[發明專利]一種鋁合金細徑薄壁管材的冷加工成型方法

有效

• 申請號: 200910023970.2
• 申請日: 2009-09-18
• 公開（公告）號: CN101664765A
• 公開（公告）日: 2010-03-10
• 發明（設計）人: 皇甫強;于振濤;張亞峰;袁思波;劉春潮;劉少輝
• 申請（專利權）人: 西北有色金屬研究院
• 主分類號: B21C1/22
• 分類號: B21C1/22;B21C9/00;C22F1/04
• 代理公司: 西安創知專利事務所
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本發明涉及一種合金管材的加工方法，尤其是涉及一種鋁合金細徑薄壁管材的冷加工成型方法。

背景技術

鋁合金具有比強度、比剛度高，導熱性好且易回收等特點，因而鋁合金材料被普遍應用于航空、航天以及交通工具，通訊器材、電子類產品等領域中，應用于上述領域中的鋁合金包括5A02、5A03、5B02、5B05、5A06、5A12、5A43、3A21、5083、2A01、6A02等含有Fe、Zn、Mn、Zr、Cu、Si、Mg、Ni、Ti等元素，其抗拉強度≥180MPa，延伸率≥8％，并且常用的鋁合金管材外徑尺寸Φ12～Φ90mm，壁厚2.0～6.5mm。

由于鋁合金等“軟”金屬在室溫下的塑韌性較差，市場上可以提供的主要為熱加工或鑄造產品，包括板、棒、管、絲、鑄件等產品。其中，因為鋁合金不易冷成型，且尺寸精度難控制，其管材加工通常采用熱擠壓方式一次成型，然后以熱擠壓管材形式供貨。由于受到擠壓設備及模具尺寸的限制，導致鋁合金擠壓管坯的最小外徑尺寸僅為6mm左右，更小規格(外徑3mm以下)的鋁合金細徑薄壁管材無法加工，另外，擠壓管坯的力學性能、幾何尺寸精度及外觀質量較差，根本無法滿足航空、航天等高技術領域對精密設備中復雜零部件等產品的需求，極大的限制了鋁合金材料在國防、民用等諸多領域的應用與發展。

現如今，鋁合金細徑薄壁管材加工難題已成為遏制鋁合金小規格管材加工制備的瓶頸，亟待解決。因此，有必要開發鋁合金細徑薄壁管材的加工制備方法并形成專利技術，而且目前未見國內外相關資料報道。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種鋁合金細徑薄壁管材的冷加工成型方法，其加工步驟簡單、實施方便、加工成本低且加工效果好，能有效解決鋁合金細徑薄壁管材的加工難題。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種鋁合金細徑薄壁管材的冷加工成型方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

步驟一、再結晶退火調質處理：采用真空爐或保護氣氛下的電阻爐對鋁合金管坯進行再結晶退火調質處理，再結晶退火調質處理時的熱處理溫度為220℃～550℃且熱處理時間為2～180分鐘，再結晶退火調質處理后對鋁合金管坯進行冷卻的冷卻方式為空冷或爐冷；

步驟二、表面潤滑：在經再結晶退火調質處理后的鋁合金管坯外表面上均勻涂覆一層MoS₂乳狀潤滑劑或石墨乳狀潤滑劑，且在30～50℃溫度條件下進行烘干或風干；

步驟三、拉拔成型：采用拉拔設備對經表面潤滑后的鋁合金管坯進行多模拉拔處理，直至獲得需成型的鋁合金細徑薄壁管材；拉拔過程中所用多個拉伸模的拉伸模孔均為圓孔且各自拉伸模孔的直徑均不相同；所述多個拉伸模中，其中一個拉伸模的拉伸模孔直徑與需成型鋁合金細徑薄壁管材的外徑相同，且其余拉伸模的拉伸模孔直徑均大于需成型鋁合金細徑薄壁管材的外徑；拉拔過程中，每一模的道次加工率控制在6％～25％，拉伸速度為100～1000mm/min；

步驟四、后續處理：對拉拔成型的鋁合金細徑薄壁管材進行表面清洗、矯直和定尺處理，獲得鋁合金細徑薄壁管材成品。

上述步驟三中所述的采用拉拔設備對經表面潤滑后的鋁合金管坯進行多模拉拔處理時，當將鋁合金管坯的外徑經拉拔處理加工至3mm以下時或者步驟一中所述鋁合金管坯的外徑為3mm以下時，將多支待拉拔的鋁合金管坯同時穿入一支同等材質的鋁合金包殼管內，且使得所述多支待拉拔的鋁合金管坯充滿整個鋁合金包殼管內部并組合成一整體，之后采用拉拔設備對鋁合金包殼管進行拉拔。

上述步驟一中所述的保護氣氛為氬氣保護氣氛。

所述多支待拉拔的鋁合金管坯以鋁合金包殼管的中心軸線為對稱中心進行對稱排列。

所述鋁合金包殼管的內徑為所述待拉拔的鋁合金管坯外徑的3倍。

上述步驟一中所述鋁合金管坯的外徑為Φ1.0～Φ10.0mm，壁厚為0.2～3.0mm，長度≥1000mm。

上述步驟三中所述拉伸模的數量為三個。

上述步驟三中所述的拉拔成型過程中，采用拉拔設備以冷拔、溫拔或冷拔與溫拔交替進行的方式對經表面潤滑后的鋁合金管坯(1)進行多模拉拔處理；其中以冷拔方式進行拉拔處理時，在室溫下進行拉拔處理；以溫拔方式進行拉拔處理時，在溫度T條件下進行拉拔處理，所述200℃＜溫度T＜步驟一中所述再結晶退火調質處理時的熱處理溫度。

本發明與現有技術相比具有以下優點：

1、加工步驟簡單易行且加工成本低。