一种7021铝合金无缝管的生产工艺制造技术

本发明专利技术属于铝合金制造技术领域，涉及一种7021铝合金无缝管的生产工艺，铝合金原料按照重量百分比进行配料，即：Si≤0.12％、Fe≤0.2％、Cu：0.1～0.2％、Mn≤0.05％、Mg：1.2～1.6％、Cr≤0.02％、Zn：5.2～5.5％、Ti≤0.02％、Zr：0.1～0.15％、单个杂质≤0.05％，合计≤0.15％，余量为Al，铝合金原料经过熔铸、均匀化、同心度调整、挤压、锯切以及热处理工序与配方相配合，成功挤压出性能满足要求的7021合金无缝管。

【技术实现步骤摘要】
一种7021铝合金无缝管的生产工艺
本专利技术属于铝合金制造
，涉及一种7021铝合金无缝管的生产工艺。
技术介绍
卧式双动挤压机正向挤压无缝管材是铝合金管材最常用的生产方法之一，无缝管作为管材制品中的主要品种，挤压时可采用空心锭不穿针挤压。卧式挤压方法具有诸多优点，比如可挤压大规格管材；各机构可布置在同一水平面上，易实现机械化和自动化；水平出料，可使用长锭坯挤压长管材等，但也存在一定的缺点，由于各部件的自重加在导套和水平导轨面上，易磨损或某些部件受热膨胀造成中心失调，管材偏心等，因此卧式调节管材同心度对于挤压无缝管成为必不可少的步骤之一。生产过程中，常常采用双动式随动针挤压，目前对挤压7021合金无缝管的研究较少，实际制备过程中工艺控制难度较大，挤压过程中金属流动摩擦力大，易发生断针事故。若工艺不当，易造成压力过大，针杆针尖粘铝过剩，从而导致无法正常挤压出成品或成品内壁出现划伤等缺陷。因此，如何制定合适的7021无缝管挤压生产工艺，保证产品顺利试制并满足要求标准，成为7021铝合金无缝管领域研究的重中之重。本技术通过控制生产挤压工艺，合理制定挤压参数及热处理工艺，成功制成符合标准的7021无缝管管材。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术为了解决上述7021铝合金无缝管材生产制备过程中所存在的问题，提供一种7021铝合金无缝管的生产工艺。为达到上述目的，本专利技术提供一种7021铝合金无缝管的生产工艺，包括以下步骤：A、配料：将制备铝合金无缝管的铝合金原料按照重量百分比进行配料，即：Si≤0.12％、Fe≤0.2％、Cu：0.1～0.2％、Mn≤0.05％、Mg：1.2～1.6％、Cr≤0.02％、Zn：5.2～5.5％、Ti≤0.02％、Zr：0.1～0.15％、单个杂质≤0.05％，合计≤0.15％，余量为Al；B、熔铸：将配制好的铝合金原料置于熔炼炉中熔炼为液态铝合金，经扒渣、过滤后将液态铝合金熔铸为铝合金实心铸锭；C、均匀化：将铝合金铸锭在均质炉中进行均匀化热处理，均匀化热处理的工艺为：铝合金铸锭升温至450～470℃保温12～18h，均匀化后的铸锭再经后续加工得到规格为的铝合金空心铸锭；；D、同心度调整：调整挤压筒、挤压模具和穿孔针的同心度，同心度＜1.2mm，将挤压筒加热至420℃，挤压模具和穿孔针加热至390～420℃，将穿孔针传入挤压筒和挤压模具中，调节挤压筒位置和模具座位置，精确对中，保证加工后无缝管各处壁厚相同；E、挤压：挤压准备阶段分别对穿孔针、挤压模具和空心垫进行加热，待温度达到上机要求后，开始对铝合金空心铸锭加热，为防止铝合金空心铸锭粘连空心垫、空心垫粘连挤压杆，分别在空心垫和挤压杆上喷洒少量的氮化硼，将铝合金空心铸锭挤压成φ140mm×15mm规格的无缝管，挤压结束后对无缝管空冷后进行离线淬火；F、锯切：将挤压后的无缝管成品定尺锯切；G、热处理：将定尺锯切后的无缝管进行淬火时效热处理，淬火温度为465±3℃，淬火时间为75min，时效采用双级时效，一级时效温度为115±5℃，一级时效时间为7h，二级时效温度为135±5℃，二级时效时间为9h。进一步，步骤B将配置好的铝合金原料依次投入熔炼炉中进行熔炼，并使用熔剂进行精炼覆盖，投料后待炉内出现铝水时开始搅拌，搅拌均匀后熔炼为液态铝合金，熔炼温度720～740℃，熔化过程中开启电磁搅拌并扒渣，之后将熔炼后的铝合金熔体倒入精炼炉精炼，精炼温度710～750℃，使用Cl-Ar混合气体进行精炼并扒渣，获得铝合金实心铸锭。进一步，步骤E中空心垫的温度为390～420℃，挤压筒头部、中部、尾部的温度依次为418℃、429℃、420℃，穿孔针的温度为392～405℃，铝合金空心铸锭温度为450～480℃，突破压力为14.5～14.6Mpa，铝合金空心铸锭穿针过程最大前腔压力1.3MPa，最大后腔压力1.9MPa；挤压过程前腔压力5.8-19.5MPa，后腔压力3.1-7.7MPa；穿孔针退针过程最大前腔压力0.9MPa，最大后腔压力0.8Mpa，挤压杆的速度为1.0～1.4mm/s，挤压后空心型材的挤压速度为1.13～2.01m/min。本专利技术的有益效果在于：1、现有技术中固定针挤压无缝管可实现无润滑挤压，无润滑挤压的好处就是可以有效地消除润滑挤压时产生的各种擦伤缺陷，获得内表面质量优异的管材，但无润滑挤压的的弊端之一就是铝与穿孔针直接接触，金属在穿孔针表面上流动时容易产生较大的摩擦力，易发生断针事故，所以必须选择合适的铸锭长度，对于本专利技术所公开的无缝管生产工艺选用恰当的铸锭长度为600mm。其次，通常情况下，挤压筒和穿孔针之间的轴线不可能完全重合，往往会存在一定的同轴度差，若开始不调节控制同心度，挤压开始后会加剧挤压筒和穿孔针之间同轴度差，导致穿孔针更偏离中心，无缝管出现严重偏壁，且随着挤压力的进行，这种同轴度差会加剧径向力，更容易出现断针。本专利技术所公开的7021铝合金无缝管的生产工艺通过控制同心度能够实现7021铝合金无缝管的成功挤压，不会出现穿孔针前段偏离原中心位置，出现断针现象。2、本专利技术所公开的7021铝合金无缝管的生产工艺，首先，选择空心铸锭不穿孔挤压，可避免前端出现实心头，减小管材前端的偏心，也避免穿孔给穿孔针带来的损害；其次，选择短铸锭挤压，减少铸锭与穿孔针的有效接触面积，降低摩擦力，避免断针；再者，实心铸锭经均匀化后后期处理成空心铸锭，减少空心锭内表面氧化膜厚度，减轻对穿孔针的划伤，更有利于保证无缝管内表面质量；最后，选择合适挤压工艺，挤压前调节设备同心度对挤出合格尺寸产品均有一定影响。3、本专利技术所公开的7021铝合金无缝管的生产工艺，合理选取标准7021合金成分，并选取恰当的无缝管挤压与热处理工艺与之配合，成功挤压出性能满足要求的7021合金无缝管。本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作优选的详细描述，其中：图1为本专利技术7021铝合金无缝管的生产工艺中挤压设备的内部结构示意图；图2为本专利技术实施例1所制备铝合金无缝管高倍过烧检测图；图3为本专利技术实施例1所制备铝合金无缝管高倍晶粒度检测图。附图标记：针杆链接器1、挤压杆2、空心垫3、穿孔针4、空心铸锭5、挤压筒6、挤压模具7。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种7021铝合金无缝管的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：/nA、配料：将制备铝合金无缝管的铝合金原料按照重量百分比进行配料，即：Si≤0.12％、Fe≤0.2％、Cu：0.1～0.2％、Mn≤0.05％、Mg：1.2～1.6％、Cr≤0.02％、Zn：5.2～5.5％、Ti≤0.02％、Zr：0.1～0.15％、单个杂质≤0.05％，合计≤0.15％，余量为Al；/nB、熔铸：将配制好的铝合金原料置于熔炼炉中熔炼为液态铝合金，经扒渣、过滤后将液态铝合金熔铸为铝合金实心铸锭；/nC、均匀化：将铝合金铸锭在均质炉中进行均匀化热处理，均匀化热处理的工艺为：铝合金铸锭升温至450～470℃保温12～18h，均匀化后的铸锭再经后续加工得到规格为

