耐腐蚀铝合金复合管及其加工方法
【专利摘要】本发明涉及一种耐腐蚀铝合金复合管及其加工方法，包括芯层和复合层，其特征是：所述复合层和芯层均为无缝套管，复合层和芯层之间为冶金结合。所述加工方法包括以下步骤：（1）将1系列铝锭熔炼并浇铸得到纯铝铸棒，将3系列或6系列铝合金锭熔炼并浇铸得到铝合金铸棒；（2）铝合金铸棒进行均匀化退火；（3）纯铝铸棒和铝合金铸棒分别切割成短料铸棒；（4）纯铝短料铸棒挤压成纯铝套管，并切割成短料套管；（5）将铝合金短料铸棒剥皮制成芯棒；（6）对短料套管进行加热，再将短料套管套在芯棒上，冷却至室温得到复合锭坯；（7）反向挤压得到无缝复合管坯，并拉制成复合管。本发明所述复合管耐腐蚀性好、强度高；设备投资少，操作简单。
【专利说明】耐腐蚀铝合金复合管及其加工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种汽车热交换的连接管路，尤其是一种耐腐蚀铝合金复合管及其加工方法。
【背景技术】
[0002]目前汽车连接管多采用铜连接管，铜虽然具有良好的耐腐蚀性、导热性和良好的机械性能，但其成本高、比重大，相同规格相同的铜管与铝合金管相比，成本高6倍左右。因此，人们不断地试图采用铝合金管来代替铜管。铝合金材料中，耐蚀性最高的是I系列的纯铝，例如1060、1070，但由于I系列纯铝的强度低，不适合用于汽车连接管。机械性能良好的3系列或6系列铝合金，例如3003、6063，虽然强度可满足汽车连接管的使用要求，但由于添加了合金元素，耐蚀性能比I系列纯铝差。
[0003]现有技术中采用高频焊接方式生产的复合管的横截面金相组织如图5所示，图5中复合层I为耐蚀性高的I系列纯铝，标号2为3系列或6系列铝合金，I系列纯铝采用高频焊接方式复合在3系列或6系列铝合金外表面，在焊接线7的位置没有复合层，不具有耐腐蚀性能,有产生微小原电池而加速腐蚀的风险。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种耐腐蚀铝合金复合管，耐腐蚀性好、强度高，成本低。
[0005]本发明还提供一种耐腐蚀铝合金复合管的加工方法，设备投资少，操作简单。
[0006]按照本发明提供的技术方案，所述耐腐蚀铝合金复合管，包括芯层和位于芯层外表面的复合层，其特征是:所述复合层和芯层均为无缝套管，复合层的材料为I系列纯铝，芯层的材料为3系列或6系列铝合金；所述复合层和芯层之间为冶金结合。
[0007]所述复合层的厚度为复合管壁厚的7%?13%。
[0008]所述耐腐蚀铝合金复合管的加工方法，其特征是，包括以下工艺步骤:
(1)将I系列纯铝铝锭熔炼得到纯铝溶液，将3系列或6系列铝合金锭熔炼得到铝合金溶液，将纯铝溶液和铝合金溶液浇铸得到纯铝铸棒和铝合金铸棒；
(2)将铝合金铸棒进行均匀化退火；
(3)将纯铝铸棒和铝合金铸棒切割成长度为500?IOOOmm的纯铝短料铸棒和铝合金短料铸棒；
(4)将纯铝短料铸棒挤压加工制成纯铝套管，并将纯铝套管切割成长度为400?600mm短料套管；
(5)将铝合金短料铸棒剥皮制成芯棒，芯棒的长度与短料套管的长度一致，平均外径比短料套管平均内径大0.2?0.4mm ;
(6)对短料套管进行加热，温度为300?450°C;再用尖嘴钳夹住短料套管，将短料套管与芯棒保持同轴、并套在芯棒上，冷却至室温得到复合锭坯；(7)反向挤压:将复合锭坯和反向挤压模具进行预热，预热温度为450~470°C，将预热后的复合锭坯穿过模具的模孔，模具上的芯轴穿过复合锭坯的中心，经挤压得到无缝复合管坯；
(8)将无缝复合管坯打头后塞进拉拔模具，拉制成所需规格的复合管。
