專利名稱：一種鋁合金水滴形薄壁管材的生產工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及鋁合金管材制造技術領域，更具體地說，涉及一種鋁合金水滴形薄壁管材的生產工藝。
背景技術：
水滴形指形狀類似水滴，通過一系列坐標點連接的非規則曲線圖形。薄壁管指的是管材的壁厚< 5_，通過軋制或拉伸工藝獲得的鋁合金無縫管材。如圖1所示，該圖為本發明實施例提供的鋁合金水滴形薄壁管材的生產工藝所生產的一種水滴形薄壁管材的橫 截面形狀的示意圖。鋁合金水滴形薄壁管材主要應用于制造水上飛機機翼。目前，鋁合金水滴形管材只能通過實心棒材經機械加工的方式獲得，由于水滴形管材壁厚較薄，用戶使用定尺長，所以只能在大型數控中心上進行機械加工，金屬切削量較大，金屬利用率較低，且增加了機械加工難度，加工時間較長。而且上述加工方式目前只能生產出壁厚較大的水滴形管材。綜上所述，如何提供一種鋁合金水滴形薄壁管材的生產工藝，以實現對鋁合金水滴形薄壁管材的制造，減少后續的機械加工，提高金屬利用率，同時降低機械加工難度，縮短加工時間，是目前本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容
有鑒于此，本發明的目的在于提供一種鋁合金水滴形薄壁管材的生產工藝，以實現對鋁合金水滴形薄壁管材的制造，減少后續的機械加工，提高金屬利用率，同時降低機械加工難度，縮短加工時間。為了達到上述目的，本發明提供如下技術方案一種鋁合金水滴形薄壁管材的生產工藝，包括以下步驟I)擠壓將鑄錠擠壓成圓管毛料；2)軋制退火對所述圓管毛料進行退火處理；3)軋制對所述圓管毛料進行軋制，減小所述圓管毛料的直徑以及壁厚；4)減徑退火對減徑后的所述圓管毛料進行退火處理；5)拉伸對減徑后的所述圓管毛料進行拉伸，將其拉伸成水滴形管成品；6)淬火對所述水滴形管成品進行淬火處理；7)拉伸矯直對所述水滴形管成品進行拉伸矯直。優選的，上述鋁合金水滴形薄壁管材的生產工藝中，所述步驟I)中的所述圓管毛料的外徑
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Π其中L為所述水滴形管成品的外徑周長。優選的，上述鋁合金水滴形薄壁管材的生產工藝中，所述K的取值范圍為1. 02-1. 04。優選的，上述鋁合金水滴形薄壁管材的生產工藝中，所述步驟5)包括步驟51)過渡拉伸利用30T拉拔管機通過橢圓形過渡拉伸模采用無芯頭拉伸的成形拉伸工藝將減徑后的所述圓管毛料拉伸成橢圓形管；步驟52)成形拉伸利用30T拉拔管機通過整徑模采用無芯頭拉伸的成形拉伸工藝將所述橢圓形管拉伸成水滴形管成品。優選的，上述鋁合金水滴形薄壁管材的生產工藝中，所述步驟7)在所述步驟6)進行后兩小時內完成。
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優選的，上述鋁合金水滴形薄壁管材的生產工藝中，所述步驟7)的拉伸矯直對所述水滴形管成品的拉伸率為2%-3%。優選的，上述鋁合金水滴形薄壁管材的生產工藝中，所述步驟7)具體為在所述水滴形管成品的孔內塞入矯直芯頭并通過40T拉伸矯直機對所述水滴形管成品進行拉伸矯直。優選的，上述鋁合金水滴形薄壁管材的生產工藝中，所述步驟I)具體為通過2500T臥式擠壓機在鑄錠溫度420°C -450°C，擠壓筒溫度400°C _420°C和擠壓速度為1. Omm/s-1. 5mm/s將所述鑄錠擠壓成尺寸為Φ 103mmX4. 5mm的所述圓管毛料。優選的，上述鋁合金水滴形薄壁管材的生產工藝中，所述步驟2)具體為將所述圓管毛料放入箱式空氣退火爐，加熱至450°C，保溫3h ；所述步驟3)具體為通過LG80軋管機將所述圓管毛料由Φ 103mmX4. 5mm軋制成Φ94πιιηΧ 2. 36mm ;所述步驟4)具體為將減徑后的所述圓管毛料放入箱式空氣退火爐，加熱至280°C，保溫 2. 