[发明专利]一种高强度高韧性细晶粒铝合金管及其制备方法

说明书

本发明提供一种高强度高韧性细晶粒铝合金管及其制备方法，按质量百分数计，包括以下组分：0.35%～0.45%的Si、Fe≤0.2%、Cu≤0.05%、Mn0.05%～0.1%、Mg0.55%～0.65%、Cr 0.05%～0.1%、Zn≤0.1%、Ti 0.05%～0.1%，其他元素≤0.05%，余量为Al。本发明的高强度高韧性细晶粒铝合金管及其制备方法，通过对Mg、Si含量、在线淬火温度、淬火前后冷变形量以及时效温度和时间的综合控制，确保铝合金管在获得高强度的同时，还获得了高韧性，确保后期的成型加工质量，在铝合金中加入了微量元素Mn、Cr、Ti抑制晶粒长大，细化晶粒，保证了成品的细晶粒；采用在线淬火工艺，使铝管快速加温及快速冷却，并对淬火温度实行在线监控，确保了淬火后铝管晶粒细小，性能均匀。

技术领域

本发明涉及铝合金管的加工方法，尤其是一种高强度高韧性细晶粒铝合金管及其制备方法。

背景技术

在提倡节能减排的轻量化时代下，铝合金管因其密度小在各个行业的应用越来越广泛，尤其在汽车领域；汽车的各个系统因为承载的功能不同，对其使用的铝管的性能及组织的要求也不同；高压系统要求铝管不仅要有高强度，还要能满足其弯管、扩口、镦头等成型加工，这就要求该铝管不仅要具有高强度，还需要有高韧性以及均匀细小的晶粒，才能满足最终的成品要求；目前市场上使用的高强度铝管，一般采用6系列铝合金通过淬火加时效的方式获得，但在高韧性和细晶粒方面还有不足，容易导致铝管在成型加工时开裂或加工时表面粗糙，导致产品报废；同时加工流程较长，成品率较低且成品外观发暗。

发明内容

本发明的目的是在于克服、补充现有技术中存在的不足，提供一种高强度高韧性细晶粒铝合金管及其制备方法，该铝合金管具有高强度，高韧性，细晶粒的特点，可满足其客户的后续加工及其需要达到的系统功能要求。

本发明采用的技术方案是：

一种高强度高韧性细晶粒铝合金管，其中：按质量百分数计，包括以下组分：0.35%～0.45%的Si、Fe≤0.2%、Cu≤0.05%、Mn0.05%～0.1%、Mg0.55%～0.65%、Cr 0.05%～0.1%、Zn≤0.1%、Ti 0.05%～0.1%，其他元素≤0.05%，余量为Al。

一种高强度高韧性细晶粒铝合金管的制备方法，其中：按质量百分比计，包括以下步骤：

S1.按照铝合金管的组份分别称取熔炼用纯铝锭、纯镁锭、铝硅中间合金、锰剂、铬剂和铝钛硼晶粒细化剂，然后将其依次装入熔炼炉内加热熔化成铝合金熔液，控制熔炼炉内的温度为740℃～760℃，得到熔液；

S2.将步骤S1得到的熔液一浇铸成长料铝合金圆铸棒一；

S3.将步骤S2得到的铝合金圆铸棒进行均匀化退火，得到铝合金圆铸棒二；

S4.将步骤S3得到的铝合金圆铸棒二进行切割，得到适用于挤压的等长短料铝合金圆铸棒三；

S5.将步骤S4得到的铝合金圆铸棒三加热后进行低温快速正向连续挤压，得到铝合金长料挤压管坯；

S6.将步骤S5得到的铝合金长料挤压管坯进行倒立盘拉拔，得到半成品卷料；

S7.将步骤S6得到的半成品卷料进行在线淬火，淬火冷却，并收卷在圆盘内，得到淬火料；

S8.将步骤S7得到的淬火料放置48-72h后，吊入倒立盘空拉至成品规格，得到成品料；

S9.将步骤S8得到的成品料进行定长切割，得到切割料；

S10.将步骤S9得到的切割料放入时效炉时效，得到产品。

优选的是，所述的高强度高韧性细晶粒铝合金管的制备方法，其中：步骤S1中具体步骤为：

S11.称取熔炼用的各原料，将纯铝锭投入到熔炼炉内，并将熔炼炉内的铝液加热至740℃～760℃并保温；