[0009]所述步骤(2)中，3系列铝合金铸棒的退火温度为590~610°C，保温时间为5~5.2小时；6系列铝合金铸棒的退火温度为545~565°C，保温时间为3~3.2小时。
[0010]本发明所述耐腐蚀铝合金复合管由内外两层合金成分不同的无缝复合管组成，其芯层与复合层之间为冶金结合；芯层米用3系列Al-Mn系合金或者6系列Al-Mg-Si系合金，力学性能优良，复合层为I系列纯铝，耐腐蚀性能高。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本发明所述复合管坯的流程示意图。
[0012]图2为所述复合管坯的反向挤压示意图。 [0013]图3为本发明所述复合管的横截面金相组织图。
[0014]图4为所述复合层与芯层结合界面的扫描电镜图。
[0015]图5为现有技术高频焊接方式生产的复合管的横截面的金相组织示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合具体附图对本发明作进一步说明。
[0017]本发明所述耐腐蚀铝合金复合管，包括芯层2和位于芯层2外表面的复合层1，复合层I和芯层2均为无缝套管，复合层I的材料为I系列纯铝，芯层2的材料为3系列或6系列铝合金；所述复合层I和芯层2之间为冶金结合；所述复合层I的厚度为复合管壁厚的7% ~13%。
[0018]实施例一:一种耐腐蚀铝合金复合管的加工方法，包括以下工艺步骤:
(1)将牌号为1070的铝锭熔炼得到铝溶液，铝锭中铝的重量含量>99.85% ;将牌号为3003的铝合金锭熔炼得到铝合金溶液，将纯铝溶液和铝合金溶液浇铸得到纯铝铸棒和铝合金铸棒；所述招合金锭包括的组份为:猛剂1.5重量份、招铜合金0.2重量份、招锭98重量份，锰剂中锰的重量含量> 80%，铝铜合金中锰的重量含量> 50%，铝锭中铝的重量含量≥ 99.7% ；
(2)将3003铝合金铸棒进行均匀化退火，退火温度为590~610°C，保温时间为5~
5.2小时；
(3)将1070纯铝铸棒切割成长度为900mm的纯铝短料铸棒，将3003铝合金铸棒切割成长度为500mm的铝合金短料铸棒；
(4)将1070纯铝短料铸棒挤压加工制成纯铝套管，纯铝套管的尺寸为Φ201Χ6mm，平均内径为Φ189.0 _，并将纯铝套管切割成长度为500_短料套管；挤压加工时需对模筒、纯铝短料铸棒和模具进行预热，预热温度分别为435±10°C，490±10°C，475±5°C ；
(5)将3003铝合金短料铸棒剥皮制成芯棒，芯棒的长度与短料套管的长度一致，平均外径为Φ 189.3 mm ；
(6)对1070短料套管进行加热，温度为400±10°C;再用尖嘴钳夹住短料套管，将短料套管与芯棒保持同轴、并套在芯棒上，冷却至室温得到复合锭坯(如图1所示)；
(7)反向挤压:将复合锭坯和反向挤压模具进行预热，预热温度为450~470°C，将预热后的复合锭坯穿过模具的模孔，如图2所示，模具上的芯轴穿过复合锭坯的中心，经挤压得到无缝复合管坯；图2中I为复合层，2为芯层，4为芯轴，5为模具；
(8)将无缝复合管坯打头后塞进拉拔模具，拉制成规格为Φ15.87 X 1.2 mm的复合管。
[0019]实施例二:一种耐腐蚀铝合金复合管的加工方法，包括以下工艺步骤:
Cl)将牌号为1060的纯铝铝锭熔炼得到纯铝溶液，1060纯铝铝锭中铝的重量含量≥ 99.70% ;将牌号为6063的铝合金锭熔炼得到铝合金溶液，将纯铝溶液和铝合金溶液浇铸得到纯铝铸棒和铝合金铸棒；所述6063铝合金锭的组份为:镁锭0.7重量份、铝硅合金0.9重量份、铝锭98重量份，镁锭中镁的重量含量> 99.90%，铝硅合金中硅的重量含量≥50%,铝锭中铝的重量含量≥99.70% ；