5h ；所述步驟6)具體為將所述水滴形管成品放入立式空氣淬火爐，加熱至497°C，保溫 40min。優選的，上述鋁合金水滴形薄壁管材的生產工藝中，所述步驟7)之后還包括步驟8 )切成品、取樣；步驟9)包裝、入庫。從上述的技術方案可以看出，本發明提供的鋁合金水滴形薄壁管材的生產工藝，包括以下步驟I)擠壓將鑄錠擠壓成圓管毛料；2)軋制退火對所述圓管毛料進行退火處理；3)軋制對所述圓管毛料進行軋制，減小所述圓管毛料的直徑以及壁厚；4)減徑退火對減徑后的所述圓管毛料進行退火處理；5)拉伸對減徑后的所述圓管毛料進行拉伸，將其拉伸成水滴形管成品；6)淬火對所述水滴形管成品進行淬火處理；7)拉伸矯直對所述水滴形管成品進行拉伸矯直。綜上可知，本發明提供的鋁合金水滴形薄壁管材的生產工藝通過對鑄錠的擠壓獲得圓管毛料，通過對圓管毛料的軋制拉伸工藝直接成形即可實現對鋁合金水滴形薄壁管材的制造，減少了后續的機械加工，金屬切削量較小，提高了金屬利用率，同時降低了機械加工難度，縮短了加工時間，從而提高了生產效率。


為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發明實施例提供的鋁合金水滴形薄壁管材的生產工藝所生產的一種水滴形薄壁管材的橫截面形狀的示意圖；圖2是本發明實施例提供的鋁合金水滴形薄壁管材的生產工藝的流程示意圖。
具體實施例方式本發明實施例提供了一種鋁合金水滴形薄壁管材的生產工藝，實現了對鋁合金水滴形薄壁管材的制造，減少了后續的機械加工，提高了金屬利用率，同時降低了機械加工難度，縮短了加工時間。為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。請參考附圖2，本發明實施例提供的鋁合金水滴形薄壁管材的生產工藝，主要針對圖1中需要生產的合金狀態為2024T4，管材壁厚為2. 41mm,訂貨長度為3660mm的鋁合金水滴形薄壁管材，包括以下步驟SI擠壓將鑄錠擠壓成圓管毛料結合水滴形管材的截面圖，我們可以得出，水滴形管外徑周長L為278. 17_，壁厚為2. 41mm,斷面積653mm2,長軸A長119. 89mm,短軸B長為50. 8mm ;此管材為普通等壁厚異形管。優選的，為了使圓管毛料的尺寸便于制造需要獲得的水滴形管，本發明實施例的圓管毛料通過以下公式確定
KI成形前圓管毛料的周長Stl=KL,則成形前圓管毛料的外備O ,其中，K為系數，當K的值過小時，成形的管材的角部將嚴重的充不滿，當K值過大時，成形的管材表面凹下嚴重。本實施例中，K的取值范圍為1. 02-1. 04，優選的將K取值為1. 03，K還可以為1. 02-1. 04范圍內的任一數值。當然，K也可以為其他數值，其大小與合金性質以及成品規格有關。一般情況下，壁厚薄而規格大的管材，取下限，而對壁厚大，規格小的管材，則可取上限。那么，成形前圓管毛料的外徑/)()=導=H 二Xl.03 =91.251·。結合現有的乳機孔型(103 X 94)，管毛料外徑定為Φ 103mm步驟SI具體為通過2500T臥式擠壓機在鑄錠溫度420°C _450°C，擠壓筒溫度400°C _420°C和擠壓速度為1. Omm/s-1. 5mm/s將鑄錠擠壓成尺寸為C>103mmX4. 5mm的圓管毛料,此時擠壓系數為22. 3，壓出長度為9. 2mm。S2 :軋制退火對圓管毛料進行退火處理將圓管毛料放入箱式空氣退火爐，加熱至450°C，保溫3h ;根據不同的合金性質和圓管毛料的尺寸，上述加熱溫度和保溫時間應該進行相應的修改；也可以采用其他的退火裝置進行退火，本發明實施例對此不做限定。S3 :軋制對圓管毛料進行軋制，減小圓管毛料的直徑以及壁厚通過LG80乳管機將圓管毛料由Φ 103_X4. 5mm乳制成C>94mmX 2. 36mm。S4 :減徑退火對減徑后的圓管毛料進行退火處理將減徑后的圓管毛料放入箱式空氣退火爐，加熱至280°C，保溫2. 