CN115647059A - 6xxx系铝合金薄壁管材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种6xxx系铝合金薄壁管材及其制备方法。本申请提供的6xxx系铝合金薄壁管材，其外径为20±0.2mm，壁厚为1.0±0.05mm，且6xxx系铝合金薄壁管材的晶粒度为1级，平均晶粒尺寸＜42μm。应用本申请的技术方案，本申请提供的6xxx系铝合金薄壁管材的晶粒度为1级，平均晶粒＜42μm，能够改善或消除6xxx系铝合金薄壁管材经弯曲、扩口加工后变形处形成的橘皮、浮屠等表面质量缺陷，在航空航天和海洋船舶等领域具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金管材技术领域，具体而言，涉及一种6xxx系铝合金薄壁管材及其制备方法。
背景技术
随着航空航天和海洋船舶等领域快速发展，铝合金高精薄壁管材在该领域需求量不断提高，主要用于动力燃机的管路系统；由于动力管路系统中的导管路径复杂、连接点多，对管材的尺寸精度，管材加工弯曲、扩口等变形工艺性能要求较高。
目前该类铝合金薄壁管材主要采用5A02、5A06等5xxx系Al-Mg合金，管材强度相对较低；6xxx系Al-Mg-Si合金为时效强化铝合金，如6061、6063等，合金强度相对较高，采用该类合金制备的薄壁管材能够有效弥补5xxx系Al-Mg合金强度的不足，但目前在相关领域6xxx系Al-Mg-Si合金薄壁管材生产、应用等均处于研发阶段，制管技术不够成熟。
通常情况下，铝合金高精薄壁管材的生产工序常采用了多道次空拉或带芯头拉拔，主要是用于管材减径处理，但极易造成管材内外表面划伤、褶皱起皮、开裂等问题，严重影响管路系统的气密性和加工性能；生产工序的复杂性在一定程度上会增加对管材质量问题形成原因的溯源分析难度；同时，各生产工序的工艺参数控制和技术难度高，导致管材生产效率低，管材尺寸性能的一致性和稳定性差，易出现壁厚不均匀和晶粒组织严重粗大等问题，造成管材在弯曲和扩口变形加工时易出现严重的橘皮、浮屠等表面质量缺陷。
因此亟需一种工序简单方便、工艺科学可控，能够有效控制管材晶粒尺寸，改善或消除铝合金薄壁管材橘皮等表面缺陷的制备方法。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种6xxx系铝合金薄壁管材及其制备方法，以解决现有技术中采用多道次空拉或带芯头拉拔进行铝合金高精薄壁管材的生产，工艺参数控制和技术难度高，生产效率低，管材尺寸一致性和稳定性差，易出现壁厚不均匀和晶粒组织严重粗大，造成管材在弯曲和扩口变形加工时易出现严重的橘皮、浮屠等表面质量缺陷的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种6xxx系铝合金薄壁管材，该6xxx系铝合金薄壁管材的外径为20±0.2mm，壁厚为1.0±0.05mm，且该6xxx系铝合金薄壁管材的晶粒度为1级，平均晶粒尺寸＜42μm。
进一步地，6xxx系铝合金薄壁管材为O态管材、T4态管材或T6态管材中的至少一种。
进一步地，6xxx系铝合金薄壁管材的材料为6xxx系Al-Mg-Si合金，包括6061铝合金、6063铝合金中的至少一种。
为了实现上述目的，根据本发明的另一个方面，提供了上述6xxx系铝合金薄壁管材的制备方法，该制备方法包括：将挤压管坯依次进行一次轧制、二次轧制、矫直和热处理，得到该6xxx系铝合金薄壁管材。
进一步地，挤压管坯的外径为40~50±1.0mm，壁厚为5.0±0.5mm，一次轧制后得到的一次轧制管材的外径为25~36±0.5mm，壁厚为3.0±0.1mm，二次轧制后得到的二次轧制管材的外径为20±0.2mm，壁厚为1.0±0.05mm。