(2)将6063铝合金铸棒进行均匀化退火，退火温度为555±10°C，保温时间为3~3.2小时；
(3)将纯铝铸棒切割成长度为800mm的纯铝短料铸棒，将铝合金铸棒切割成长度为450mm的招合金短料铸棒；
(4)将纯铝短料铸棒挤压加工制成纯铝套管，纯铝套管的尺寸为Φ201Χ2.5 mm，平均内径为Φ196.0 mm，并将纯铝套管切割成长度为450mm短料套管；挤压加工前需对模筒、纯铝短料铸棒、模具进行预热，预热温度分别为435±10°C，490±10°C，475±5°C ；
(5)将铝合金短料铸棒剥皮制成芯棒，芯棒的长度与短料套管的长度一致，平均外径为Φ196.3 mm ；
(6)对短料套管进行加热，温度为400±10°C;再用尖嘴钳夹住短料套管，将短料套管与芯棒保持同轴、并套在芯棒上，冷却至室温得到复合锭坯(如图1所示);
(7)反向挤压:如图2所示，将复合锭坯和反向挤压模具进行预热，预热温度为450~470°C，将预热后的复合锭坯穿过模具的模孔，模具上的芯轴穿过复合锭坯的中心，经挤压得到无缝复合管坯；
(8)将无缝复合管坯打头后塞进拉拔模具，拉制成所需规格为Φ18.0Χ1.5mm的复合管。
[0020] 如图3所示，为本发明所述复合管的横截面金相组织图。如图4所示，为所述复合层与芯层结合界面的扫描电镜图。图3、图4中，I为复合层,2为芯层、6为复合层与芯层的结合界面，为冶金结合。
【权利要求】
1.一种耐腐蚀招合金复合管，包括芯层(2)和位于芯层(2)外表面的复合层(I),其特征是:所述复合层(I)和芯层(2)均为无缝套管，复合层(I)的材料为I系列纯铝，芯层(2)的材料为3系列或6系列铝合金；所述复合层(I)和芯层(2)之间为冶金结合。
2.如权利要求1所述的耐腐蚀铝合金复合管，其特征是:所述复合层(I)的厚度为复合管壁厚的7%?13%。
3.一种耐腐蚀铝合金复合管的加工方法，其特征是，包括以下工艺步骤: (1)将I系列纯铝铝锭熔炼得到纯铝溶液，将3系列或6系列铝合金锭熔炼得到铝合金溶液，将纯铝溶液和铝合金溶液浇铸得到纯铝铸棒和铝合金铸棒； (2)将铝合金铸棒进行均匀化退火； (3)将纯铝铸棒和铝合金铸棒切割成长度为500?IOOOmm的纯铝短料铸棒和铝合金短料铸棒； (4)将纯铝短料铸棒挤压加工制成纯铝套管，并将纯铝套管切割成长度为400?600mm短料套管； (5)将铝合金短料铸棒剥皮制成芯棒，芯棒的长度与短料套管的长度一致，平均外径比短料套管平均内径大0.2?0.4mm ; (6)对短料套管进行加热，温度为300?450°C;再用尖嘴钳夹住短料套管，将短料套管与芯棒保持同轴、并套在芯棒上，冷却至室温得到复合锭坯； (7)反向挤压:将复合锭坯和反向挤压模具进行预热，预热温度为450?470°C，将预热后的复合锭坯穿过模具的模孔，模具上的芯轴穿过复合锭坯的中心，经挤压得到无缝复合管坯； (8)将无缝复合管坯打头后塞进拉拔模具，拉制成所需规格的复合管。
4.如权利要求3所述的耐腐蚀铝合金复合管的加工方法，其特征是:所述步骤(2)中，3系列铝合金铸棒的退火温度为590?610°C，保温时间为5?5.2小时；6系列铝合金铸棒的退火温度为545?565°C，保温时间为3?3.2小时。
【文档编号】C22F1/04GK103982711SQ201410226785
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月26日 优先权日:2014年5月26日
【发明者】王庆庆, 彭俊芳 申请人:江苏亚太轻合金科技股份有限公司