤(1)中所得结果筛选出适当的挤压机和铸造机，所述挤压机包括挤压筒和挤压针；所述挤压机为1800T挤压机，所述铸造机为同水平热顶半连续铸造15/25吨铸造机，所述铸造机包括铸造盘，所述铸造盘结晶器外径为Φ178mm，所述铸造规格为Φ178mm*6000mm。
(3)挤压模具设计：所述模具包括模子、模垫和针尖，所述模具与挤压机相匹配；
(4)挤压参数计算：根据挤压机上挤压筒和待处理的管材的横截面积计算得到挤压系数，所述挤压系数为15.6；根据成品和管材的参数，计算出挤压筒、铸锭和模具的温度与挤压速度，所述挤压温度为330℃，所述铸锭温度为340℃，所述挤压速度为2mm/min；所述模具的温度为450℃。
(5)挤压针的加热和润滑：将挤压针安装在挤压机上，将针杆置于挤压筒内，采用挤压筒的温度辐射加热4h，直到针杆的温度达到380℃；
(6)管材挤压：将铸锭的加热温度调整为420℃，再将挤压筒的温度调整为415℃，调整完毕后，将所述管材放入挤压机中挤压，挤压完成后再进行抗拉强度、规定非比例伸长应力和伸长率的测试，从而得到管材毛料；
(7)毛料退火：将步骤(6)所得管材毛料进行退火处理，退火温度为410℃，退火4h后再将所述管材毛料以28℃/h的速度降温至140℃后出炉空冷，从而得到管材毛坯；
(8)毛坯加工：将步骤(7)中所得管材毛坯进行打头、拉拔和整径，得到管材初品；
(9)初品拉直：测量步骤(8)中所得管材初品的尺寸并采用辊式矫直的方法对管材初品进行矫直，矫直时的拉伸率为1.5；从而得到管材成品。
实施例2：
2.1成品规格
所述成品的规格为Φ72.5mm*5.025mm。
2.2生产方法
(1)毛料规格计算：根据合金的特性、成品规格和尺寸公差，计算得到合适的管材毛料规格为76.6mm*66mm*5.3mm；
(2)挤压机选取：根据步骤(1)中所得结果筛选出适当的挤压机和铸造机，所述挤压机包括挤压筒和挤压针；所述挤压机为1800T挤压机，所述铸造机为同水平热顶半连续铸造15/25吨铸造机，所述铸造机包括铸造盘，所述铸造盘结晶器外径为Φ178mm，所述铸造规格为Φ178mm*6000mm。
(3)挤压模具设计：所述模具包括模子、模垫和针尖，所述模具与挤压机相匹配；
(4)挤压参数计算：根据挤压机上挤压筒和待处理的管材的横截面积计算得到挤压系数，所述挤压系数为19.9；根据成品和管材的参数，计算出挤压筒、铸锭和模具的温度与挤压速度，所述挤压温度为370℃，所述铸锭温度为420℃，所述挤压速度为6mm/min；所述模具的温度为450℃。
(5)挤压针的加热和润滑：将挤压针安装在挤压机上，将针杆置于挤压筒内，采用挤压筒的温度辐射加热5h，直到针杆的温度达到390℃；
(6)管材挤压：将铸锭的加热温度调整为440℃，再将挤压筒的温度调整为430℃，调整完毕后，将所述管材放入挤压机中挤压，挤压完成后再进行抗拉强度、规定非比例伸长应力和伸长率的测试，从而得到管材毛料；
(7)毛料退火：将步骤(6)所得管材毛料进行退火处理，退火温度为430℃，退火4h后再将所述管材毛料以30℃/h的速度降温至150℃后出炉空冷，从而得到管材毛坯；
(8)毛坯加工：将步骤(7)中所得管材毛坯进行打头、拉拔和整径，得到管材初品；
(9)初品拉直：测量步骤(8)中所得管材初品的尺寸并采用辊式矫直的方法对管材初品进行矫直，矫直时的拉伸率为2.0；从而得到管材成品。
实施例3：
3.1成品规格
所述成品的规格为Φ61mm*3mm。
3.2生产方法
(1)毛料规格计算：根据合金的特性、成品规格和尺寸公差，计算得到合适的管材毛料规格为78mm*70mm*4mm；
(2)挤压机选取：根据步骤(1)中所得结果筛选出适当的挤压机和铸造机，所述挤压机包括挤压筒和挤压针；所述挤压机为1800T挤压机，所述铸造机为同水平热顶半连续铸造15/25吨铸造机，所述铸造机包括铸造盘，所述铸造盘结晶器外径为Φ178mm，所述铸造规格为Φ178mm*6000mm。
(3)挤压模具设计：所述模具包括模子、模垫和针尖，所述模具与挤压机相匹配；