进一步地，一次轧制的变形量＞40%；和/或，二次轧制的变形量＞70%。
进一步地，一次轧制管材的外径为25~35±0.5mm，壁厚为30±0.1mm，二次轧制的变形量＞70%，且一次轧制和二次轧制的累积变形量＞89%。
进一步地，挤压管坯先进行第一中间退火后再进行一次轧制；优选第一中间退火的工艺为300~460℃保温1.0~3.0h，一次轧制管材的外径为30~35±0.5mm，壁厚为3.0±0.1mm；优选一次轧制的变形量＞45%，二次轧制的变形量＞75%，且一次轧制和二次轧制的累积变形量＞89%。
进一步地，一次轧制和二次轧制之间设置有第二中间退火；优选挤压管坯的外径为42~48±1.0mm，壁厚为5.0±0.5mm，一次轧制管材的外径为31~36±0.5mm，壁厚为3.0±0.1mm，第二中间退火的工艺为300~460℃保温1.0~3.0h；优选一次轧制的变形量＞45%，二次轧制的变形量＞77%。
进一步地，热处理包括O态退火、T4态退火或T6态退火中的至少一种。
应用本申请的技术方案，本申请提供的6xxx系铝合金薄壁管材的晶粒度为1级，平均晶粒＜42μm，能够改善或消除6xxx系铝合金薄壁管材经弯曲、扩口加工后变形处形成的橘皮、浮屠等表面质量缺陷，在航空航天和海洋船舶等领域具有广阔的应用前景。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明实施例1提供的6061系铝合金薄壁管材纵截面晶粒组织微观图；
图2示出了本发明对比例1提供的6061系铝合金薄壁管材纵截面晶粒组织微观图；
图3示出了本发明对比例1提供的6061系铝合金薄壁管材弯曲加工处的照片；
图4示出了本发明对比例1提供的6061系铝合金薄壁管材蚀洗后表面晶粒宏观图；
图5示出了本发明实施例6提供的6061系铝合金薄壁管材纵截面晶粒组织微观图；
图6示出了本发明实施例6提供的6061系铝合金薄壁管材弯曲加工处的照片；
图7示出了本发明实施例13提供的6061系铝合金薄壁管材纵截面晶粒组织宏观图；
图8示出了本发明实施例13提供的6061系铝合金薄壁管材蚀洗后表面晶粒微观图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如本申请背景技术所分析的，现有铝合金高精薄壁管材生产工序采用多次空拉或带芯头拉拔进行管材减径处理，生产工序复杂，各生产工序的工艺参数控制和技术难度高，生产效率低，管材尺寸一致性和稳定差，易出现壁厚不均匀和晶粒组织严重粗大，造成管材在弯曲和扩口变形加工时易出现严重的橘皮、浮屠等表面质量缺陷的问题。为了解决该问题，本申请提供了一种6xxx系铝合金薄壁管材及其制备方法。
在本申请的一种典型实施方式中，本申请提供了一种6xxx系铝合金薄壁管材，该6xxx系铝合金薄壁管材的外径为20mm，壁厚为1.0±0.05mm，且该6xxx系铝合金薄壁管材的晶粒度为1级，平均晶粒尺＜42μm。
应用本申请的技术方案，本申请提供的6xxx系铝合金薄壁管材的晶粒度为1级，平均晶粒＜42μm，能够改善或消除6xxx系铝合金薄壁管材经弯曲、扩口加工后变形处形成的橘皮、浮屠等表面质量缺陷，在航空航天和海洋船舶等领域具有广阔的应用前景。
上述6xxx系铝合金薄壁管材的基本状态不作具体限制，包括但不限于O态管材、T4态管材或T6态管材中的至少一种。
上述6xxx系铝合金薄壁管材的材料为6xxx系Al-Mg-Si合金，包括但不限于6061铝合金、6063铝合金等
在本申请的第二种典型实施方式中，还提供了上述6xxx系铝合金薄壁管材的制备方法，该制备方法：将挤压管坯依次进行一次轧制、二次轧制、矫直和热处理，得到该6xxx系铝合金薄壁管材。
