CN116987933A - 一种焊接后晶粒优良的铝合金管及其加工方法 - Google Patents
一种焊接后晶粒优良的铝合金管及其加工方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116987933A CN116987933A CN202311017198.XA CN202311017198A CN116987933A CN 116987933 A CN116987933 A CN 116987933A CN 202311017198 A CN202311017198 A CN 202311017198A CN 116987933 A CN116987933 A CN 116987933A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- aluminum alloy
- aluminum
- percent
- casting
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 101
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title abstract description 9
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 95
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 71
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 71
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 30
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims description 30
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 18
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 16
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 15
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 11
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 11
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 10
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 10
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 10
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 9
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 6
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- WPPDFTBPZNZZRP-UHFFFAOYSA-N aluminum copper Chemical compound [Al].[Cu] WPPDFTBPZNZZRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- -1 aluminum titanium boron Chemical compound 0.000 claims description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 5
- 238000007872 degassing Methods 0.000 claims description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 5
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 5
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 5
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 5
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 5
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 11
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 1
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D1/00—Treatment of fused masses in the ladle or the supply runners before casting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D1/00—Treatment of fused masses in the ladle or the supply runners before casting
- B22D1/002—Treatment with gases
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D18/00—Pressure casting; Vacuum casting
- B22D18/06—Vacuum casting, i.e. making use of vacuum to fill the mould
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/0075—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for rods of limited length
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
- C22C1/026—Alloys based on aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
本发明公开了一种焊接后晶粒优良的铝合金管，由以下质量百分比的组分组成：≤0.15%的Si、0.3%~0.5%的Fe、0.1%~0.15%的Cu、1.3%~1.4%的Mn、≤0.05%的Mg、≤0.1%的Zn、0.02%～0.05%的Ti、≤0.05%的其他元素以及97.55%~98.28%的纯铝。铝合金管的加工方法包括制备铝液、铸成长料铸棒、均匀化退火、切割挤压、倒立盘拉拔、定长切割、高温快速退火、矫直的步骤。本发明通过优化合金元素含量，提高了退火后铝管的机械性能；加工时，配合退火后矫直工艺并控制矫直时铝管外径的减小量，避免高温焊接后的晶粒长大；采用高温快速退火方式，确保了晶粒细小均匀。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金管材技术领域，更具体涉及一种焊接后晶粒优良的铝合金管及其加工方法。
背景技术
在提倡节能减排的轻量化时代下，铝合金管因其密度小在各个行业的应用越来越广泛，尤其在汽车领域。3003H12铝管因其具有良好的强度及加工成型性在汽车空调管路上使用广泛。为了减少工序、降低加工成本，越来越多的空调管路加工厂会将铝管与法兰焊接后再进行折弯加工。目前普通的3003H12铝管经过高温焊接后，受焊热影响区的影响，晶粒会异常长大，导致后续弯管时，铝管表面异常粗糙，呈橘皮状，影响外观质量。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种焊接后晶粒优良的铝合金管及其加工方法，以解决背景技术中的问题。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种焊接后晶粒优良的铝合金管，由以下质量百分比的组分组成：≤0.15％的Si、0.3％～0.5％的Fe、0.1％～0.15％的Cu、1.3％～1.4％的Mn、≤0.05％的Mg、≤0.1％的Zn、0.02％～0.05％的Ti、≤0.05％的其他元素以及97.55％～98.28％的纯铝。
本发明还提供了焊接后晶粒优良的铝合金管的加工方法，具体包括以下步骤：
S1、制备铝液：将铝合金管组分按比例加入熔炼炉中制备铝液；
S2、铸成长料铸棒：用步骤S1制得的铝液在680℃～730℃浇铸成长料铝合金圆铸棒，浇铸过程中在线加入铝钛硼丝对铸锭晶粒细化，加入速度为75-85cm/min；在浇铸流槽上通入含量99.7％以上的高纯氩气在线除气，然后采用双层过滤进一步净化熔体；再使用真空直冷铸造系统进行铸造，铸造速度140±2mm/min；
S3、均匀化退火：将步骤S2制备的长料铝合金铸棒在590℃～610℃保温10h～12h，然后快速冷却；
S4、切割、挤压：将步骤S3的长料铝合金圆铸棒进行切割，得到适用于挤压的等长铝合金短铸棒；将短料铝合金圆铸棒加热后进行低温快速连续挤压，得到晶粒细小均匀的铝合金挤压管坯；
S5、倒立盘拉拔：将步骤S4的铝合金管坯根据不同的成品规格进行2-6道倒立盘拉拔；
S6、定长切割：将步骤S5拉制好的成品盘料采用切割系统进行定长切割；
S7、高温快速退火：将步骤S6完成切割的铝管采用辊道退火炉，加热温度540℃-560℃，加热时间8-12分钟；
S8、矫直：将步骤S7完成退火的铝管采用辊式矫直机矫直。
进一步优化技术方案，所述步骤S1包括以下步骤：
