本发明属于合金领域，具体涉及一种空气化工用高表面质量铝合金管材的制备方法。
背景技术：
1、随着现代科学技术的迅猛发展，新技术、新材料、新工艺层出不穷，日新月异。在此形势下，新型高强度材料不断涌现，高强度铝合金材料得到越来越广泛的应用。空气化工用铝合金管材就是成功应用的范例。空气化工指的是通过化学与物理技术，将空气中的各种组成气体成分分离，使其冷凝生产液氮液氧的工业生产过程。空气化工用管材作为液氮液氧的罐状储藏设备，属于低温储罐的一种，用于液化气体的生产、存储、运输等领域，在化工行业得到广泛的应用。储罐通常是大型、重量较大的容器，需要固定在地面或支架上。
2、铝合金管材的主要优点是：材质强度高，有效载荷大，使用安全可靠；重量轻，重量相当于传统钢结构重量的1/3，组合设计可靠，部件标准化，耐腐蚀性能高，内表面光洁，符合流体对管道内表面的要求。
3、cn115921574a，发明名称《一种高表面质量可移动快装脚手架铝材的制备方法》，给出了圆柱形空心铸锭中元素的质量百分比si为≤0.30％，fe为≤0.30％，cu为1.4～1.8％，mn为0.20～0.50％，mg为2.5～2.8％，cr为0.10～0.25％，无ni；zn为6.5～7.0％，ti为≤0.10％，单个杂质≤0.05％，合计杂质≤0.10％，其余为al；方法：一、表面处理；二、一次挤压；三、二次挤压；四、冷轧；五、矫直；六、低温退火。
4、cn113981282a，发明名称《一种液晶背光模组背板用铝合金带材及其制备方法和应用》，属于铝合金带材制备技术领域。其成分包括：si＜0.2％，fe＜0.3％，cu＜0.1％，mn0.15～0.5％，mg5.2～6.2％、zn＜0.25％、cr＜0.15％、ti＜0.15％，其余为al，以及不可避免的杂质。其制备步骤包括：熔铸、铸锭均匀化处理、热轧、冷轧、脱脂除油、稳定化处理、拉伸弯曲矫直和裁切。本发明的一种液晶背光模组背板用铝合金带材，通过合理控制合金成分配比，同时对传统生产工艺进行改进，得到厚度薄、强度高，且0t折弯(r角为0)无裂纹的铝合金带材，具有推广实用性。
5、上述工艺生产的管材表面质量与机械强度不能更好地满足空气化工用铝合金管材的要求，无法解决传统工艺制备的空气化工用管材机械强度低，表面质量差的问题。
技术实现思路
1、本发明是要解决由传统工艺制备的空气化工用管材机械强度低，表面质量不能满足使用要求的问题，而提供一种空气化工用高表面质量铝合金管材的制备方法。
2、本发明的一种高表面质量空气化工用管材的制备方法，它是按以下步骤完成的：
3、一、表面处理：对尺寸为φ405×φ130×(650～850)mm的圆柱形空心铸锭进行表面处理，得到洁净的铸锭；所述圆柱形空心铸锭中元素的质量百分比si为≤0.40％，fe为≤0.40％，cu为≤0.10％，mn为0.40～1.0％，mg为4.4～4.8％，cr为0.05～0.25％，无ni；zn为≤0.25％，ti为≤0.15％，单个杂质≤0.05％，合计杂质≤0.15％，其余为al；
4、二、一次挤压：在加热温度为420～480℃的条件下对洁净的铸锭保温3～8h，保温时采用反向挤压在4500t挤压机上挤压成(φ114～φ168)×(φ102-φ158)mm的铸件，然后将铸件的前端切掉200mm、尾端切掉300mm；机加工序进行两端锯切，铝屑吹干净，得到拉伸管坯；
5、三、冷拉：将管毛料在430～470℃的条件下保温2～3h进行退火处理，空气冷却后进行蚀洗，采用管材拉伸机进行冷拉，控制减径量为4mm，同时用72#润滑油润滑管毛料的内外表面，得到拉伸后的管材；
6、四、矫直：将拉伸后的管材在9417的七辊矫直机上矫直，然后在锯切平台进行成品锯切，合格品用玻璃丝带打捆，装筐退火；
7、五、低温退火：料筐装入退火炉中，在140～160℃的条件下保温60～90min进行低温退火，即完成高表面质量空气化工用管材的制备。
