[發明專利]一種控制3A21鋁合金薄壁退火管材晶粒度的方法

有效

• 申請號: 201810857760.2
• 申請日: 2018-07-31
• 公開（公告）號: CN109234514B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 高寶亭;高新宇;孫迪;滿正良;李維;項博文;宋凌峰;馮超;趙國奇;張大幸;高鑫欣
• 申請（專利權）人: 東北輕合金有限責任公司
• 主分類號: C21D9/08
• 分類號: C21D9/08;C21D11/00;B21C37/06
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 賈澤純

一種控制3A21鋁合金薄壁退火管材晶粒度的方法，本發明涉及控制3A21鋁合金薄壁退火管材晶粒度的方法領域。本發明要解決常規退火工藝方法生產的3A21鋁合金薄壁退火管材1級晶粒度等級合格率低，并且管材晶粒度不均勻的技術問題。方法：一、鑄造空心鑄錠；二、熱擠壓；三、冷軋；四、設定感應退火裝置；五、將軋制管材勻速通過感應退火裝置；六、空冷至室溫。本發明方法解決了3A21航空用鋁合金薄壁管材高晶粒度要求，使其1級晶粒度合格率由不足25％，提高到100％。本發明用于控制3A21鋁合金薄壁退火管材晶粒度。

技術領域

本發明涉及控制3A21鋁合金薄壁退火管材晶粒度的方法領域。

背景技術

目前，3A21鋁合金薄壁退火管材主要用于化工設備導流管、飛機油箱的導油、輸油管，要求此種合金薄壁管具有優異的抗腐蝕性能、彎曲變形能力。管材的組織晶粒度越小，抗腐蝕性能、彎曲變形能力就越好，為保證最終產品使用安全性能，客戶要求該合金的管材晶粒度必須要達到1級(現有評定標準GB/T 3246.2《變形鋁及鋁合金制品組織檢驗方法第2部分：低倍組織檢驗方法》共有5級，1級為最嚴要求)。但現有常規工藝生產的3A21鋁合金薄壁退火管材合由于組織晶粒度不均勻，且整根管材各處無法均達到1級要求，合格率極低，只有25％左右導致制造成本極高，并且由于合格率過低造成管材的潛在使用安全性風險非常高。

發明內容

本發明要解決常規退火工藝方法生產的3A21鋁合金薄壁退火管材1級晶粒度等級合格率低，并且管材晶粒度不均勻的技術問題，而提供一種控制3A21鋁合金薄壁退火管材晶粒度的方法。

一種控制3A21鋁合金薄壁退火管材晶粒度的方法，具體按以下步驟進行：

一、鑄造空心鑄錠，空心鑄錠的外徑為Φ405mm、內徑為Φ130mm，鑄錠成分為3A21鋁合金；

二、將步驟一制得的空心鑄錠熱擠壓至外徑為31mm～70mm，壁厚為4mm～10mm的管材坯料；其中熱擠壓溫度為400℃～470℃；

三、將步驟二制得管材坯料進行冷軋，控制軋制率≥40％，得到外徑為6mm～50mm，壁厚為1mm～3mm的軋制管材；

四、將感應退火裝置的加熱頻率設定為1.5KHz～10KHz，加熱溫度設定為430℃～530℃，金屬到溫時間≤10秒；

五、將步驟三得到軋制管材以15cm/min～255cm/min的速率勻速通過按步驟四設定的感應退火裝置；

六、將步驟五處理的管材在空氣中冷卻到室溫，得到薄壁退火管材，完成所述一種控制3A21鋁合金薄壁退火管材晶粒度的方法。

其中金屬到溫時間為金屬升溫至設定溫度的時間。

本方法將感應加熱原理應用到鋁合金退火熱處理中，選取合適的加熱頻率1.5KHz～10KHz，實現超快速加熱到溫(鋁合金金屬溫度可以快速越過其再結晶溫度，從而防止組織晶粒異常長大)，然后將需要進行晶粒度控制退火的薄壁管材以15cm/min～255cm/min的速率勻速通過感應線圈，從而保證每根管材任何一處均可實現基本一致的快速加熱退火工藝，保證整個管材晶粒度均勻一致，并且達到晶粒度要求。

本發明的有益效果是：

本發明通過合理利用感應加熱原理，實現了管材退火過的快速加熱(金屬到溫一般不超過10S)，解決了常規空氣爐靠爐內熱空氣循環加熱的加熱速率慢(一般需要至少30min)，通過控制管材勻速通過感應退火裝置，同時也避免了常規空氣爐爐溫固有的不均勻性(目前最好的空氣退火爐爐溫均勻性一般為±5℃，而感應加熱爐則無爐溫均勻性問題)造成的管材不同部為受熱時間不一致而導致的管材組織晶粒度不均勻的問題。通過感應加熱退火工藝的應用，目前生產的3A21鋁合金薄壁退火管材組織晶粒度合格率達到100％，全部滿足1級要求。

本發明用于控制3A21鋁合金薄壁退火管材晶粒度。