5h ;根據不同的合金性質和圓管毛料的尺寸，上述加熱溫度和保溫時間應該進行相應的修改；也可以采用其他的退火裝置進行退火，本發明實施例對此不做限定。S5 :拉伸對減徑后的圓管毛料進行拉伸，將其拉伸成水滴形管成品對于需要成形的水滴形管成品，當長短軸比值A/B〈2時，可以通過一次成形將圓管毛料直接拉伸成水滴形管；當長短軸比值A/B ^ 2時，由于將圓形拉伸成水滴形時，金屬流動極不均勻，變形激烈，為了保證管材表面平整必須經過一次拉伸過渡，再將過渡后的管材成形為水滴形管。本實施例中，長短軸A/B=119. 89/50. 8=2. 36>2，故需要進行一次拉伸過渡，具體通過以下兩種方式進行拉伸獲得水滴形管；一種是本實施例優選采用的方式，具體包括步驟S51:過渡拉伸利用30T拉拔管機通過橢圓形過渡拉伸模采用無芯頭拉伸的成形拉伸工藝將減徑后的圓管毛料拉伸成橢圓形管；上述橢圓形過渡拉伸模長軸為120mm,短軸為60mm ；步驟S52:成形拉伸利用30T拉拔管機通過整徑模采用無芯頭拉伸的成形拉伸工藝將橢圓形管拉伸成水滴形管成品；上述整徑模的長軸為120. 74mm，短軸為52. 34mm ；管材軋制后壁厚較薄，本實施例優先采用無芯頭拉伸的成形拉伸工藝，能夠減少管材在拉伸過程中導致的斷裂。由于管材在拉伸時，長軸方向金屬流動得更快，金屬填充的更充分，故將模具的型腔的長軸尺寸設計得與水滴形管的長軸尺寸比較接近，將模具的型腔的短軸尺寸設計得與水滴形管的短軸尺寸相差較多，便于短軸方向上在水滴形管的短軸需要的尺寸內金屬的填充，減小了獲得的水滴形管成品的尺寸誤差，通過上述工藝拉伸成形更加可靠，且實用性好。另一種是將圓管毛料通過水滴型過渡拉伸模進行過渡拉伸，再通過整徑模進行拉伸形成水滴形管成品，其中，水滴形過渡拉伸模的長軸為121.54mm，短軸為52. 8mm。S6 :淬火對水滴形管成品進行淬火處理為了達到2024T4的合金狀態要求，需要將水滴形管成品放入立式空氣淬火爐，加熱至497°C，保溫40min，提高了鋁合金水滴形管的強度與特性。根據不同的合金性質和水滴形管成品的尺寸，上述加熱溫度和保溫時間應該進行相應的修改；也可以采用其他的淬火裝置進行淬火，本發明實施例對此不做限定。S7 :拉伸矯直對水滴形管成品進行拉伸矯直淬火出爐后的管材產生較嚴重的翹曲變形，必須進行矯直，由于管材外形類似為水滴形，無法進行輥矯，只能進行拉伸矯直，優選地通過在水滴形管成品的孔內塞入矯直芯頭并通過40T拉伸矯直機對水滴形管成品進行拉伸矯直；矯直芯頭減小了管材頭部壓扁變形的長度，便于管材的矯直。本發明實施例的拉伸矯直工藝對水滴形管成品的拉伸率優選為2%_3%，既滿足了水滴形管材的彎曲度要求，又能保證水滴形管材的尺寸滿足公差要求。本領域技術人員可以理解的是，本發明實施例提供的生產工藝還可以生產其他尺寸的鋁合金水滴形薄壁管材，只需要對上述步驟中的相應參數和尺寸進行修改即可。綜上可知，本發明實施例提供的鋁合金水滴形薄壁管材的生產工藝通過對鑄錠的擠壓獲得圓管毛料，通過對圓管毛料的軋制拉伸工藝直接成形即可實現對鋁合金水滴形薄壁管材的制造，減少了后續的機械加工，金屬切削量較小，提高了金屬利用率，同時降低了機械加工難度，縮短了加工時間，從而提高了生產效率。優選的，上述實施例提供的鋁合金水滴形薄壁管材的生產工藝中，步驟S7在步驟S6進行后兩小時內完成。拉伸淬火后的管材應盡可能在其塑性最好的時間內矯直完畢，以防時效硬化影響矯直效果，根據生產經驗，2024合金管材必須在淬火后2小時內拉伸矯直完，減少了管材拉不直或拉斷的發生，提高了產品的合格率。為了便于對產品的監控，上述實施例提供的鋁合金水滴形薄壁管材的生產工藝中，步驟S7之后還包括步驟S8 :切成品、取樣根據要求將水滴形管成品切割成不同的長度以滿足不同的應用場合，并對生產出的水滴形管成品進行取樣，檢測其合格率并根據樣品對工藝參數進行相應的修改，以便于獲得更聞質量的廣品；步驟S9:包裝、入庫對水滴形管成品進行包裝、入庫，這樣一來，對水滴形管成品進行保護，避免了外界對其造成意外的損傷和變形。本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權利要求