8、进一步地，步骤二中在加热温度为400～420℃的条件下对洁净的铸锭保温3～8h。
9、本发明的加热温度设置目的在于该温度下可提高铝合金的塑性，提高挤压后管材的表面质量。
10、进一步地，步骤二中在加热温度为400～420℃的条件下对洁净的铸锭保温5～6h。
11、进一步地，步骤二中保温时采用反向挤压在4500t挤压机上挤压成(φ90～φ185)×(φ102-φ158)mm的铸件。
12、进一步地，步骤三中将管毛料在470～490℃的条件下保温2～3h进行退火处理，该退火温度使铝合金的组织成分更加均匀，利于冷拉变形，提高空气化工用铝合金管材的表面质量。
13、进一步地，步骤四中将拉伸后的管材在9419的七辊矫直机上矫直。
14、进一步地，步骤五中在160～180℃的条件下保温60～90min进行低温退火，即完成高表面质量空气化工用管材的制备。低温退火主要是使铝合金组织完成回复过程，低温退火既保留了冷拉的加工组织，又不会使合金软化，这样保留了冷加工时的强度，进而提高了铝合金管材的机械强度。
15、本发明的创新在于：1、本发明采用适宜的合金成分配比，mg含量为4.4～4.8％，利于合金的挤压与冷拉成型；2、采用铸锭表面处理、一次挤压、冷拉、矫直、低温退火的最便捷、生产周期最短的制备方法生产，提高生产效率，获得了高表面质量的管材。冷拉与矫直的合理匹配，增加了管材的冷作硬化量，使管材获得了较高的强度。3、圆柱形空心铸锭无油挤压生产，提升管材的表面质量；4、冷拉时匹配锥形芯头，提升拉伸过程铝合金流动的均匀性，进而提升管材的表面光洁度；5、低温退火工艺保留了冷拉时的变形组织，同时也保留了冷拉时的强度，从而提高了管材的机械性能。通过该制备方法生产的空气化工用铝合金管材具有较高的表面光洁度、较高的机械性能，可提高储罐的使用寿命，满足其工作时的强度要求。
16、本发明有益效果：
17、本发明制备的管材应用于空气化工用领域，作为液化气体储罐。其成分包括：si为≤0.40％，fe为≤0.40％，cu为≤0.10％，mn为0.40～1.0％，mg为4.4～4.8％，cr为0.05～0.25％，无ni；zn为≤0.25％，ti为≤0.15％，单个杂质≤0.05％，合计杂质≤0.15％，其余为al；通过优化合金成分配比，对传统工艺改进，获得高表面质量的空气化工用铝合金管材，具有推广实用性。
18、本发明通过合理的制造方法，使空气化工用高表面质量铝合金管材的抗拉强度达到σb≥430mpa，屈服强度σ0.2≥270mpa，δ≥14％，较传统工艺有显著提升，使该铝合金管材具有较高强度。
1.一种空气化工用高表面质量铝合金管材的制备方法，其特征在于它是按以下步骤完成的：
2.根据权利要求1所述的一种空气化工用高表面质量铝合金管材的制备方法，其特征在于步骤二中在加热温度为400～420℃的条件下对洁净的铸锭保温3～8h。
3.根据权利要求1所述的一种空气化工用高表面质量铝合金管材的制备方法，其特征在于步骤二中在加热温度为400～420℃的条件下对洁净的铸锭保温5～6h。
4.根据权利要求1所述的一种空气化工用高表面质量铝合金管材的制备方法，其特征在于步骤二中保温时采用反向挤压在4500t挤压机上挤压成(φ90～φ185)×(φ102-φ158)mm的铸件。
5.根据权利要求1所述的一种空气化工用高表面质量铝合金管材的制备方法，其特征在于步骤三中将管毛料在470～490℃的条件下保温2～3h进行退火处理。
6.根据权利要求1所述的一种空气化工用高表面质量铝合金管材的制备方法，其特征在于步骤四中将拉伸后的管材在9419的七辊矫直机上矫直。
7.根据权利要求1所述的一种空气化工用高表面质量铝合金管材的制备方法，其特征在于步骤五中在160～180℃的条件下保温60～90min进行低温退火，即完成高表面质量空气化工用管材的制备。