S11、装炉熔炼：按照比例称取组分，先将纯铝装入干燥的熔炼炉中，炉内加温至730-760℃，纯铝熔化成铝合金溶液后再依次加入其他合金；
S12、除渣：将S11所得的溶液中添加打渣剂，搅拌5min，然后加入铁剂、铝铜中间合金、锰剂和钛剂，搅拌10min～15min并混合均匀；
S13、取样分析：取步骤S12中的样品光谱分析化学成分；
S14、精炼：添加无氟无钠颗粒精炼剂，精炼剂用量为1-1.5公斤/吨铝，精炼时间为30min，精炼时熔体温度750-790℃，精炼时使用高纯氩气，氩气含量99.7％以上；然后保温静置20min～30min制得铝液。
进一步优化技术方案，所述步骤S2中双层过滤是采用一块20寸40ppi和一块17寸60ppi陶瓷过滤板过滤。
进一步优化技术方案，所述步骤S4中短料铝合金圆铸棒的长度为870mm～880mm。
进一步优化技术方案，所述步骤S4中低温快速连续挤压的步骤为：预热短料铝合金圆铸棒、模筒及模具，安装挤压模具，装填短料铝合金圆铸棒，低温快速连续挤压，快速冷却、干燥，涂油收卷，获得铝合金挤压长料管坯。
进一步优化技术方案，所述预热过程：短料铝合金圆铸棒预热温度为头部470℃-490℃、模筒预热温度为420℃～440℃、模具预热温度为460℃～500℃；所述预热过程采用梯度预热方式，即先进模筒端铸棒预热温度高，后进模筒端预热温度低，其梯度为3-5℃/100mm。
进一步优化技术方案，所述低温快速连续挤压的顶杆挤压速度为8.5mm/s～9.5mm/s。
由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。
本发明提供的一种焊接后晶粒优良的铝合金管，通过优化合金元素Mn、Fe、Cu的含量，提高了退火后铝管的机械性能；加工时，配合退火后矫直工艺并控制矫直时铝管外径的减小量，使铝管不仅能满足国标3003H12的机械性能，还可以避免高温焊接后的晶粒长大；本发明在铝合金熔炼时加入了微量元素Ti抑制晶粒长大，同时退火采用高温快速退火方式使铝管快速达到再结晶温度，确保了退火后铝管的晶粒细小均匀。
附图说明
图1为本发明中铝合金管的加工流程图；
图2为本发明铝合金管焊接后的晶粒图；
图3为本发明的对比例中铝合金管焊接后的晶粒图。
具体实施方式
一种焊接后晶粒优良的铝合金管，由以下质量百分比的组分组成：≤0.15％的Si、0.3％～0.5％的Fe、0.1％～0.15％的Cu、1.3％～1.4％的Mn、≤0.05％的Mg、≤0.1％的Zn、0.02％～0.05％的Ti、≤0.05％的其他元素以及97.55％～98.28％的纯铝。
焊接后晶粒优良的铝合金管的加工方法，具体包括以下步骤：
S1、制备铝液：将铝合金管组分按比例加入熔炼炉中制备铝液，具体包括：
S11、装炉熔炼：按照比例称取组分，先将纯铝装入干燥的熔炼炉中，炉内加温至730-760℃，纯铝熔化成铝合金溶液后再依次加入其他合金。
S12、除渣：将S11所得的溶液中添加打渣剂，搅拌5min，然后加入铁剂、铝铜中间合金、锰剂和钛剂，搅拌10min～15min并混合均匀。
S13、取样分析：取步骤S12中的样品光谱分析化学成分。
S14、精炼：添加无氟无钠颗粒精炼剂，精炼剂用量为1-1.5公斤/吨铝，精炼时间为30min，精炼时熔体温度750-790℃，精炼时使用高纯氩气，氩气含量99.7％以上；然后保温静置20min～30min制得铝液。
S2、铸成长料铸棒：用步骤S1制得的铝液在680℃～730℃浇铸成长料铝合金圆铸棒，浇铸过程中在线加入铝钛硼丝对铸锭晶粒细化，加入速度为75-85cm/min；在浇铸流槽上通入含量99.7％以上的高纯氩气在线除气，然后采用双层过滤(采用一块20寸40ppi和一块17寸60ppi陶瓷过滤板过滤)进一步净化熔体；再使用真空直冷铸造系统进行铸造，铸造速度140±2mm/min。
S3、均匀化退火：将步骤S2制备的长料铝合金铸棒在590℃～610℃保温10h～12h，然后快速冷却；以消除圆铸棒内的铸造应力和晶内偏析，使其晶粒组织均匀。
S4、切割、挤压：将步骤S3的长料铝合金圆铸棒进行切割，切割为870mm～880mm适用于挤压的等长铝合金短铸棒；将短料铝合金圆铸棒加热后进行低温快速连续挤压，得到晶粒细小均匀的铝合金挤压管坯，如3003R OD28*2.5T。
低温快速连续挤压的步骤为：预热短料铝合金圆铸棒、模筒及模具，安装挤压模具，装填短料铝合金圆铸棒，低温快速连续挤压，快速冷却、干燥，涂油收卷，获得铝合金挤压长料管坯。其中，低温快速连续挤压的顶杆挤压速度为8.5mm/s～9.5mm/s。
预热过程：短料铝合金圆铸棒预热温度为头部470℃-490℃、模筒预热温度为420℃～440℃、模具预热温度为460℃～500℃。预热过程采用梯度预热方式，即先进模筒端铸棒预热温度高，后进模筒端预热温度低，其梯度为3-5℃/100mm。
S5、倒立盘拉拔：将步骤S4的铝合金管坯根据不同的成品规格进行2-6道倒立盘拉拔。
S6、定长切割：将步骤S5拉制好的成品盘料采用切割系统进行定长切割；切割系统具有自动校直、连续探伤、自动剔除不良品的功能；探伤为涡流探伤。