(4)挤压参数计算：根据挤压机上挤压筒和待处理的管材的横截面积计算得到挤压系数，所述挤压系数为18；根据成品和管材的参数，计算出挤压筒、铸锭和模具的温度与挤压速度，所述挤压温度为350℃，所述铸锭温度为400℃，所述挤压速度为4mm/min；所述模具的温度为450℃。
(5)挤压针的加热和润滑：将挤压针安装在挤压机上，将针杆置于挤压筒内，采用挤压筒的温度辐射加热4.5h，直到针杆的温度达到385℃；
(6)管材挤压：将铸锭的加热温度调整为430℃，再将挤压筒的温度调整为420℃，调整完毕后，将所述管材放入挤压机中挤压，挤压完成后再进行抗拉强度、规定非比例伸长应力和伸长率的测试，从而得到管材毛料；
(7)毛料退火：将步骤(6)所得管材毛料进行退火处理，退火温度为420℃，退火4h后再将所述管材毛料以29℃/h的速度降温至145℃后出炉空冷，从而得到管材毛坯；
(8)毛坯加工：将步骤(7)中所得管材毛坯进行打头、拉拔和整径，得到管材初品；
(9)初品拉直：测量步骤(8)中所得管材初品的尺寸并采用辊式矫直的方法对管材初品进行矫直，矫直时的拉伸率为1.8；从而得到管材成品。
二、检测结果
将实施例1-3中的管材成品按顺序编号为1-3，实施例1-3中抗拉强度、规定非比例伸长应力和伸长率的检测结果如表1所示，管材毛料壁厚差的结果如表2所示，管材初品尺寸的结果如表3所示；
表1-力学性能测试结果
Figure BDA0002780882140000061
表2-管材毛料壁厚差测量结果
编号/项目 毛料最大壁厚S大 毛料最小壁厚S小 壁厚差(S大-S小)
1 4.32 3.92 0.4
2 4.26 3.8 0.46
3 4.3 3.96 0.34
表3-管材初品尺寸
Figure BDA0002780882140000071
结论：根据表1、表2和表3可得，用本发明所生产出的7050铝合金的规格误差较小，质量较好。
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，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种铝合金薄壁管挤压工艺，其特征在于：包括下述步骤：
（1）毛料规格计算：根据合金的特性、成品规格和尺寸公差，计算合适的管材毛料；
（2）挤压机选取：根据步骤（1）中所得结果筛选出适当的挤压机和铸造机，所述挤压机包括挤压筒和挤压针；
（3）挤压模具设计：所述模具包括模子、模垫和针尖，所述模具与挤压机相匹配；
（4）挤压参数计算：根据挤压机上挤压筒和待处理的管材的横截面积计算得到挤压系数；根据成品和管材的参数，计算出挤压筒、铸锭和模具的温度区间与挤压速度；
（5）挤压针的加热和润滑：将挤压针安装在挤压机上，将针杆置于挤压筒内，采用挤压筒的温度辐射加热4-5h，直到针杆的温度达到380-390℃；
（6）管材挤压：将铸锭的加热温度调整为420-440℃，再将挤压筒的温度调整为415-430℃，调整完毕后，将所述管材放入挤压机中挤压，挤压完成后再进行力学性能测试，从而得到管材毛料；
（7）毛料退火：将步骤（6）所得管材毛料进行退火处理，退火温度为410-430℃，退火4h后再将所述管材毛料以28-30℃/h的速度降温至140-150℃后出炉空冷，从而得到管材毛坯；
（8）毛坯加工：将步骤（7）中所得管材毛坯根据成品所需规格选择拉拔或轧制的方式进行加工，得到管材初品；
（9）初品拉直：测量步骤（8）中所得管材初品的尺寸并采用辊式矫直的方法对管材初品进行矫直，矫直时的拉伸率为1.5-2.0；从而得到管材成品。
2.根据权利要求1所述的铝合金薄壁管挤压工艺，其特征在于：步骤（5）中所述力学性能测试包括抗拉强度、规定非比例伸长应力和伸长率。
3.根据权利要求1所述的铝合金薄壁管挤压工艺，其特征在于：步骤（8）中所述拉拔的工序包括打头、拉拔和整径；所述轧制的工序为压延。
4.根据权利要求1所述的铝合金薄壁管挤压工艺，其特征在于：所述铝合金为7050铝合金。
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