【技术特征摘要】
1.一种7021铝合金无缝管的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
A、配料：将制备铝合金无缝管的铝合金原料按照重量百分比进行配料，即：Si≤0.12％、Fe≤0.2％、Cu：0.1～0.2％、Mn≤0.05％、Mg：1.2～1.6％、Cr≤0.02％、Zn：5.2～5.5％、Ti≤0.02％、Zr：0.1～0.15％、单个杂质≤0.05％，合计≤0.15％，余量为Al；
B、熔铸：将配制好的铝合金原料置于熔炼炉中熔炼为液态铝合金，经扒渣、过滤后将液态铝合金熔铸为铝合金实心铸锭；
C、均匀化：将铝合金铸锭在均质炉中进行均匀化热处理，均匀化热处理的工艺为：铝合金铸锭升温至450～470℃保温12～18h，均匀化后的铸锭再经后续加工得到规格为的铝合金空心铸锭；
D、同心度调整：调整挤压筒、挤压模具和穿孔针的同心度，同心度＜1.2mm，将挤压筒加热至420℃，挤压模具和穿孔针加热至390～420℃，将穿孔针传入挤压筒和挤压模具中，调节挤压筒位置和模具座位置，精确对中，保证加工后无缝管各处壁厚相同；
E、挤压：挤压准备阶段分别对穿孔针、挤压模具和空心垫进行加热，待温度达到上机要求后，开始对铝合金空心铸锭加热，为防止铝合金空心铸锭粘连空心垫、空心垫粘连挤压杆，分别在空心垫和挤压杆上喷洒少量的氮化硼，将铝合金空心铸锭挤压成φ140mm×15mm规格的无缝管，挤压结束后对无缝管空冷后进行离线淬火；
F、锯切：...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞俊铭，周广宇，李金龙，胡皓，段继，秦龙传，郭宇，成志刚，马冬辉，
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