一种轨道交通接触网中定位器用铝合金管的生产方法
【专利摘要】本发明涉及特种铝型材加工技术，是一种轨道交通接触网中定位器用铝合金管的生产方法，其特征是：首先选用管材坯料，其化学成份重量百分比为：Si0.01-0.25,Fe0-0.4,Cu0.01-0.1,Mn0.01-0.1,Mg2.2-2.8,Ni0.15-0.35,Zn0-0.1,Ti0-0.1,Al余量；再按以下工艺步骤进行生产：采用上述化学成份的实心圆铸锭加热温度至450℃—480℃，保温2小时—5小时进行挤压，采用实心铸锭穿孔的挤压方法；将管毛料装炉退火，将退火后的管毛料进行4次拉拔冷变形，再加热退火，然后采用正径模将管毛料空拉正径到φ32×7成品管；本发明克服了现有定位器用铝合金管塑性低，抗蚀性差，容易发生应力腐蚀开裂，管材表面易发黑、腐蚀、使用寿命短的问题。
【专利说明】一种轨道交通接触网中定位器用铝合金管的生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铝型材加工【技术领域】，尤其是一种轨道交通接触网中定位器用铝合金管的生产方法。
【背景技术】
[0002]轨道交通接触网中铝合金定位器管材的硬度要求，德国标准规定为HB ^ 95 (接DIN 1747);日本和法国的管材硬度实测为HB彡85和HB彡90，而国内标准规定的管材强度偏高，目前一般选用2系和7系合金多。以2A12管材为基准，T4状态δ b彡421mpa，HB ^ 120，按T6状态Sb彡495mpa，HB相当于140，而延伸率彡8。2系和7系铝合金管材，合金的特性强度过高，塑性低,抗蚀性差,对应力腐蚀非常敏感,管材在压接处和折弯处易产生微裂纹，在交变应力下裂纹还极易扩展、开裂；另一方面，由于现有生产中在强化铝合金热处理工艺线路及参数上选择不当，极容易发生应力腐蚀开裂；管材组织晶粒粗大，低倍断口处呈粗晶状，铝管表面容易出现晶粒间不均匀变形，压接时产生应力集中，变形不均匀，极易产生脆裂。两类合金由于长期受恶劣天气和酸雨等周围环境的影响，管材表面易发黑、腐蚀，一般使用寿命为2年左右。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就是要解决现有轨道交通接触网中定位器用铝合金管易开裂、腐蚀，使用寿命短的问题，提供一种轨道交通接触网中定位器用铝合金管的生产方法。
[0004]本发明的具体方案是:一种轨道交通接触网中定位器用铝合金管的生产方法，其特征是:首先选用管材坯料，其化学成份重量百分比为=Si 0.01-0.25, Fe 0-0.4, Cu0.01-0.1, Mn 0.01-0.1，Mg 2.2-2.8, Ni 0.15-0.35, Zn 0-0.1, Ti 0-0.1，Al 余量；按以下工艺步骤进行生产:
⑴采用上述化学成份，规格为Φ228πιπιΧ (350-450)mm的实心圆铸锭，在装炉前将铸锭表面的灰尘、铝屑等杂物清理干净；铸锭的加热温度至450°C — 480°C，铸锭保温2小时一5小时进行挤压，采用实心铸锭穿孔的挤压方法，将铸锭挤压成Φ44Χ Φ26Χ8πιπι的无缝管材；挤压过程中控制挤压速度，以防止挤压管材出现壁厚不均、缩尾和挤压裂纹；待管材挤压到最后一米时要慢速挤压，以减小缩尾长度；将挤压好管材按批捆好整齐的摆放在料筐里，检查挤压坯料是否有壁厚不均、气泡、裂纹，内外表面擦伤等缺陷，发现有上述质量问题及时反映有关人员做能否使用的鉴定，严重的要及时挑出；对挤压管材按根从尾部切掉200mm后切30±2mm的低倍试片；并在低倍试片和管材端面上打合金、批号、根号，并将低倍试片送理化实验室做低倍检查；当低倍组织检查合格后，方可切毛料；在每个切成的毛料上打上合金、批号，并应将管毛料上锯切的毛刺和铝屑清除干净，然后整齐的摆放在料筐内；
⑵将步骤⑴的管毛料装炉退火，装炉时要将管毛料在料筐内摆放整齐。并将毛料上的铝屑及赃物清除掉；管毛料并在箱式炉内加热，加热温度470-500°C，且保温2小时，空冷；加热过程做到每半小时测一次温，并将测温结果记录；
⑶为保证该合金规格管材强度，韧性和硬度满足轨道交通接触网中定位器使用，将退火后的管毛料进行4次拉拔冷变形，即将Φ 44 X 26 X 8mm管毛料在立式打头机上打头，然后在5吨拉拔机上带芯头反复拉拔到Φ 36.4 X 22 X 7.2mm ；
⑷将Φ36.4X22X7.2mm管毛料整齐摆放到料筐里在箱式炉内加热退火，加热温度470-500°C，且保温1.5小时空冷，在5吨拉拔机上带芯头拉拔到Φ 33 X 19 X 7mm管毛料；
