具有铝合金芯管的多层管制造技术

本发明专利技术涉及多层管，所述多层管包含：金属管，所述金属管具有内表面和外表面；第一聚合物层，所述第一聚合物层结合至所述外表面；并且优选包含第二聚合物层，所述第二聚合物层结合至所述内表面；其中，所述金属管由铝合金制成，所述铝合金以wt％计具有如下组成：Si????1.5-2.45；Fe????0.5-1.2；Mn????0.5-1.2；Cu????0.3-1；Mg????0.04-0.3；Ti????＜0.25；Zn????＜1.2；其他杂质或偶存元素，每种＜0.05，总共＜0.25；以及余量为铝。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种多层管(multi-layer or multilayer tube)，该多层管包含铝合金管，该铝合金管优选由弯成管形状的铝合金板制成，具有内表面和外表面；第一聚合物层，该第一聚合物层结合至所述外表面；以及任选的第二聚合物层，该第二聚合物层结合至所述内表面。此外，本专利技术还针对铝合金在多层管中的用途。
技术介绍
在下文中将会明了的是，除非另作说明，铝合金牌号和状态代号(temper designations)是指由美国铝业协会(Aluminum Association)在2009年出版的“Aluminum Standards and Data and the Registration Records，，中的“Aluminum Association designations”，且易于被铝合金领域的技术人员所熟悉和理解。除非另作说明，对于合金组成或优选合金组成的任何描述，所指的百分数均为重量百分数。已经发现，由共挤出的聚合物材料组成的多层管(常常缩写为MLT)、尤其是用粘合剂结合至金属芯的聚乙烯管或聚丙烯管在建筑行业(例如用作卫生水管(sanitary pipes)、供热管(heating pipes)、配气管(gas distribution pipes)等)和其他行业(如医药行业、化学行业和食品行业)中得到了广泛应用。与完全由塑料材料制成的管相比，具有铝合金芯层的多层管不透氧，并具有更高的强度和耐热性以及低的膨胀系数。这种多层管具有柔性，并且由于它们可被弯曲并可被就地切割成期望的长度，所以易于安装。多层管还优于仅由金属制成的管，这是因为塑料的内层和塑料外层改进了耐腐蚀性并充当了噪声屏障。多层管还减轻了重量，并具有更好的可成形性。出于机械强度和长期性能的目的，这类多层管具有外部聚合物材料层、内部聚合物材料层和管形式的铝芯层。通常，内部聚合物材料层和外部聚合物材料层分别通过外部粘合层和内部粘合层结合至所述铝芯层。在一般的供暖和卫生应用中的多层管最关键的性质之一是在升高的温度下、对恒定且持续的内压的抗压性。通常，通过根据ASTM-FU81、ASTM-F1282或DVGW-WM2的标准化内压试验对这一性质进行测试，在该试验中，将多层管保持在30bar和95°C下直至该管损坏。由直至损坏的时间可以推知该管在例如建筑物的卫生水系统中所遇到的条件(即， 20bar、温度为70°C )下的预期寿命。如果要使金属芯层保持尽可能细，对持续内压的抗压性高是尤其重要的；对于具有更大直径的管来说也是如此。目前，在多层管中用作芯层的铝合金是AA3003和AA3005-系列铝合金。AA3003-系列铝合金以wt%计具有如下化学组成Si < 0. 6 ；Fe <0.7;Cu 0. 05-0. 20 ；Mn 1.0-1.5;Zn <0.10;杂质，每种<0.05，总共< 0. 15 ；余量的铝。由于该铝合金相对廉价且具有足够的强度，所以此前已将其用于多层管。然而，它在持续压力试验下表现并不好。专利文献W0-2008/057608-A1公开了铝合金产品和具有由所述铝合金制成的管壁的多层管，所述铝合金以计含有Si0.2-1.4;Fe+Mn 1. 1-1. 8 ；Cu0. 15-0. 5 ；Mg<0.20;Ti< 0. 20 ；Zn < 1. 5 ；其他杂质或偶存元素(incidental element)，每种< 0. 