本申请通过将挤压管坯依次进行一次轧制、二次轧制、矫直和热处理制备得到晶粒度为1级，平均晶粒尺寸＜42μm的6xxx系铝合金薄壁管材，相比拉拔减径工艺，制备方法工序简单、操作方便、工艺可控、生产高效、产品质量可靠，可广泛应用于6xxx系铝合金高精薄壁管材的生产。
为了进一步提高6xxx系铝合金的制备效率，优选挤压管坯的外径为40~50±1.0mm，壁厚为5.0±0.5mm，一次轧制后得到的一次轧制管材的外径为25~36±0.5mm，壁厚为3.0±0.1mm，二次轧制后得到的二次轧制管材的外径为20±0.2mm，壁厚为1.0±0.05mm。
为了进一步提高一次轧制的成形性和生产效率，优选一次轧制的变形量＞40%。
为了进一步提高二次轧制的成形性和生产效率，优选二次轧制的变形量＞70%。
上述矫直按照本领域常规矫直操作进行，在此不再赘述。
上述热处理包括但不限于O态退火处理、T4态退火处理或T6态退火处理中任意一种或多种退火处理的组合。
为了进一步提高上述6xxx系铝合金薄壁管材的制备效率，优选上述6xxx系铝合金薄壁管材的制备方法包括以下三种。
第一种：选择外径为40~50±1.0mm，壁厚为5.0±0.5mm的挤压管坯，依次进行一次轧制、二次轧制、矫直和热处理，得到该6xxx系铝合金薄壁管材；其中，一次轧制后得到的一次轧制管材的外径为25~35±1.0mm，壁厚为3.0±0.1mm；二次轧制后得到的二次轧制管材的外径为20±0.2mm，壁厚为1.0±0.05mm。
优选控制一次轧制的变形量＞40%，二次轧制的变形量＞70%，且一次轧制和二次轧制的累积变形量＞89%，以进一步提高6xxx系铝合金薄壁管材的质量可靠性。
第二种：选择外径为40~50±1.0mm，壁厚为5.0±0.5mm的挤压管坯，依次进行第一中间退火、一次轧制、二次轧制、矫正和热处理，得到该6xxx系铝合金薄壁管材，其中，第一中间退火的工艺为300~460℃保温1.0~3.0h，一次轧制管材的外径为30~35±0.5mm，壁厚为3.0±0.1mm；二次轧制后得到的二次轧制管材的外径为20±0.2mm，壁厚为1.0±0.05mm。
优选一次轧制的变形量＞45%，二次轧制的变形量＞75%，一次轧制和二次轧制的累积变形量＞89%，以进一步提高轧制效率，保证管材的质量稳定性。
第三种：选择外径为42~48±1.0mm，壁厚为5.0±0.5mm的挤压管坯，依次进行一次轧制、第二中间退火、二次轧制、矫直和热处理，得到该6xxx系铝合金薄壁管材；其中，一次轧制后得到的一次轧制管材的外径为31~36±0.5mm，壁厚为3.0±0.1mm，二次轧制后得到的二次轧制管材的外径为20±0.2mm，壁厚为1.0±0.05mm，第二中间退火的工艺为300~460℃保温1.0~3.0h。
优选一次轧制变形量为＞45%，二次轧制的变形量为＞77%，以进一步提高轧制效率和管材的质量稳定性。
下面将结合实施例和对比例，进一步说明本申请的有益效果。
实施例1
本实施例提供了一种6061系铝合金薄壁管材，其外径为20±0.2mm，壁厚为1.0±0.05mm，其按照如下步骤制备得到：
（1）将外径为42±1.0mm，壁厚为5.0±0.5mm的挤压管坯进行一次轧制，得到外径为31±0.5mm，壁厚为3.0±0.1mm的一次轧制管材，其中一次轧制的变形量为54.59%；
（2）将一次轧制管材进行二次轧制，得到外径为20±0.2mm，壁厚为1.0±0.05mm的二次轧制管材，其中，二次轧制的变形量为77.38%，且一次轧制与二次轧制的累积变形量为89.73%；
（3）将二次轧制管材进行依次进行矫直和T6态退火，得到该6061系铝合金薄壁管材。
实施例2
本实施例与实施例1的不同之处在于，步骤（1）中，挤压管坯的外径为40±1.0mm，壁厚为5.0±0.5mm，得到的一次轧制管材的外径为25±0.5mm，壁厚为3.0±0.1mm；且一次轧制的变形量为62.29%；
