一种6082铝合金厚壁管材生产工艺制造技术

本发明专利技术属于铝合金型材制造领域，涉及一种6082铝合金厚壁管材生产工艺，铝合金中各元素重量百分比为：Si 1.19～1.24％、Mg 0.94～0.99％、Cu 0.2～0.4％、Mn 0.84～0.89％、Cr 0.13～0.18％、Ti 0.11～0.18％、Fe 0.19～0.24％、Zn≤0.05％，其余单个杂质≤0.03％，杂质合计≤0.10％，余量Al，铝合金厚壁管材穿水冷却的过程中，挤压机出口至穿水冷却水槽进口处的铝合金厚壁管材四周喷射有液氮，拉伸矫直后的铝合金厚壁管材在150±5℃的温度下人工时效10h，在200±5℃的温度下人工时效2h，通过合理选择挤压工艺参数及热处理工艺参数，在改善6082合金型材表面质量的同时提高6082合金的断后伸长率(大于10％)及耐腐蚀性能，最终使产品满足要求。

A Production Process of 6082 Aluminum Alloy Thick Wall Pipe

The invention belongs to the field of aluminium alloy profile manufacturing and relates to a production process of 6082 aluminium alloy thick-walled pipe. The weight percentages of elements in aluminium alloy are: Si 1.19-1.24%, Mg 0.94-0.99%, Cu 0.2-0.4%, Mn 0.84-0.89%, Cr 0.13-0.18%, Ti 0.11-0.18%, Fe 0.19-0.24%, Zn < 0.05%. The remaining single impurities are less than 0.03%, total impurities are less than 0.10%, residual Al and Al alloy thick-walled pipes are cooled through water. Liquid nitrogen is sprayed around the thick-walled aluminium alloy pipes at the outlet of the extruder to the inlet of the water cooling flume. After stretching and straightening, the thick-walled aluminium alloy pipes are aged for 10 hours at 150 5 C and 200 5 The surface quality of 6082 alloy profile can be improved by optimizing extrusion and heat treatment parameters, and the elongation at break (more than 10%) and corrosion resistance of 6082 alloy can be improved by aging for 2 hours at C. Finally, the product can meet the requirements.