S7、高温快速退火：将步骤S6完成切割的铝管采用辊道退火炉，加热温度540℃-560℃，加热时间8-12分钟；同时退火设备设置有温度监控系统，超出温度范围时设备将报警。
S8、矫直：将步骤S7完成退火的铝管采用辊式矫直机矫直；根据不同的成品规格，矫直后外径减小0.02-0.07mm，进一步提高铝管的屈服强度。
下面将结合附图1-3和具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
实施例1：
焊接后晶粒优良的铝合金管，由以下质量百分比的组分组成：0.1％的Si、0.32％的Fe、0.1％的Cu、1.31％的Mn、0.01％的Mg、0.02％的Zn、0.02％的Ti、0.05％的其他元素，余量均为纯铝。
焊接后晶粒优良的铝合金管的加工方法，具体包括以下步骤：
S1、制备铝液：将铝合金管组分按比例加入熔炼炉中制备铝液，具体包括：
S11、装炉熔炼：按照比例称取组分，先将纯铝装入干燥的熔炼炉中，炉内加温至730℃，纯铝熔化成铝合金溶液后再依次加入其他合金。
S12、除渣：将S11所得的溶液中添加打渣剂，搅拌5min，然后加入铁剂、铝铜中间合金、锰剂和钛剂，搅拌10min～15min并混合均匀。
S13、取样分析：取步骤S12中的样品光谱分析化学成分。
S14、精炼：添加无氟无钠颗粒精炼剂，精炼剂用量为1-1.5公斤/吨铝，精炼时间为30min，精炼时熔体温度750-790℃，精炼时使用高纯氩气，氩气含量99.7％以上；然后保温静置30min制得铝液。
S2、铸成长料铸棒：用步骤S1制得的铝液在682℃浇铸成长料铝合金圆铸棒，浇铸过程中在线加入铝钛硼丝对铸锭晶粒细化，加入速度为75cm/min；在浇铸流槽上通入含量99.7％以上的高纯氩气在线除气，然后采用双层过滤(采用一块20寸40ppi和一块17寸60ppi陶瓷过滤板过滤)进一步净化熔体；再使用真空直冷铸造系统进行铸造，铸造速度138mm/min。
S3、均匀化退火：将步骤S2制备的长料铝合金铸棒在590℃保温10h，然后快速冷却；以消除圆铸棒内的铸造应力和晶内偏析，使其晶粒组织均匀。
S4、切割、挤压：将步骤S3的长料铝合金圆铸棒进行切割，切割为870mm～880mm适用于挤压的等长铝合金短铸棒；将短料铝合金圆铸棒加热后进行低温快速连续挤压，得到晶粒细小均匀的铝合金挤压管坯，如3003R OD28*2.5T。
低温快速连续挤压的步骤为：预热短料铝合金圆铸棒、模筒及模具，安装挤压模具，装填短料铝合金圆铸棒，低温快速连续挤压，快速冷却、干燥，涂油收卷，获得铝合金挤压长料管坯。其中，低温快速连续挤压的顶杆挤压速度为8.5mm/s。
预热过程：短料铝合金圆铸棒预热温度为头部470℃、模筒预热温度为420℃～440℃、模具预热温度为460℃～500℃。预热过程采用梯度预热方式，即先进模筒端铸棒预热温度高，后进模筒端预热温度低，其梯度为3-5℃/100mm。
S5、倒立盘拉拔：将步骤S4的铝合金管坯根据不同的成品规格进行2-6道倒立盘拉拔。
S6、定长切割：将步骤S5拉制好的成品盘料采用切割系统进行定长切割；切割系统具有自动校直、连续探伤、自动剔除不良品的功能；探伤为涡流探伤。
S7、高温快速退火：将步骤S6完成切割的铝管采用辊道退火炉，加热温度540℃，加热时间8分钟；同时退火设备设置有温度监控系统，超出温度范围时设备将报警。
S8、矫直：将步骤S7完成退火的铝管采用辊式矫直机矫直；根据不同的成品规格，矫直后外径减小0.02mm，进一步提高铝管的屈服强度。
实施例2：
焊接后晶粒优良的铝合金管，由以下质量百分比的组分组成：0.13％的Si、0.47％的Fe、0.14％的Cu、1.39％的Mn、0.03％的Mg、0.07％的Zn、0.05％的Ti、0.05％的其他元素，余量均为纯铝。
焊接后晶粒优良的铝合金管的加工方法，具体包括以下步骤：
S1、制备铝液：将铝合金管组分按比例加入熔炼炉中制备铝液，具体包括：
S11、装炉熔炼：按照比例称取组分，先将纯铝装入干燥的熔炼炉中，炉内加温至760℃，纯铝熔化成铝合金溶液后再依次加入其他合金。
S12、除渣：将S11所得的溶液中添加打渣剂，搅拌5min，然后加入铁剂、铝铜中间合金、锰剂和钛剂，搅拌10min～15min并混合均匀。
S13、取样分析：取步骤S12中的样品光谱分析化学成分。
S14、精炼：添加无氟无钠颗粒精炼剂，精炼剂用量为1-1.5公斤/吨铝，精炼时间为35min，精炼时熔体温度750-790℃，精炼时使用高纯氩气，氩气含量99.7％以上；然后保温静置30min制得铝液。
S2、铸成长料铸棒：用步骤S1制得的铝液在728℃浇铸成长料铝合金圆铸棒，浇铸过程中在线加入铝钛硼丝对铸锭晶粒细化，加入速度为85cm/min；在浇铸流槽上通入含量99.7％以上的高纯氩气在线除气，然后采用双层过滤(采用一块20寸40ppi和一块17寸60ppi陶瓷过滤板过滤)进一步净化熔体；再使用真空直冷铸造系统进行铸造，铸造速度142mm/min。
S3、均匀化退火：将步骤S2制备的长料铝合金铸棒在610℃保温12h，然后快速冷却；以消除圆铸棒内的铸造应力和晶内偏析，使其晶粒组织均匀。