步骤（2）中，二次轧制的变形量为71.21%，且一次轧制与二次轧制的累积变形量为89.14%。
实施例3
本实施例与实施例1的不同之处在于，步骤（1）中，挤压管坯的外径为50±1.0mm，壁厚为5.0±0.5mm，得到的一次轧制管材的外径为35±0.5mm，壁厚为3.0±0.1mm；且一次轧制的变形量为57.33%;
步骤（2）中，二次轧制的变形量为80.21%，且一次轧制与二次轧制的累积变形量为91.56%。
实施例4
本实施例与实施例1的不同之处在于，步骤（3）采用T4态退火替换T6态退火。
实施例5
本实施例与实施例1的不同之处在于，步骤（3）采用O态退火替换T6态退火。
对比例1
本对比例提供了一种6061系铝合金薄壁管材，其外径为20±0.2mm，壁厚为1.0±0.05mm，其按照如下步骤制备得到：
（1）将外径为48±1.0mm，壁厚为5.0±0.5mm的挤压管坯进行一次轧制，得到外径为36±0.5mm，壁厚为3.0±0.1mm的一次轧制管材；
（2）将一次轧制管材在430℃保温2.5h的一次退火，得到一次退火管材；
（3）将一次退火管材进行二次轧制，得到外径为26±0.5mm，壁厚为1.1±0.1mm的二次轧制管材；
（4）将二次轧制管材在360℃保温2.5h进行二次中间退火，得到二次退火管材，且二次退火管材的冷变形量为30.6%；
（5）将二次退火管材进行空拉减径处理，得到外径为24±0.2mm，壁厚为1.0±0.05mm的空拉减径管材；
（6）将空拉减径管材进行衬拉处理，得到外径为20±0.2mm，壁厚为1.0±0.05mm的衬拉管材；
（7）将待后处理管材依次进行矫直和O态退火，得到该6061系铝合金薄壁管材。
对比例2
本对比例与对比例1的不同之处在于，步骤（7）采用T4退火替换O态退火。
对比例3
本对比例与对比例1的不同之处在于，步骤（7）采用T6退火替换O态退火。
试验例1
分别将上述实施例1~5和对比例1~3提供的管材组织进行分析，测定蚀洗后管材表面晶粒度和纵向截面晶粒平均尺寸，结果如表1所示，并分别将上述实施例和对比例提供的管材进行弯曲处理后，观察弯曲加工处形貌，结果如下表1所示。
表1
| 晶粒度 | 晶粒平均尺寸（μm） | 弯曲加工处形貌 | |
| 实施例1 | 1级 | 27.5 | 弯曲表面光滑、无橘皮缺陷 |
| 实施例2 | 1级 | 28.1 | 弯曲表面光滑、无橘皮缺陷 |
| 实施例3 | 1级 | 28.5 | 弯曲表面光滑、无橘皮缺陷 |
| 实施例4 | 1级 | 27.5 | 弯曲表面光滑、无橘皮缺陷 |
| 实施例5 | 1级 | 29.3 | 弯曲表面光滑、无橘皮缺陷 |
| 对比例1 | ＞1级 | 78.3 | 表面粗糙、出现橘皮缺陷 |
| 对比例2 | ＞1级 | 80.9 | 表面粗糙、出现橘皮缺陷 |
| 对比例3 | ＞1级 | 81.3 | 表面粗糙、出现橘皮缺陷 |
图1示出了根据本发明的实施例1提供的6061系铝合金薄壁管材纵截面晶粒组织图；图2示出了本发明对比例1提供的6061系铝合金薄壁管材纵截面晶粒组织图；从图1和图2可以看出，实施例1提供的管材表面晶粒度1级，纵向截面晶粒组织细小均匀，平均晶粒尺寸约为27.5μm（如图1），便于后续用于管路系统的加工制造。对比例1提供的管材表面晶粒度1级偏大，纵向截面晶粒组织粗大，平均晶粒尺寸约为78.3μm（如图2），显著大于实施例1中管材晶粒尺寸，而晶粒细化有利于提高强度改善塑性；此外管材晶粒尺寸过大会造成在弯曲或扩口处易形成橘皮、浮屠等表面缺陷，会严重影响后续管路系统的加工制造。