1.一種鋁合金水滴形薄壁管材的生產工藝，其特征在于，包括以下步驟 1)擠壓將鑄錠擠壓成圓管毛料； 2)軋制退火對所述圓管毛料進行退火處理； 3)軋制對所述圓管毛料進行軋制，減小所述圓管毛料的直徑以及壁厚； 4)減徑退火對減徑后的所述圓管毛料進行退火處理； 5)拉伸對減徑后的所述圓管毛料進行拉伸，將其拉伸成水滴形管成品； 6)淬火對所述水滴形管成品進行淬火處理； 7)拉伸矯直對所述水滴形管成品進行拉伸矯直。
2.根據權利要求I所述的鋁合金水滴形薄壁管材的生產工藝，其特征在于，所述步驟1)中的所述圓管毛料的外徑 0 π 其中L為所述水滴形管成品的外徑周長。
3.根據權利要求2所述的鋁合金水滴形薄壁管材的生產工藝，其特征在于，所述K的取值范圍為I. 02-1. 04。
4.根據權利要求2所述的鋁合金水滴形薄壁管材的生產工藝，其特征在于，所述步驟5)包括 步驟51)過渡拉伸利用30T拉拔管機通過橢圓形過渡拉伸模采用無芯頭拉伸的成形拉伸工藝將減徑后的所述圓管毛料拉伸成橢圓形管； 步驟52)成形拉伸利用30T拉拔管機通過整徑模采用無芯頭拉伸的成形拉伸工藝將所述橢圓形管拉伸成水滴形管成品。
5.根據權利要求4所述的鋁合金水滴形薄壁管材的生產工藝，其特征在于，所述步驟7)在所述步驟6)進行后兩小時內完成。
6.根據權利要求5所述的鋁合金水滴形薄壁管材的生產工藝，其特征在于，所述步驟7)的拉伸矯直對所述水滴形管成品的拉伸率為2%-3%。
7.根據權利要求6所述的鋁合金水滴形薄壁管材的生產工藝，其特征在于，所述步驟7)具體為 在所述水滴形管成品的孔內塞入矯直芯頭并通過40T拉伸矯直機對所述水滴形管成品進行拉伸矯直。
8.根據權利要求2所述的鋁合金水滴形薄壁管材的生產工藝，其特征在于，所述步驟O具體為 通過2500T臥式擠壓機在鑄錠溫度420°C -450°C，擠壓筒溫度400°C _420°C和擠壓速度為I. Omm/S-1. 5mm/s將所述鑄錠擠壓成尺寸為Φ103ι πιΧ4. 5mm的所述圓管毛料。
9.根據權利要求8所述的鋁合金水滴形薄壁管材的生產工藝，其特征在于，所述步驟2)具體為將所述圓管毛料放入箱式空氣退火爐，加熱至450°C，保溫3h； 所述步驟3)具體為通過LG80軋管機將所述圓管毛料由Φ103πιπιΧ4· 5mm軋制成Φ 94mm X 2. 36mm ; 所述步驟4)具體為將減徑后的所述圓管毛料放入箱式空氣退火爐，加熱至280°C，保溫 2. 5h ；所述步驟6)具體為將所述水滴形管成品放入立式空氣淬火爐，加熱至497°C，保溫40mino
10.根據權利要求1-9任意一項所述的鋁合金水滴形薄壁管材的生產工藝，其特征在于，所述步驟7)之后還包括 步驟8)切成品、取樣； 步驟9)包裝、入庫。
全文摘要
本發明提供了一種鋁合金水滴形薄壁管材的生產工藝，包括步驟1)擠壓將鑄錠擠壓成圓管毛料；2)軋制退火對圓管毛料進行退火處理；3)軋制對圓管毛料進行軋制，減小圓管毛料的直徑以及壁厚；4)減徑退火對減徑后的圓管毛料進行退火處理；5)拉伸對減徑后的圓管毛料進行拉伸，將其拉伸成水滴形管成品；6)淬火對水滴形管成品進行淬火處理；7)拉伸矯直對水滴形管成品進行拉伸矯直。上述生產工藝通過對鑄錠的擠壓獲得圓管毛料，通過對圓管毛料的軋制拉伸工藝直接成形即可實現對鋁合金水滴形薄壁管材的制造，減少了后續的機械加工，提高了金屬利用率，同時降低了機械加工難度，縮短了加工時間，從而提高了生產效率。
文檔編號B21C37/15GK102974646SQ20121055883
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月20日 優先權日2012年12月20日
發明者曾九生 申請人:西南鋁業(集團)有限責任公司