一种6063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6063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：0.3～0.42％、Fe≤0.3％、Cu≤0.05％、Mn≤0.05％、Mg：0.5～0.6％、Cr≤0.05％、Zn≤0.05％、Ti≤0.05％、Zr≤0.002％、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6063合金无缝管。

【技术实现步骤摘要】
一种6063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6063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管材，是铝合金管材生产常用的方法之一。若采用实心铸锭挤压无缝管材必须在具有独立穿孔系统的双动挤压机上进行，挤压时，首先挤压轴前进，对实心锭进行镦粗，使其填充整个挤压筒。镦粗结束后挤压杆后退，穿孔针进行穿孔。采用实心锭穿孔挤压可以获得内表面质量优良的铝合金管材，但实际穿孔前，在压应力作用下，穿孔针前段容易偏离原中心位置，当穿孔力过大时，易出现断针事故。因此，在实际挤压过程中，只有在表面质量要求较高的软铝合金无缝管时，才采用实心铸锭穿孔挤压法，而且必须使用短铸锭。6xxx系铝合金是以Mg和Si为主要合金元素，并以Mg2Si为强化相的可热处理铝合金，合金具有中等强度，耐蚀性高，无应力腐蚀破裂倾向，焊接性能良好，焊接区腐蚀性能不变，成形性和工艺性能良好等优点。6063合金是Al-Mg-Si合金中典型的可热处理强化合金，属于应力腐蚀不敏感的合金，具有中等强度、优良的挤压性能，对应力腐蚀不敏感，良好的焊接性能及加工性能，广泛应用于门、窗、货柜架以及汽车、轮船的某些结构件上。6063铝合金除Mg2Si强化相外还有一定量的过剩Si，即保证Mg/Si＜1.73。6063合金与6082、6061、7075等合金相相比较软，属于软质合金，适合采用实心铸锭穿孔挤压无缝管材，在实际生产过程中，如何制定合适的挤压工艺及后续热处理工艺才能采用实心铸锭挤压无缝管材也是无缝管研究的重要领域，就目前无缝管技术而言，主要探究的是无缝钢管的生产工艺，铝合金无缝管的研究少之又少，本技术通过控制生产挤压工艺，合理制定6063铝合金无缝管成分、挤压、热处理，成功制备符合要求的6063铝合金无缝管材，为6063无缝管的研究提供实践基础。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术为了解决上述6063铝合金无缝管材生产制备过程中所存在的问题，提供一种6063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6063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：0.3～0.42％、Fe≤0.3％、Cu≤0.05％、Mn≤0.05％、Mg：0.5～0.6％、Cr≤0.05％、Zn≤0.05％、Ti≤0.05％、Zr≤0.002％、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540～560℃保温6～7.5h；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＜0.8mm，将挤压筒加热至450℃，挤压模具和穿孔针加热至450～500℃，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，开始对铝合金实心铸锭加热，为防止铝合金实心铸锭粘连空心垫、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，将铝合金实心铸锭挤压成φ120mm×10mm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535±3℃，淬火时间为60min，时效温度为175±5℃，时效时间为8h。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720～750℃，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B中铝合金实心铸锭的规格为φ275mm×400mm。进一步，步骤E中空心垫的温度为350～370℃，挤压筒的温度为425～435℃，穿孔针的温度为410～430℃，铝合金实心铸锭温度为480～530℃，突破压力为12.6～12.7Mpa，铝合金实心铸锭穿针过程最大前腔压力为2.8MPa；挤压过程前腔压力为7.3～24.6MPa，后腔压力为4.8～12MPa；穿孔针退针过程最大前腔压力1.8MPa，挤压杆的速度为1.0～1.1mm/s，挤压后空心型材的挤压速度为0.75～1.21m/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的弊端之一就是金属流动过程中作用在穿孔针上的摩擦力大，容易发生断针事故，所以必须选择合适的铸锭长度，因此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400mm，减少了铸锭与穿孔针的接触面积，降低了二者之间的摩擦力，从而避免出现断针。并且通常情况下，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。因此本专利技术所公开的6063铝合金无缝管的生产工艺通过控制同心度能够实现6063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6063铝合金无缝管的生产工艺，首先，选择软质合金(6063合金)，塑性较好，具有良好的挤出特性；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；其次，选择合适的挤压设备，实心铸锭挤压无缝管必须在具有独立穿孔系统的双动挤压机上进行；再者，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；最后，若采用空心铸锭，铸锭加热后内壁会产生氧化皮等杂质表面，挤压过程中与针杆摩擦流入制品影响无缝管表面质量，而实心铸锭穿孔挤压，内壁无氧化皮，不会因摩擦流入制品，因此内表面质量更好。3、本专利技术所公开的6063铝合金无缝管的生产工艺，合理选取标准6063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6063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6063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未淬火前高倍晶粒度检测图；图3为本专利技术实施例1所制备铝合金无缝管淬火后高倍晶粒度检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种6063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：0.3～0.42％、Fe≤0.3％、Cu≤0.05％、Mn≤0.05％、Mg：0.5～0.6％、Cr≤0.05％、Zn≤0.05％、Ti≤0.05％、Zr≤0.002％、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540～560℃保温6～7.5h；/nD、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＜0.8mm，将挤压筒加热至450℃，挤压模具和穿孔针加热至450～500℃，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；/nE、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，开始对铝合金实心铸锭加热，为防止铝合金实心铸锭粘连空心垫、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，将铝合金实心铸锭挤压成φ120mm×10mm规格的无缝管，挤压结束后对无缝管空冷后进行离线淬火；/nF、锯切：将挤压后的无缝管成品定尺锯切；/nG、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535±3℃，淬火时间为60min，时效温度为175±5℃，时效时间为8h。/n...

【技术特征摘要】
1.一种6063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：0.3～0.42％、Fe≤0.3％、Cu≤0.05％、Mn≤0.05％、Mg：0.5～0.6％、Cr≤0.05％、Zn≤0.05％、Ti≤0.05％、Zr≤0.002％、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540～560℃保温6～7.5h；
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＜0.8mm，将挤压筒加热至450℃，挤压模具和穿孔针加热至450～500℃，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，开始对铝合金实心铸锭加热，为防止铝合金实心铸锭粘连空心垫、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，将铝合金实心铸锭挤压成φ120mm×10mm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...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟南，么雷，张岩，尚文，李强，李延安，曲兴华，马岩，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