此外，对比例1提供的6061系铝合金薄壁管材的制备方法工序复杂，操作繁琐，生产效率慢，质量问题溯源难度大，且采用拉拔工序会在一定程度造成管材壁厚控制难度大，内外壁易出现划伤、飞边和裂纹等表面质量，严重影响管路系统气密性；此外对比例1提供的管材晶粒组织粗大，对力学性能有一定影响，同时不利于后续的管路加工制造，管材变形处易形成橘皮等表面缺陷。
实施例6
本实施例提供了一种6061系铝合金薄壁管材，其外径为20±0.2mm，壁厚为1.0±0.05mm，其按照如下步骤制备得到：
（1）将外径为42±1.0mm，壁厚为5.0±0.5mm的挤压管坯在380℃保温1.5h的工艺进行中间退火处理，得到中间退火管材；
（2）将中间退火管材进行一次轧制，得到外径为31±0.5mm，壁厚为3.0±0.1mm的一次轧制管材，其中一次轧制的变形量为54.59%；
（3）将一次轧制管材进行二次轧制，得到外径为20±0.2mm，壁厚为1.0±0.05mm的二次轧制管材，其中，二次轧制的变形量为77.38%，且一次轧制与二次轧制的累积变形量为89.73%；
（4）将二次轧制管材进行依次进行矫直和T6态退火，得到该6061系铝合金薄壁管材。
实施例7
本实施例与实施例6的不同之处在于，本实施例与实施例1的不同之处在于，步骤（1）中，挤压管坯的外径为40±1.0mm，壁厚为5.0±0.5mm，得到的一次轧制管材的外径为30±0.5mm，壁厚为3.0±0.1mm；且一次轧制的变形量为53.71%；
步骤（2）中，二次轧制的变形量为76.54%，且一次轧制与二次轧制的累积变形量为89.14%。
实施例8
本实施例与实施例6的不同之处在于，步骤（1）中，挤压管坯的外径为50±1.0mm，壁厚为5.0±0.5mm，得到的一次轧制管材的外径为35±0.5mm，壁厚为3.0±0.1mm；且一次轧制的变形量为45.3%;
步骤（2）中，二次轧制的变形量为80.21%，且一次轧制与二次轧制的累积变形量为91.56%。
实施例9
本实施例与实施例6的不同之处在于，步骤（1）中中间退火的工艺为300℃保温3.0h。
实施例10
本实施例与实施例6的不同之处在于，步骤（1）中中间退火的工艺为460℃保温1.0h。
实施例11
本实施例与实施例6的不同之处在于，步骤（4）采用O态退火替换T6态退火。
实施例12
本实施例与实施例6的不同之处在于，步骤（4）采用T4态退火替换T6态退火。
试验例2
分别将上述实施例6~12和对比例1~2提供的管材组织进行分析，测定蚀洗后管材表面晶粒度和纵向截面晶粒平均尺寸，结果如表1所示，并分别将上述实施例和对比例提供的管材进行弯曲处理后，观察弯曲加工处形貌，结果如下 表1所示。
表2
| 晶粒度 | 晶粒平均尺寸（μm） | 弯曲加工处形貌 | |
| 实施例6 | 1级 | 24.6 | 弯曲表面光滑、无橘皮缺陷 |
| 实施例7 | 1级 | 25.2 | 弯曲表面光滑、无橘皮缺陷 |
| 实施例8 | 1级 | 25.5 | 弯曲表面光滑、无橘皮缺陷 |
| 实施例9 | 1级 | 23.1 | 弯曲表面光滑、无橘皮缺陷 |
| 实施例10 | 1级 | 25.9 | 弯曲表面光滑、无橘皮缺陷 |
| 实施例11 | 1级 | 26.9 | 弯曲表面光滑、无橘皮缺陷 |
| 实施例12 | 1级 | 24.6 | 弯曲表面光滑、无橘皮缺陷 |
| 对比例1 | ＞1级 | 78.3 | 表面粗糙、出现橘皮缺陷 |
| 对比例2 | ＞1级 | 80.9 | 表面粗糙、出现橘皮缺陷 |
| 对比例3 | ＞1级 | 81.3 | 表面粗糙、出现橘皮缺陷 |
