[發明專利]一種4系鋁合金、管材的加工方法和應用

有效

• 申請號: 202110716897.8
• 申請日: 2021-06-28
• 公開（公告）號: CN113512672B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 熊明華
• 申請（專利權）人: 中億豐金益（蘇州）科技有限公司
• 主分類號: C22C21/02
• 分類號: C22C21/02;C22C1/02;B21C23/08;B21C37/06
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 賴婉婷

本發明涉及一種4系鋁合金、管材的加工方法和應用，該4系鋁合金的配方原料包括以下組分：Si 9.0?10.5wt.%，Fe≤0.5wt.%，Cu≤0.3wt.%，Mn≤0.2wt.%，Mg≤0.2wt.%，Ti≤0.2wt.%，余量為Al。加工方法包括將4系鋁合金的配方原料混合熔煉鑄造成圓錠，圓錠經正向擠壓得到管材。本發明打破長期以來固有的思維?鋁合金復合管的外層套管管坯只能用反向擠壓方式生產的無縫管，而是通過采用特定4系鋁合金的配方，配合正向擠壓的加工方法制備的4系鋁合金管材中含Si第二相分布均勻彌散，為后續組合的復合鋁棒擠出成型復合管提供了優良的4系包覆層組織，能夠滿足復合管包覆層釬焊的性能要求，且本發明加工方法簡單，效率高，成本低。

技術領域

本發明屬于金屬材料加工技術領域，具體涉及一種4系鋁合金、管材的加工方法和應用。

背景技術

鋁合金復合管，在空調、汽車上的應用越來越廣，對復合管的品質要求也越來越高，傳統的鋁合金復合管大多采用高頻焊接的工藝，必然存在焊接線，在產品的服役過程中容易在焊接處失效，尤其是苛刻的環境下高頻焊管品質要求達不到。因而開發了一種新的生產鋁合金復合管的方式，即通過直接擠壓復合鋁棒的方式生產鋁合金復合管。現階段生產復合鋁棒的常用方式有兩種：

一、反向擠壓外層套管，與車皮后的芯棒復合。外層套管為無縫管，借助反向擠壓機成形。反向擠壓鋁棒需要車皮，影響成品率；并且擠壓速度不高，尤其是在擠壓4系合金時擠壓效率相對更低。而且在擠壓大外徑的無縫套管時，需要大的反向擠壓機，如擠壓≥Φ100mm無縫管，配套≥4000T反向擠壓機；擠壓≥Φ178mm無縫管，配套≥10000T反向擠壓機。4000T及以上的反向擠壓機國內不多，尤其是國內具有萬噸級反向擠壓機在個位數，生產大外徑的無縫管具有很大的局限性。

二、外層合金套管與內層芯棒復合鑄造，外層套管為鑄造成形。鑄造兩種合金需要開發特定的結晶器，而且兩種合金同時凝固控制難度大，成品率低。并且在鑄造過程中，效率低、產量低、成本高，很難大規模應用。

可見，現階段上述兩種方式生產外層套管都存在各自的局限性，因而有必要開發一種效率更高、成本更低的套管成型方式。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足提供一種高效率、低成本的且能夠滿足鋁合金復合管包覆層釬焊性能的4系鋁合金管材的加工方法。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種4系鋁合金，按重量百分含量計，所述4系鋁合金的配方原料包括以下組分：Si9.0-10.5wt.％，Fe≤0.5wt.％，Cu≤0.3wt.％，Mn≤0.2wt.％，Mg≤0.2wt.％，Ti≤0.2wt.％，余量為Al。

優選地，按重量百分含量計，所述4系鋁合金的原料配方包括以下組分：Si 9.5-10.0wt.％，Fe 0.15-0.30wt.％，Cu≤0.15wt.％，Mn≤0.1wt.％，Mg≤0.1wt.％，Ti≤0.1wt.％，余量為Al。

本發明采取的另一技術方案是：一種4系鋁合金管材的加工方法，所述加工方法包括以下步驟：

(1)將采用上述所述的4系鋁合金的配方原料混合熔煉鑄造成圓錠；

(2)所述圓錠經正向擠壓得到管材。

根據本發明的一些實施方面，步驟(2)中，控制所述圓錠上機溫度為380℃-470℃、模具上機溫度為380℃-470℃、擠壓筒溫度為380℃-450℃、擠壓速度為≤5.0mm/s，校直拉伸率為≤1.5％。

優選地，步驟(2)中，控制圓錠上機溫度為400℃-440℃、模具上機溫度為410℃-440℃、擠壓筒溫度為400℃-430℃、擠壓速度為2.0mm/s-3.0mm/s，校直拉伸率為0.4％-0.8％。