S4、切割、挤压：将步骤S3的长料铝合金圆铸棒进行切割，切割为870mm～880mm适用于挤压的等长铝合金短铸棒；将短料铝合金圆铸棒加热后进行低温快速连续挤压，得到晶粒细小均匀的铝合金挤压管坯，如3003R OD28*2.5T。
低温快速连续挤压的步骤为：预热短料铝合金圆铸棒、模筒及模具，安装挤压模具，装填短料铝合金圆铸棒，低温快速连续挤压，快速冷却、干燥，涂油收卷，获得铝合金挤压长料管坯。其中，低温快速连续挤压的顶杆挤压速度为9.5mm/s。
预热过程：短料铝合金圆铸棒预热温度为头部490℃、模筒预热温度为420℃～440℃、模具预热温度为460℃～500℃。预热过程采用梯度预热方式，即先进模筒端铸棒预热温度高，后进模筒端预热温度低，其梯度为3-5℃/100mm。
S5、倒立盘拉拔：将步骤S4的铝合金管坯根据不同的成品规格进行2-6道倒立盘拉拔。
S6、定长切割：将步骤S5拉制好的成品盘料采用切割系统进行定长切割；切割系统具有自动校直、连续探伤、自动剔除不良品的功能；探伤为涡流探伤。
S7、高温快速退火：将步骤S6完成切割的铝管采用辊道退火炉，加热温度560℃，加热时间12分钟；同时退火设备设置有温度监控系统，超出温度范围时设备将报警。
S8、矫直：将步骤S7完成退火的铝管采用辊式矫直机矫直；根据不同的成品规格，矫直后外径减小0.05mm，进一步提高铝管的屈服强度。
将实施例一、二制得的铝合金管进行性能检测，也进行焊接后进行平均晶粒尺寸的检测，并检测现有铝合金管焊接后的平均晶粒尺寸。实施例一制得的铝合金管抗拉强度126Mpa，屈服强度83Mpa，伸长率43％；焊接后平均晶粒尺寸40um。实施例二制造的铝合金管抗拉强度130Mpa，屈服强度92Mpa，伸长率40％；焊接后平均晶粒尺寸38um。
由实验数据可知：实施例一、二制得的铝合金管均满足国标GB/T 6893机械性能：抗拉强度115～150MPa；屈服强度≥75MPa；伸长率≥12％的要求，并能保证经过高温焊接后晶粒细小、无异常长大。
Claims (8)
1.一种焊接后晶粒优良的铝合金管，其特征在于，由以下质量百分比的组分组成：≤0.15％的Si、0.3％～0.5％的Fe、0.1％～0.15％的Cu、1.3％～1.4％的Mn、≤0.05％的Mg、≤0.1％的Zn、0.02％～0.05％的Ti、≤0.05％的其他元素以及97.55％～98.28％的纯铝。
2.一种如权利要求1所述的焊接后晶粒优良的铝合金管的加工方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1、制备铝液：将铝合金管组分按比例加入熔炼炉中制备铝液；
S2、铸成长料铸棒：用步骤S1制得的铝液在680℃～730℃浇铸成长料铝合金圆铸棒，浇铸过程中在线加入铝钛硼丝对铸锭晶粒细化，加入速度为75-85cm/min；在浇铸流槽上通入含量99.7％以上的高纯氩气在线除气，然后采用双层过滤进一步净化熔体；再使用真空直冷铸造系统进行铸造，铸造速度140±2mm/min；
S3、均匀化退火：将步骤S2制备的长料铝合金铸棒在590℃～610℃保温10h～12h，然后快速冷却；
S4、切割、挤压：将步骤S3的长料铝合金圆铸棒进行切割，得到适用于挤压的等长铝合金短铸棒；将短料铝合金圆铸棒加热后进行低温快速连续挤压，得到晶粒细小均匀的铝合金挤压管坯；
S5、倒立盘拉拔：将步骤S4的铝合金管坯根据不同的成品规格进行2-6道倒立盘拉拔；
S6、定长切割：将步骤S5拉制好的成品盘料采用切割系统进行定长切割；
S7、高温快速退火：将步骤S6完成切割的铝管采用辊道退火炉，加热温度540℃-560℃，加热时间8-12分钟；
S8、矫直：将步骤S7完成退火的铝管采用辊式矫直机矫直。
3.根据权利要求2所述的焊接后晶粒优良的铝合金管的加工方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下步骤：
S11、装炉熔炼：按照比例称取组分，先将纯铝装入干燥的熔炼炉中，炉内加温至730-760℃，纯铝熔化成铝合金溶液后再依次加入其他合金；
S12、除渣：将S11所得的溶液中添加打渣剂，搅拌5min，然后加入铁剂、铝铜中间合金、锰剂和钛剂，搅拌10min～15min并混合均匀；
S13、取样分析：取步骤S12中的样品光谱分析化学成分；
S14、精炼：添加无氟无钠颗粒精炼剂，精炼剂用量为1-1.5公斤/吨铝，精炼时间为30min，精炼时熔体温度750-790℃，精炼时使用高纯氩气，氩气含量99.7％以上；然后保温静置20min～30min制得铝液。
4.根据权利要求2所述的焊接后晶粒优良的铝合金管的加工方法，其特征在于：所述步骤S2中双层过滤是采用一块20寸40ppi和一块17寸60ppi陶瓷过滤板过滤。
5.根据权利要求2所述的焊接后晶粒优良的铝合金管的加工方法，其特征在于：所述步骤S4中短料铝合金圆铸棒的长度为870mm～880mm。
6.根据权利要求2所述的焊接后晶粒优良的铝合金管的加工方法，其特征在于，所述步骤S4中低温快速连续挤压的步骤为：预热短料铝合金圆铸棒、模筒及模具，安装挤压模具，装填短料铝合金圆铸棒，低温快速连续挤压，快速冷却、干燥，涂油收卷，获得铝合金挤压长料管坯。