图2示出了本发明对比例1提供的6061系铝合金薄壁管材纵截面晶粒组织图；图3示出了本发明对比例1提供的6061系铝合金薄壁管材弯曲加工处的照片；图5示出了本发明实施例6提供的6061系铝合金薄壁管材纵截面晶粒组织图；图6示出了本发明实施例6提供的6061系铝合金薄壁管材弯曲加工处的照片；从图2~图6可以看出，实施例6提供的管材表面晶粒度1级，纵向截面晶粒组织细小均匀，平均晶粒尺寸约为24.6μm（如图5），有利于管材变形加工，对管材进行弯曲和扩口处理，管材变形处表面光滑，未出现橘皮或浮屠等表面缺陷（图6），有利于后续的管路系统的加工制造。而从图2和图3可以看出，蚀洗后管材表面晶粒度1级偏大，纵向截面晶粒组织粗大，平均晶粒尺寸约为78.3μm（图2），显著大于实施例6提供的管材晶粒尺寸，而晶粒粗大对管材强度和塑性不利，还会造成在弯曲或扩口处易形成橘皮、浮屠等表面缺陷（图3）会严重影响后续管路系统的加工制造。
实施例13
本实施例提供了一种6061系铝合金薄壁管材，其外径为20±0.2mm，壁厚为1.0±0.05mm，其按照如下步骤制备得到：
（1）将外径为48±1.0mm，壁厚为5.0±0.5mm的挤压管坯进行一次轧制，得到外径为36±0.5mm，壁厚为3.0±0.1mm的一次轧制管材，其中一次轧制的变形量为53.59%；
（2）将一次轧制管材进行430℃保温2.5h的工艺进行中间退火处理，得到中间退火管材；
（3）将二次退火管材进行二次轧制，得到外径为20±0.2mm，壁厚为1.0±0.05mm的二次轧制管材，其中，二次轧制的变形量为80.81%；
（4）将二次轧制管材进行矫直和T6态退火，得到该6061系铝合金薄壁管材。
实施例14
本实施例与实施例13的不同之处在于，本实施例与实施例1的不同之处在于，步骤（1）中，挤压管坯的外径为42±1.0mm，壁厚为5.0±0.5mm，得到的一次轧制管材的外径为36±0.5 mm，壁厚为3.0±0.1mm；且一次轧制的变形量为46.49%；
步骤（2）中，二次轧制的变形量为80.81%。
实施例15
本实施例与实施例13的不同之处在于，步骤（1）中，挤压管坯的外径为48±1.0mm，壁厚为5.0±0.5mm；得到的一次轧制管材的外径为31±0.5mm，壁厚为3.0±0.1mm；且一次轧制的变形量为60.93%;
步骤（2）中，二次轧制的变形量为77.38%。
实施例16
本实施例与实施例13的不同之处在于，步骤（1）中二次退火的工艺为300℃保温3.0h。
实施例17
本实施例与实施例13的不同之处在于，步骤（1）中二次退火的工艺为460℃保温1.0h。
实施例18
本实施例与实施例13的不同之处在于，步骤（4）采用O态退火替换T6态退火。
实施例19
本实施例与实施例13的不同之处在于，步骤（4）采用T4态退火替换T6态退火。
试验例3
分别将上述实施例13~19和对比例1~3提供的管材组织进行分析，测定蚀洗后管材表面晶粒度和纵向截面晶粒平均尺寸，结果如表1所示，并分别将上述实施例和对比例提供的管材进行扩径处理后，观察扩口加工处形貌，结果如下 表1所示。
表3
| 晶粒度 | 晶粒平均尺寸（μm） | 扩口加工处形貌 | |
| 实施例13 | 1级 | 39.5 | 弯曲表面光滑、无橘皮缺陷 |
| 实施例14 | 1级 | 39.7 | 弯曲表面光滑、无橘皮缺陷 |
| 实施例15 | 1级 | 40.5 | 弯曲表面光滑、无橘皮缺陷 |
| 实施例16 | 1级 | 38.0 | 弯曲表面光滑、无橘皮缺陷 |
| 实施例17 | 1级 | 39.1 | 弯曲表面光滑、无橘皮缺陷 |
| 实施例18 | 1级 | 41.2 | 弯曲表面光滑、无橘皮缺陷 |
| 实施例19 | 1级 | 39.5 | 弯曲表面光滑、无橘皮缺陷 |
| 对比例1 | ＞1级 | 78.3 | 表面粗糙、出现橘皮缺陷 |
| 对比例2 | ＞1级 | 80.9 | 表面粗糙、出现橘皮缺陷 |
| 对比例3 | ＞1级 | 81.3 | 表面粗糙、出现橘皮缺陷 |
