[发明专利]一种铝合金管材尺寸回弹控制方法

说明书

本发明涉及一种铝合金管材尺寸回弹控制方法，属于有色金属无缝管材成形技术领域。一种铝合金管材尺寸回弹控制方法，包括：对经过双级均匀化处理的离心铸造的铝合金管坯进行等温热挤压，使铝合金管坯的内径和外径增大、壁厚减薄及长度增加。将经过等温热挤压的铝合金管坯进行固溶，再同时进行轴向冷轧和径向冷轧，使铝合金管坯的内径不变、外径减小、壁厚减薄及长度增加。将经过冷轧制的铝合金管坯进行双级时效处理。该方法通过冷轧制工艺以及对均匀化、挤压和固溶时效过程的温度、速度及时间的合理设置、规范，可以得到外形尺寸精确、内部组织和力学性能较好的薄壁管材。

技术领域

本发明涉及有色金属无缝管材成形技术领域，且特别涉及一种铝合金管材尺寸回弹控制方法。

背景技术

大口径无缝管(外径在100mm以上)是航空航天、石油化工、核电火电、交通运输等重大装备领域的关键构件，目前普遍采用热挤压成形工艺进行制造，热挤压前管坯可以为锻态和铸态两种组织状态，当挤压前管坯为锻态时，则是通过镦粗、冲孔等工序进行制坯，组织致密性较高，挤压过程以保证管件的外形尺寸为主，工艺参数控制相对容易，但该工艺流程冗长，材料与能源浪费严重，镦粗和冲孔工序设备投资巨大；当挤压前管坯为铸态时，则是通过离心铸造或砂型铸造方法直接制成空心铸态管坯，组织致密性较差，挤压过程不仅要保证管件的外形尺寸，更重要的是改善组织均匀性，提高力学性能。

而当大口径铝合金薄壁管材(外径在100mm以上，壁厚为0.5～5mm)成形前后管坯的内径和外径同时增大、壁厚减薄、长度增加，成形过程中尺寸回弹控制极为困难，尤其是薄壁区域金属在冷却时收缩不均，内应力重新分布，尺寸回弹严重，导致外形尺寸精度降低；并且如果直接采用上述方法进行一次热挤压或简单的热处理成形，则挤压筒与铸态管坯接触部位存在剪切摩擦，薄壁管壁厚区域剪切变形剧烈，组织容易被破坏，导致力学性能降低。因此，其对热挤压前铸坯的质量要求较高，挤压后管坯外径和内径均增大，对挤压凹模和芯棒的形状、尺寸要求均非常高，模腔出口处的金属流动趋势也极为复杂，现有技术无法满足该类大口径铝合金薄壁管材的高性能精确成形制造需求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的包括提供一种铝合金管材尺寸回弹控制方法，该方法可以降低管材的壁厚区域剪切变形程度，消除了尺寸回弹缺陷，得到的薄壁管材力学性能较好。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出一种铝合金管材尺寸回弹控制方法，包括：

对经过双级均匀化处理的离心铸造的铝合金管坯进行等温热挤压，使铝合金管坯的内径和外径增大、壁厚减薄及长度增加。

将经过等温热挤压的铝合金管坯进行固溶，再同时进行轴向冷轧和径向冷轧，使铝合金管坯的内径不变、外径减小、壁厚减薄及长度增加。

将经过冷轧制的铝合金管坯进行双级时效处理。

本发明的有益效果包括：

本发明采用立式离心铸造的铝合金管坯经过等温热挤压、中间固溶后，再增加一次冷轧制，使得挤压和冷轧过程的应力被分散、弱化，管材的壁厚成形极限增大、壁厚减小、口径增加，从而可以成形外径在100mm以上、壁厚为0.5～5mm的大口径、薄壁铝合金管材。通过对均匀化、挤压和固溶时效过程的温度、速度及时间的合理设置、规范，可以得到外形尺寸精确和力学性能较好的薄壁管材。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的立式离心铸造示意图；

图2为为本发明实施例提供的离心铸造的铝合金管坯的尺寸标识图；