05，总共< 0. 2 ；以及余量为铝。当在ASTM-F1281蠕变试验中进行测试时，在95°C和30bar内压下测试IOOh后，与 AA3003和AA8006-系列的合金相比，上述铝合金对持续压力的抗压性升高。对下述多层管存在需求具有铝合金芯，理想情况下在高温(elevated temperature)时具有进一步改进的蠕变性质、尤其是对恒定且持续的内压的抗压性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种多层管，该多层管具有铝合金管，该铝合金管具有内表面和外表面；以及第一聚合物层，该第一聚合物层结合至所述外表面；并且该多层管的蠕变性质得以改进。本专利技术的另一目的是提供一种多层管，该多层管具有铝合金管，该铝合金管具有内表面和外表面；以及第一聚合物层，该第一聚合物层结合至所述外表面；并且该铝合金对持续内压的抗压性得以改进(与用于多层管中的常规铝合金相比)。本专利技术达到或超过了这些目的和其他目的以及进一步的优点，本专利技术提供了一种多层管，所述多层管包含金属管，该金属管具有内表面和外表面；以及第一聚合物层，该第一聚合物层结合至所述外表面；其中，所述金属管由铝合金制成，该铝合金以计具有如下组成Si1. 5-2. 45Fe0. 5-1. 2 ；Mn0. 5-1. 2 ；Cu0. 3-1 ；Mg0. 04-0. 3Ti< 0. 25 ；Zn< 1. 2 ；其他杂质或偶存元素，每种< 0. 05，总共< 0. 25 ；以及余量为铝。已经证明上述铝合金具有很好的抗蠕变性，因此对持续内压的抗压性显著升高。 这一改进的性质使得该铝合金成为用作柔性多层管中的金属管的理想候选。所述改进的性质被认为是经优化的合金化学(尤其是高的Si水平、同时添加Cu 和Mg)的结果。Si含量应在1.5%-2. 45%的范围内。Si含量优选的下限为约1. 7%、更优选约 1.85%。Si水平过低会对铝合金焊接期间的热裂纹敏感性(hot cracking sensitivity) 造成有害影响，尤其是在铝合金中的狗水平相对高的情况。Si含量过高损害了焊接的可成形性和机械性能(尤其是0-回火中的延伸)。优选的上限为2. 45%、更优选约2. 25%。添加的Cu是本专利技术铝合金的必要合金元素。已经证明，添加Mg的同时添加0.3% 的Cu对抗蠕变性具有显著的效果。还发现Cu的添加对铝合金的可焊性具有积极效果。Cu 含量的下限优选为0. 4%、更优选0. 55%。Cu含量过高会对机械性能造成有害影响，因此应将Cu含量限制到1%、优选限制到约0.9%。增高的Cu含量提供了增强的抗蠕变性，然而， Cu含量过高会对抗点蚀性能造成有害影响。已经证明，将Cu与一些Mg组合添加对抗蠕变性具有显著的效果。应添加至少 0. 04%、更优选至少0. 05%的Mg。应将Mg含量限制到0. 3%、优选限制到约0. 2%。同时，优选保持相对高的Fe和Mn的总量，即至少1. 4% ；但不要过高，以避免铸造期间粗粒(coarse particles)发生预固化(pre-solidification)；所以Je和Mn的总量应被限制至2.3%。对于使用冷却速率相对低的铸造技术(例如DC铸造相比于带式铸造) 制成管的情况，1 和Mn含量的总和优选不超过1. 95%，以避免形成粗的金属间化合物。基于具体应用对可成形性、耐腐蚀性和可焊性的要求，对确切的狗和Mn含量进行调节。在对合金坯料(alloy stock)进行铸造期间，尤其是出于晶粒细化的目的，可向合金产品中添加Ti。添加的Ti不应超过约0.25%。添加Ti的优选下限为0.01%。出于晶粒尺寸控制的目的，Ti可作为单一的元素添加，或是与作为铸造助剂的硼或碳一起添本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃尔斯·韦博姆，里亚·范·登·布洛克，刘成，安德烈亚斯·坦恩·凯特，
申请(专利权)人：阿莱利斯铝业迪弗尔私人有限公司，
类型：发明
国别省市：