图2示出了本发明对比例1提供的6061系铝合金薄壁管材纵截面晶粒组织图；图4示出了本发明对比例1提供的6061系铝合金薄壁管材蚀洗后表面晶粒宏观图；图7示出了本发明实施例13提供的6061系铝合金薄壁管材纵截面晶粒组织宏观图；图8示出了本发明实施例13提供的6061系铝合金薄壁管材蚀洗后表面晶粒微观图；从图2、图4、图7和图8可以看出，实施例13提供的管材表面晶粒度1级（如图7），纵向截面晶粒组织细小均匀，平均晶粒尺寸约为39.5μm（如图8），有利于管材变形加工，对管材进行弯曲和扩口处理，管材变形处表面光滑，未出现橘皮或浮屠等表面缺陷，有利于后续的管路系统的加工制造。而从图2和图4可以看出，蚀洗后管材表面晶粒度1级偏大（如图4），纵向截面晶粒组织粗大，平均晶粒尺寸约为78.3μm（如图2），显著大于实施例6提供的管材晶粒尺寸，而晶粒粗大对管材强度和塑性不利，还会造成在弯曲或扩口处易形成橘皮、浮屠等表面缺陷会严重影响后续管路系统的加工制造。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：应用本申请的技术方案，本申请提供的6xxx系铝合金薄壁管材的晶粒度为1级，平均晶粒＜42μm，能够改善或消除6xxx系铝合金薄壁管材经弯曲、扩口加工后变形形成的橘皮等表面缺陷、浮屠等表面质量缺陷，在航空航天和海洋船舶等领域具有广阔的应用前景。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种6xxx系铝合金薄壁管材，其特征在于，所述6xxx系铝合金薄壁管材的外径为20±0.2mm，壁厚为1.0±0.05mm，且所述6xxx系铝合金薄壁管材的晶粒度为1级，平均晶粒尺寸＜42μm。
2.根据权利要求1所述的6xxx系铝合金薄壁管材，其特征在于，所述6xxx系铝合金薄壁管材为O态管材、T4态管材或T6态管材中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的6xxx系铝合金薄壁管材，其特征在于，所述6xxx系铝合金薄壁管材的材料为6xxx系Al-Mg-Si合金，包括6061铝合金、6063铝合金中的至少一种。
4.一种权利要求1至3中任一项所述的6xxx系铝合金薄壁管材的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将挤压管坯依次进行一次轧制、二次轧制、矫直和热处理，得到所述6xxx系铝合金薄壁管材。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述挤压管坯的外径为40~50±1.0mm，壁厚为5.0±0.5mm，所述一次轧制后得到的一次轧制管材的外径为25~36±0.5mm，壁厚为3.0±0.1mm，所述二次轧制后得到的二次轧制管材的外径为20±0.2mm，壁厚为1.0±0.05mm。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述一次轧制的变形量＞40%；
和/或，所述二次轧制的变形量＞70%。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述一次轧制管材的外径为25~35±0.5mm，壁厚为3.0±0.1mm；
所述二次轧制的变形量＞70%，且所述一次轧制和所述二次轧制的累积变形量＞89%。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述挤压管坯先进行第一中间退火后再进行一次轧制；
所述第一中间退火的工艺为300~460℃保温1.0~3.0h，一次轧制管材的外径为30~35±0.5mm，壁厚为3.0±0.1mm；