7.根据权利要求6所述的焊接后晶粒优良的铝合金管的加工方法，其特征在于，所述步骤S4中预热过程：短料铝合金圆铸棒预热温度为头部470℃-490℃、模筒预热温度为420℃～440℃、模具预热温度为460℃～500℃；所述预热过程采用梯度预热方式，即先进模筒端铸棒预热温度高，后进模筒端预热温度低，其梯度为3-5℃/100mm。
8.根据权利要求6所述的焊接后晶粒优良的铝合金管的加工方法，其特征在于，所述低温快速连续挤压的顶杆挤压速度为8.5mm/s～9.5mm/s。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311017198.XA CN116987933A (zh) | 2023-08-14 | 2023-08-14 | 一种焊接后晶粒优良的铝合金管及其加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311017198.XA CN116987933A (zh) | 2023-08-14 | 2023-08-14 | 一种焊接后晶粒优良的铝合金管及其加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116987933A true CN116987933A (zh) | 2023-11-03 |
Family
ID=88530051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311017198.XA Pending CN116987933A (zh) | 2023-08-14 | 2023-08-14 | 一种焊接后晶粒优良的铝合金管及其加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116987933A (zh) |
-
2023
- 2023-08-14 CN CN202311017198.XA patent/CN116987933A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108774696B (zh) | 一种6系铝合金超薄圆管挤压型材生产工艺 | |
| CN109487128B (zh) | 一种轨道交通车体顶盖边梁用铝合金型材及其制造方法 | |
| EP3650561A1 (en) | Plastic wrought magnesium alloy and preparation method thereof | |
| CN104959393A (zh) | 一种高质量航空叶片用铝合金热挤压棒材的制造方法 | |
| CN114262829B (zh) | 一种7系铝合金汽车用防撞横梁型材及生产工艺 | |
| CN107338379A (zh) | 一种镁‑锡‑锌‑铝‑锰变形镁合金及其制备方法 | |
| CN111607726B (zh) | 一种稀土镁合金及其制备方法 | |
| CN116603888A (zh) | 一种高性能镍铬合金丝材制备方法 | |
| CN111575554A (zh) | 一种高强度耐磨铝合金的生产方法 | |
| CN117568671A (zh) | 一种免热处理的压铸铝合金材料及其制备方法、汽车结构件 | |
| CN110551928A (zh) | 一种5654铝合金焊丝线坯的生产方法 | |
| CN109352282B (zh) | 一种大规格薄壁无缝管的生产方法 | |
| CN108385008B (zh) | 中强度高吸能镁合金及可深度冷弯管材的制备装置和方法 | |
| CN112359235B (zh) | 一种铝合金飞机行李架型材生产工艺 | |
| CN116987933A (zh) | 一种焊接后晶粒优良的铝合金管及其加工方法 | |
| CN111644476A (zh) | 一种大卷重Al-Mg-Si系合金挤压材生产工艺方法 | |
| CN108672980B (zh) | 一种gh4169合金焊丝短流程制备方法 | |
| CN115198133B (zh) | 一种高强耐热导电铜合金管材及其制备方法 | |
| CN108193099B (zh) | 一种改进的lf6铝合金及消除lf6铝合金挤压粗晶环的方法 | |
| CN115874090B (zh) | 一种高强度高韧性细晶粒铝合金管及其制备方法 | |
| CN111349829B (zh) | 一种皮材铝带的生产方法 | |
| CN118028635B (zh) | 特种7006a铝合金材料的生产方法 | |
| CN113737064B (zh) | 一种高性能锻件用Al-Mg-Si合金及其制备方法 | |
| CN107746981B (zh) | 一种镁锰中间合金的制备方法 | |
| CN114561572B (zh) | 一种4系铝合金及4系铝合金棒的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |