一种超大直径铝合金管材挤压生产方法技术

本发明专利技术涉及铝合金管材热挤压技术领域，具体涉及一种超大直径铝合金管材挤压生产方法，包括如下步骤：(1)铸锭车皮；(2)模具设计；(3)挤压处理；(4)单级固溶处理后进行在线仿形导路控制；(5)张力矫直；(6)人工时效。本发明专利技术制造的大直径管材的指标达到以下要求：力学性能，Rm:225

【技术实现步骤摘要】
一种超大直径铝合金管材挤压生产方法


[0001]本专利技术涉及铝合金管材热挤压
，具体涉及一种超大直径铝合金管材挤压生产方法。

技术介绍

[0002]超大直径铝合金管材：该类产品主要是应用超大型挤压机，通过热挤压的方式，生产一种用于超高压电器开关的薄壁管材。这种铝合金管材具有高比强度、一次成型，尺寸精度高且易加工等优点，在高低压电器领域具有广阔前景，是现有110万伏以上超高压变压器使用的控制开关保护的重要材料。
[0003]现有同类产品通常多为铝板卷管焊接的方式制作，工艺较复杂，成本较高，且很难实现6m以上长度的产品生产，这种管材缺陷较多，后期需要较多的修缮。
[0004]随着国内外大型发电厂的不断建设，为了满足批量化生产，成本较低，且易于控制、成型性好等质量管理方向的发展，研究适合高压电器运行环境的结构产品已成为必然趋势。