和/或，所述一次轧制的变形量＞45%，所述二次轧制的变形量＞75%，且所述一次轧制和所述二次轧制的累积变形量＞89%。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述一次轧制和所述二次轧制之间设置有第二中间退火；
所述挤压管坯的外径为42~48±1.0mm，壁厚为5.0±0.5mm，所述一次轧制管材的外径为31~36±0.5mm，壁厚为3.0±0.1mm，所述第二中间退火的工艺为300~460℃保温1.0~3.0h；
和/或，所述一次轧制的变形量＞45%，所述二次轧制的变形量＞77%。
10.根据权利要求4至9中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述热处理包括O态退火、T4态退火或T6态退火中的至少一种。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5976279A (en) * | 1997-06-04 | 1999-11-02 | Golden Aluminum Company | For heat treatable aluminum alloys and treatment process for making same |
| CN101768688A (zh) * | 2010-01-15 | 2010-07-07 | 湖北兴和电力新材料股份有限公司 | 铝合金管型导体及其生产工艺 |
| CN111394623A (zh) * | 2020-04-16 | 2020-07-10 | 江苏鼎胜新能源材料股份有限公司 | 一种中冷器用高强高耐热冷轧复合铝合金管料及制造方法 |
| CN114107749A (zh) * | 2020-08-26 | 2022-03-01 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种高性能新型6xxx铝合金薄带及其制备方法 |
| CN115351112A (zh) * | 2022-06-22 | 2022-11-18 | 西南铝业（集团）有限责任公司 | 一种6061导管的制备方法 |
-
2022
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5976279A (en) * | 1997-06-04 | 1999-11-02 | Golden Aluminum Company | For heat treatable aluminum alloys and treatment process for making same |
| CN101768688A (zh) * | 2010-01-15 | 2010-07-07 | 湖北兴和电力新材料股份有限公司 | 铝合金管型导体及其生产工艺 |
| CN111394623A (zh) * | 2020-04-16 | 2020-07-10 | 江苏鼎胜新能源材料股份有限公司 | 一种中冷器用高强高耐热冷轧复合铝合金管料及制造方法 |
| CN114107749A (zh) * | 2020-08-26 | 2022-03-01 | 宝山钢铁股份有限公司 | 一种高性能新型6xxx铝合金薄带及其制备方法 |
| CN115351112A (zh) * | 2022-06-22 | 2022-11-18 | 西南铝业（集团）有限责任公司 | 一种6061导管的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 谢水生等, 冶金工业出版社 * |
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