【技术实现步骤摘要】
一种6082铝合金厚壁管材生产工艺
本专利技术属于铝合金型材制造领域，涉及一种6082铝合金厚壁管材生产工艺。
技术介绍
6xxx系合金是变形铝合金中最重要的压力加工合金，是以镁和硅为主要合金元素的铝合金，其主要强化相是镁和硅形成的金属间化合物Mg2Si，属于可热处理强化的铝合金。6xxx系合金具有中等强度，良好的塑性，优良的焊接性和耐腐蚀性，以及无应力腐蚀开裂倾向。因此，6xxx系合金是世界上应用最为广泛的铝合金。6082铝合金是6xxx合金中的主要合金成员，6082属Al-Mg-Si系热处理可强化铝合金，具有良好的可成型性、可焊接性和可机加工性，同时具有中等强度，主要用于机械结构方面，型材种类有棒材、板材、管材和型材等。近年来，随着航空航天、轨道交通等先进装备制造业的发展，越来越多的结构件采用铝合金厚壁管材，因此对铝合金管材的力学性能以及断后伸长率提出了更高的要求。在保证铝合金管材具有较高强度的同时又要保证铝合金管材表面质量，各家厂商都有不同的成型工艺，其中影响铝合金管材表面质量的因素有很多，如铸锭表面质量、模具结构、挤压工艺等，但影响铝合金管材性能的重要因素是挤压工艺及热处理工艺，因而在铝合金管材挤压生产过程中，合适的合金成分以及合适的挤压工艺选择，在这里显得尤为重要。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术为了解决通过现有生产工艺制备的6082铝合金厚壁管材力学性能以及断后伸长率不能满足生产要求的问题，提供一种6082铝合金厚壁管材生产工艺，通过合理选择6082铝合金厚壁管材生产过程中的挤压工艺参数及热处理工艺参数，在改善6082合金型材表面质量的同时提高6082合金的断后伸长率(大于10％)及耐腐蚀性能，最终使制备的6082铝合金厚壁管材产品满足生产要求。为达到上述目的，本专利技术提供一种6082铝合金厚壁管材生产工艺，包括如下步骤：A、配料：按照如下重量份数比配制铝合金原料：Si1.19～1.24％、Mg0.94～0.99％、Cu0.2～0.4％、Mn0.84～0.89％、Cr0.13～0.18％、Ti0.11～0.18％、Fe0.19～0.24％、Zn≤0.05％，其余单个杂质≤0.03％，杂质合计≤0.10％，余量Al，将配制好的铝合金原料加入到熔炼炉中均匀混合后熔炼为液态铝合金，熔炼温度为700～750℃，将熔炼后的液态铝合金经静置、精炼、扒渣、在线除气、过滤工序后，将液态铝合金熔铸为铝合金铸锭；B、均匀化：将铝合金铸锭在均质炉中进行均匀化处理，均匀化处理的温度为550～560℃，保温时间为8～12h，出炉后的铝合金铸锭强风冷却至室温；C、铸锭、挤压筒和模具加热：铝合金铸锭在加热炉中加热温度控制在510～540℃，挤压筒加热温度控制在430～450℃，模具加热温度控制在460～500℃，挤压机的挤压筒上装有液氮冷却装置，吸收挤压过程中产生的热量，保证挤压过程挤压筒温度不变；D、挤压：将加热后的铝合金铸锭置于挤压机的挤压筒中进行挤压，得到6082铝合金厚壁管材，其中挤压速度为4～5m/min，挤压机在线牵引力控制在50～100kg；E、在线淬火：将挤压后6082铝合金厚壁管材进行穿水冷却，冷却速度不低于60℃/s，保证铝合金厚壁管材基体中获得高的过饱和固溶体，其中铝合金厚壁管材穿水冷却的过程中，挤压机出口至穿水冷却水槽进口处的铝合金厚壁管材四周喷射有液氮，防止铝合金厚壁管材穿水过程中冷却水回流至挤压机模孔中，同时也防止挤压后铝合金厚壁管材表面发生氧化；F、拉伸矫直：将淬火后的铝合金厚壁管材冷却至室温后进行拉伸矫直，拉伸量控制在0.5～1.5％；G、时效强化：将拉伸矫直后的铝合金厚壁管材在150±5℃的温度下人工时效10h，在200±5℃的温度下人工时效2h。进一步，步骤A精炼过程中加入Al-5Ti-B丝精炼剂，在线除气采用双转子，氩气流量为3.2～7.1m3/h，氯气流量为0～0.05m3/h，转子转速为400～700r/min，过滤采用双层过滤板过滤。进一步，步骤A采用半连续水冷铸造方式将液态铝合金熔铸为铝合金铸锭。进一步，步骤B将均匀化处理后的铝合金铸棒锯切成1.2m的短铝合金铸锭，并使用车床对短铝合金铸锭表层的铸态表皮进行车削处理，车削厚度为8mm。进一步，步骤C中铝合金铸锭在加热炉中加热方式为梯度加热，铝合金铸锭头端温度控制在530±10℃，尾端温度控制在520±10℃。进一步，步骤C和步骤D中挤压机选择18MN非标卧式挤压机，挤压系数为30～60。进一步，步骤E中挤压后铝合金厚壁管材进入淬火区时温度不低于530℃。进一步，步骤E挤压机出口至穿水冷却水槽进口处的铝合金厚壁管材四周套设有直径大于铝合金厚壁管的圆形出气管，出气管上均匀开设有若干出气孔，出气管通过与出气管相通的液氮管道固定在穿水冷却水槽上，液氮管道远离出气管的一端连接高压液氮罐。进一步，步骤E穿水冷却水槽上安装有气缸，气缸的伸缩杆上固定连接液氮管道，通过气缸控制液氮管道上圆形出气管的伸缩。本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术所公开的6082铝合金厚壁管材生产工艺，对6082铝合金合金成分进行了改进，将Cu的合金成分从0.05～0.1％提高到0.2～0.4％，其主要原因是Cu元素对Al-Mg-Si系合金有固溶强化的作用，可以改变合金析出序列，形成新的强化相，促进硬化速率，同时适量的Cu元素可以使合金铸态组织得到细化，提高硬度。将Ti的合金成分从≤0.05％提高到0.11～0.18％，其主要原因是Ti元素可以明显细化6082铝合金晶粒，使组织更加均匀，抑制偏析，减少裂纹和缩孔的出现，从而提高合金塑性，改善成形性。2、通过本专利技术所公开的6082铝合金厚壁管材生产工艺所生产的6082铝合金厚壁管材具有较高的淬火敏感性，因此选用穿水冷却的方式进行在线淬火，在穿水冷却水槽上安装气缸，气缸的伸缩杆上连接液氮管道，液氮管道的前端连接与液氮管道相通且四周分布出气孔的圆形出气管，通过挤压机挤压后的铝合金厚壁管材穿过出气管后进入穿水冷却水槽进行淬火，液氮管道上连接液氮罐，打开液氮罐，液氮罐中的液氮向液氮管道、出气管中充入氮气，氮气通过出气管内壁上的出气孔吹在铝合金厚壁管材上，一方面能防止刚挤压出的高温厚壁管材暴露在空气中表面发生氧化，一方面也能防止厚壁管材淬火过程中的冷却水沿着厚壁管材回流至挤压机的模孔中，造成挤压机的炸裂。3、本专利技术所公开的6082铝合金厚壁管材生产工艺，拉伸矫直后的铝合金厚壁管材在150±5℃的温度下人工时效10h，在200±5℃的温度下人工时效2h，通过这种双级时效处理后，铝合金晶内析出大量的θ′相，晶界析出相球化且析出相之间的间距增大，能有效提高6082合金的电导率、表面质量和抗腐蚀性能，同时使合金具有较高的强度和断后伸长率。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图进行说明：图1为本专利技术6082铝合金厚壁管材生产工艺所使用穿水冷却水槽的结构示意图。具体实施方式下面将对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。说明书附图中的附图标记包括：穿水冷却水槽1、凹槽2、气缸3、第二液氮管道4、气压表5、出气管6、出气孔7、支撑平台8、第一液氮管道9。如图1所示的穿水淬火用多功能水槽，包括穿水冷却水槽1和固定安本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种6082铝合金厚壁管材生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：A、配料：按照如下重量份数比配制铝合金原料：Si 1.19～1.24％、Mg 0.94～0.99％、Cu 0.2～0.4％、Mn 0.84～0.89％、Cr 0.13～0.18％、Ti 0.11～0.18％、Fe 0.19～0.24％、Zn≤0.05％，其余单个杂质≤0.03％，杂质合计≤0.10％，余量Al，将配制好的铝合金原料加入到熔炼炉中均匀混合后熔炼为液态铝合金，熔炼温度为700～750℃，将熔炼后的液态铝合金经静置、精炼、扒渣、在线除气、过滤工序后，将液态铝合金熔铸为铝合金铸锭；B、均匀化：将铝合金铸锭在均质炉中进行均匀化处理，均匀化处理的温度为550～560℃，保温时间为8～12h，出炉后的铝合金铸锭强风冷却至室温；C、铸锭、挤压筒和模具加热：铝合金铸锭在加热炉中加热温度控制在510～540℃，挤压筒加热温度控制在430～450℃，模具加热温度控制在460～500℃，挤压机的挤压筒上装有液氮冷却装置，吸收挤压过程中产生的热量，保证挤压过程挤压筒温度不变；D、挤压：将加热后的铝合金铸锭置于挤压机的挤压筒中进行挤压，得到6082铝合金厚壁管材，其中挤压速度为4～5m/min，挤压机在线牵引力控制在50～100kg；E、在线淬火：将挤压后6082铝合金厚壁管材进行穿水冷却，冷却速度不低于60℃/s，保证铝合金厚壁管材基体中获得高的过饱和固溶体，其中铝合金厚壁管材穿水冷却的过程中，挤压机出口至穿水冷却水槽进口处的铝合金厚壁管材四周喷射有液氮，防止铝合金厚壁管材穿水过程中冷却水回流至挤压机模孔中，同时也防止挤压后铝合金厚壁管材表面发生氧化；F、拉伸矫直：将淬火后的铝合金厚壁管材冷却至室温后进行拉伸矫直，拉伸量控制在0.5～1.5％；G、时效强化：将拉伸矫直后的铝合金厚壁管材在150±5℃的温度下人工时效10h，在200±5℃的温度下人工时效2h。...