技术实现思路

[0005]针对现有技术超大直径铝合金管材成型性能不好的问题，本专利技术提供一种超大直径铝合金管材挤压生产方法，通过热挤压工艺生产超大直径铝合金管材，制得的管材具有较高的强度及尺寸精度，同时能够降低生产成本。
[0006]本专利技术提供一种超大直径铝合金管材挤压生产方法，包括如下步骤：(1)铸锭车皮；(2)模具设计；(3)挤压处理；(4)单级固溶处理后进行在线仿形导路控制；(5)张力矫直；(6)人工时效。
[0007]进一步的，步骤(1)中，铸锭车皮为圆形铸棒。
[0008]进一步的，步骤(2)中，模具设计的方法为，按照方管针头周围等面积设计，做好偏心处理，模具与针头匹配设计，做好四边的扩张预变形。通过设计、加工，得到符合图纸要求的模具，并通过沉桥、扩焊合室等，保证产品的焊合质量和尺寸精度。
[0009]进一步的，步骤(3)中，挤压处理的步骤为，将铸棒加热到480～520℃，挤压比20～36，挤压速度为1.0～1.8mm/s。挤压开始前，在前梁出口位置用将前梁出口工装安装到位，有利于挤压材料的牵出。
[0010]进一步的，步骤(4)中，单级固溶处理工艺为，将经过挤压的方管挤压温度升温到510～550℃，然后在线强风冷却，冷却速度为45～75℃/s。
[0011]进一步的，步骤(4)中，在线仿形导路控制方法为，在牵引机作业过程中，通过液压单路控制系统，将管材仿形导路提升至高于道轨高度10mm的位置，防止管材下表面与辊道接触产生硌坑或压平。
[0012]进一步的，步骤(5)中，张力矫直的方法为，矫直过程中，仿形垫块置于管材内部，拉伸机拉伸率为0.8％～1.5％，得到直线度及圆度符合要求的倍尺产品；锯切时，根据制品
的形状和壁厚，选择合适的压力器压力及锯切机进给速度，保证管材的圆度。
[0013]进一步的，步骤(6)中，人工时效温度为170～200℃，保温4～8h，以获得管材所需的强度要求。
[0014]本专利技术的有益效果在于，本专利技术通过调整模具设计，优化模具进料以及焊合室，达到产品成型良好，焊合满足拔口、焊接等产品需求，然后在牵引过程中，实现产品自500℃以上高温冷却后，保持良好的椭圆度，在后续加工工序中，通过张力矫直来保证后续冷加工后，产生的椭圆变化及直线度得以控制，并再次进行改善。本专利技术制造的大直径管材的指标达到以下要求：力学性能，Rm:225
‑
280MPa,Rp0.2≥170MPa,A≥12％；圆度：φ470
‑
510mm，圆度≤3mm；φ510
‑
630mm，圆度≤5mm；直线度：φ470
‑
510mm，直线度≤5mm；φ510
‑
630mm，直线度≤6mm。同时本专利技术降低了生产成本，较现有技术同类产品降低20％～35％。
具体实施方式
[0015]为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0016]实施例1
[0017]一种大直径铝合金薄壁圆管挤压方法为：选择直径为470mm，壁厚为6mm的管材模具，将经过均匀化处理的6005A合金圆铸棒进行车皮；按照方管针头周围等面积设计，做好偏心处理，模具与针头匹配设计，做好四边的扩张预变形；将圆棒加热到500℃，进行管材挤压，挤压比30，挤压速度为1.2mm/s；将经过挤压的方管挤压温度到520℃，在高压风冷冷却速率65℃/min条件后，在牵引机作业过程中，通过液压单路控制系统，分别将管材仿形导路，提升至高于道轨高度10mm的位置，防止管材下表面与辊道接触产生硌坑或压平；矫直过程中，仿形垫块置于管材内部，对管坯进行拉伸，拉伸量为0.8％；在175℃下保温8h，人工时效处理，得到符合客户要求的大直径管材。
[0018]本实施例制得的管材力学性能：
[0019]拉伸性能：Rm为280～285MPa，Rp0.2为235～240MPa，A为13.0％～14.2％；
[0020]圆度：通过多次验证，圆度为2.0～2.8，满足设计要求；
[0021]直线度：通过多次验证，直线度为3.5～4.6，满足设计要求。
[0022]实施例2
[0023]一种大直径铝合金薄壁圆管挤压方法为：选择直径为575mm，壁厚为7mm的管材模具，将经过均匀化处理的6063合金圆铸棒进行车皮；按照方管针头周围等面积设计，做好偏心处理，模具与针头匹配设计，做好四边的扩张预变形；将圆棒加热到485℃，进行管材挤压，挤压比20，挤压速度为1.5mm/s；将经过挤压的方管挤压温度到550℃，在高压风冷冷却速率50℃/min条件后，在牵引机作业过程中，通过液压单路控制系统，分别将管材仿形导路，提升至高于道轨高度10mm的位置，防止管材下表面与辊道接触产生硌坑或压平；矫直过程中，仿形垫块置于管材内部，对管坯进行拉伸，拉伸量为1.2％；在200℃下保温3h,人工时效处理，得到符合客户要求的超大直径管材。
[0024]本实施例制得的管材力学性能：
[0025]拉伸性能：Rm为245～260MPa，Rp0.2为210～220MPa，A为16.0％～21％；
[0026]圆度：通过多次验证，圆度为3.5～4.0，满足设计要求；
[0027]直线度：通过多次验证，直线度为3.5～4.5，满足设计要求。
[0028]实施例3
[0029]一种大直径铝合金薄壁圆管挤压方法为：选择直径为626mm，壁厚为8mm的管材模具，将经过均匀化处理的6005A合金圆铸棒进行车皮；按照方管针头周围等面积设计，做好偏心处理，模具与针头匹配设计，做好四边的扩张预变形；将圆棒加热到510℃，进行管材挤压，挤压比36，挤压速度为1.0mm/s；将经过挤压的方管挤压温度到530℃，在高压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超大直径铝合金管材挤压生产方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)铸锭车皮；(2)模具设计；(3)挤压处理；(4)单级固溶处理后进行在线仿形导路控制；(5)张力矫直；(6)人工时效。2.如权利要求1所述的超大直径铝合金管材挤压生产方法，其特征在于，步骤(1)中，铸锭车皮为圆形铸棒。3.如权利要求1所述的超大直径铝合金管材挤压生产方法，其特征在于，步骤(2)中，模具设计的方法为，按照方管针头周围等面积设计，做好偏心处理，模具与针头匹配设计，做好四边的扩张预变形。4.如权利要求2所述的超大直径铝合金管材挤压生产方法，其特征在于，步骤(3)中，挤压处理的步骤为，将铸棒加热到480～520℃，挤压比为20～36，挤压速度为1.0～1.8mm/s。5.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：董瑞峰，赵吉峰，刘博，韩明，李兵，陈烁，张岩，梁志强，刘欢，李刚，贾茂方，孔雷，傅冰霜，王涛，张寒，
申请(专利权)人：山东兖矿轻合金有限公司，
类型：发明
国别省市：