[发明专利]一种铝合金细径薄壁管材的冷加工成型方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种合金管材的加工方法，尤其是涉及一种铝合金细径薄壁管材的冷加工成型方法。

背景技术

铝合金具有比强度、比刚度高，导热性好且易回收等特点，因而铝合金材料被普遍应用于航空、航天以及交通工具，通讯器材、电子类产品等领域中，应用于上述领域中的铝合金包括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，其抗拉强度≥180MPa，延伸率≥8％，并且常用的铝合金管材外径尺寸Φ12～Φ90mm，壁厚2.0～6.5mm。

由于铝合金等“软”金属在室温下的塑韧性较差，市场上可以提供的主要为热加工或铸造产品，包括板、棒、管、丝、铸件等产品。其中，因为铝合金不易冷成型，且尺寸精度难控制，其管材加工通常采用热挤压方式一次成型，然后以热挤压管材形式供货。由于受到挤压设备及模具尺寸的限制，导致铝合金挤压管坯的最小外径尺寸仅为6mm左右，更小规格(外径3mm以下)的铝合金细径薄壁管材无法加工，另外，挤压管坯的力学性能、几何尺寸精度及外观质量较差，根本无法满足航空、航天等高技术领域对精密设备中复杂零部件等产品的需求，极大的限制了铝合金材料在国防、民用等诸多领域的应用与发展。

现如今，铝合金细径薄壁管材加工难题已成为遏制铝合金小规格管材加工制备的瓶颈，亟待解决。因此，有必要开发铝合金细径薄壁管材的加工制备方法并形成专利技术，而且目前未见国内外相关资料报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种铝合金细径薄壁管材的冷加工成型方法，其加工步骤简单、实施方便、加工成本低且加工效果好，能有效解决铝合金细径薄壁管材的加工难题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种铝合金细径薄壁管材的冷加工成型方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、再结晶退火调质处理：采用真空炉或保护气氛下的电阻炉对铝合金管坯进行再结晶退火调质处理，再结晶退火调质处理时的热处理温度为220℃～550℃且热处理时间为2～180分钟，再结晶退火调质处理后对铝合金管坯进行冷却的冷却方式为空冷或炉冷；

步骤二、表面润滑：在经再结晶退火调质处理后的铝合金管坯外表面上均匀涂覆一层MoS₂乳状润滑剂或石墨乳状润滑剂，且在30～50℃温度条件下进行烘干或风干；

步骤三、拉拔成型：采用拉拔设备对经表面润滑后的铝合金管坯进行多模拉拔处理，直至获得需成型的铝合金细径薄壁管材；拉拔过程中所用多个拉伸模的拉伸模孔均为圆孔且各自拉伸模孔的直径均不相同；所述多个拉伸模中，其中一个拉伸模的拉伸模孔直径与需成型铝合金细径薄壁管材的外径相同，且其余拉伸模的拉伸模孔直径均大于需成型铝合金细径薄壁管材的外径；拉拔过程中，每一模的道次加工率控制在6％～25％，拉伸速度为100～1000mm/min；

步骤四、后续处理：对拉拔成型的铝合金细径薄壁管材进行表面清洗、矫直和定尺处理，获得铝合金细径薄壁管材成品。

上述步骤三中所述的采用拉拔设备对经表面润滑后的铝合金管坯进行多模拉拔处理时，当将铝合金管坯的外径经拉拔处理加工至3mm以下时或者步骤一中所述铝合金管坯的外径为3mm以下时，将多支待拉拔的铝合金管坯同时穿入一支同等材质的铝合金包壳管内，且使得所述多支待拉拔的铝合金管坯充满整个铝合金包壳管内部并组合成一整体，之后采用拉拔设备对铝合金包壳管进行拉拔。

上述步骤一中所述的保护气氛为氩气保护气氛。

所述多支待拉拔的铝合金管坯以铝合金包壳管的中心轴线为对称中心进行对称排列。

所述铝合金包壳管的内径为所述待拉拔的铝合金管坯外径的3倍。

上述步骤一中所述铝合金管坯的外径为Φ1.0～Φ10.0mm，壁厚为0.2～3.0mm，长度≥1000mm。

上述步骤三中所述拉伸模的数量为三个。

上述步骤三中所述的拉拔成型过程中，采用拉拔设备以冷拔、温拔或冷拔与温拔交替进行的方式对经表面润滑后的铝合金管坯(1)进行多模拉拔处理；其中以冷拔方式进行拉拔处理时，在室温下进行拉拔处理；以温拔方式进行拉拔处理时，在温度T条件下进行拉拔处理，所述200℃＜温度T＜步骤一中所述再结晶退火调质处理时的热处理温度。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、加工步骤简单易行且加工成本低。