【技术特征摘要】
1.一种6082铝合金厚壁管材生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：A、配料：按照如下重量份数比配制铝合金原料：Si1.19～1.24％、Mg0.94～0.99％、Cu0.2～0.4％、Mn0.84～0.89％、Cr0.13～0.18％、Ti0.11～0.18％、Fe0.19～0.24％、Zn≤0.05％，其余单个杂质≤0.03％，杂质合计≤0.10％，余量Al，将配制好的铝合金原料加入到熔炼炉中均匀混合后熔炼为液态铝合金，熔炼温度为700～750℃，将熔炼后的液态铝合金经静置、精炼、扒渣、在线除气、过滤工序后，将液态铝合金熔铸为铝合金铸锭；B、均匀化：将铝合金铸锭在均质炉中进行均匀化处理，均匀化处理的温度为550～560℃，保温时间为8～12h，出炉后的铝合金铸锭强风冷却至室温；C、铸锭、挤压筒和模具加热：铝合金铸锭在加热炉中加热温度控制在510～540℃，挤压筒加热温度控制在430～450℃，模具加热温度控制在460～500℃，挤压机的挤压筒上装有液氮冷却装置，吸收挤压过程中产生的热量，保证挤压过程挤压筒温度不变；D、挤压：将加热后的铝合金铸锭置于挤压机的挤压筒中进行挤压，得到6082铝合金厚壁管材，其中挤压速度为4～5m/min，挤压机在线牵引力控制在50～100kg；E、在线淬火：将挤压后6082铝合金厚壁管材进行穿水冷却，冷却速度不低于60℃/s，保证铝合金厚壁管材基体中获得高的过饱和固溶体，其中铝合金厚壁管材穿水冷却的过程中，挤压机出口至穿水冷却水槽进口处的铝合金厚壁管材四周喷射有液氮，防止铝合金厚壁管材穿水过程中冷却水回流至挤压机模孔中，同时也防止挤压后铝合金厚壁管材表面发生氧化；F、拉伸矫直：将淬火后的铝合金厚壁管材冷却至室温后进行拉伸矫直，拉伸量控制在0.5～1.5％；G、时效强化：将拉伸矫直后的铝合金厚壁管材在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张悦，高爽，刘兴武，周天骄，滕飞，刘迪，
申请(专利权)人：辽宁忠旺集团有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21