(5)为确保成品管材截面尺寸符合标准要求，再采用正径模将Φ33Χ19Χ7的管毛料空拉正径到Φ 32 X 7成品管；
(6)为了保证成品管材的平直度，将正径完的Φ32 X 7mm管材在辊式矫直机上矫直后，切去拉拔夹头，放到洗油槽中浸泡2小时，擦拭后切头150毫米取性能2个试样长度为190±2mm，然后切成品，在经过检查员检查表面和尺寸以及检测性能确认合格后，成品包装出货。
[0005]本发明中管材坯料的化学成份重量百分比为:Si 0.1, Fe 0.15, Cu 0.03, Mn
0.05, Mg 2.62, Ni 0.21，Zn 0.03, Ti 0.05, Al 余量。
[0006]通过优选管材的化学成份及优化生产工艺流程，使得采用本发明方法生产的管材性能δ b彡235mpa,HB彡60，而延伸率彡12%，虽然强度较2系、7系产品低，但抗蚀性和韧性得到了大幅提高，其综合性能完全能满足轨道接触网中定位器使用的材质要求，而且性能更加可靠稳定，解决了管材易开裂的问题，使用寿命大幅提高到八年以上。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是定位器用铝合金管截面图。
[0008]图中:1 一定位器用铝合金管。
【具体实施方式】
[0009]例1:应用本发明方法生产规格为Φ 32 X 7 (外径为32mm，管壁厚为7mm)的轨道交通接触网中定位器用铝合金管I的工艺步骤:首先选用管材坯料，其化学成份重量百分比为:Si 0.01，Fe O, Cu 0.1, Mn 0.01，Mg 2.8, Ni 0.15, Ti 0.1, Al 余量；按以下工艺步骤进行生广:
⑴采用上述化学成份，规格为直径X长度=0 228mmX35Omm的实心圆铸锭，在装炉前将铸锭表面的灰尘、铝屑等杂物清理干净；铸锭的加热温度至450°C—480°C，铸锭保温2小时进行挤压，采用实心铸锭穿孔的挤压方法，将铸锭挤压成直径X壁厚=Φ44Χ8πιπι的无缝管材；挤压过程中控制挤压速度，以防止挤压管材出现壁厚不均、缩尾和挤压裂纹；待管材挤压到最后一米时要慢速挤压，以减小缩尾长度；将挤压好管材按批捆好整齐的摆放在料筐里，检查挤压坯料是否有壁厚不均、气泡、裂纹，内外表面擦伤等缺陷，发现有上述质量问题及时反映有关人员做能否使用的鉴定，严重的要及时挑出；对挤压管材按根从尾部切掉200mm后切30±2mm的低倍试片；并在低倍试片和管材端面上打合金、批号、根号，并将低倍试片送理化实验室做低倍检查；当低倍组织检查合格后，方可切毛料；在每个切成的毛料上打上合金、批号，并应将管毛料上锯切的毛刺和铝屑清除干净，然后整齐的摆放在料筐内； ⑵将步骤(I)的管毛料装炉退火，装炉时要将管毛料在料筐内摆放整齐。并将毛料上的铝屑及赃物清除掉；管毛料并在箱式炉内加热，加热温度470-500°C，且保温2小时，空冷；加热过程做到每半小时测一次温，并将测温结果记录；
⑶为保证该合金规格管材强度，韧性和硬度满足轨道交通接触网中定位器使用，将退火后的管毛料进行4次拉拔冷变形，即将Φ44Χ8πιπι管毛料在立式打头机上打头，然后在5吨拉拔机上带芯头反复拉拔到Φ36.4X7.2mm;
⑷将Φ36.4X7.2mm管毛料整齐摆放到料筐里在箱式炉内加热退火，加热温度470-500°C，且保温1.5小时空冷，在5吨拉拔机上带芯头拉拔到Φ 33 X 7mm管毛料；
(5)为确保成品管材截面尺寸符合标准要求，再采用正径模将Φ33Χ19Χ7πιπι的管毛料空拉正径到Φ 32 X 7mm成品管；
(6)为了保证成品管材的平直度，将正径完的Φ32Χ7(厚)mm管材在辊式矫直机上矫直后，切去拉拔夹头，放到洗油槽中浸泡2小时，擦拭后切头150毫米取性能2个试样长度为190±2mm，然后切成品，在经过检查员检查表面和尺寸以及检测性能确认合格后，成品包装出货。
[0010]采用上述方法生产的定位器用铝合金管，经测试，其性能指标为:Sb彡235mpa,HB彡60，延伸率彡12%，使用寿命5年。
[0011]例2:应用本发明方法生产规格为Φ32Χ7 (外径为32mm，管壁厚为7mm)的轨道交通接触网中定位器用铝合金管I的工艺步骤:首先选用管材坯料，其化学成份重量百分比为:Si 0.1, Fe 0.15，Cu 0.03，Mn 0.05，Mg 2.62，Ni 0.21，Zn 0.03，Ti 0.05，Al 余量；按以下工艺步骤进行生产:
⑴采用上述化学成份，规格为直径X壁厚=0 228mmX4OOmm的实心圆铸锭，在装炉前将铸锭表面的灰尘、铝屑等杂物清理干净；铸锭的加热温度至450°C—480°C，铸锭保温4小时进行挤压，采用实心铸锭穿孔的挤压方法，将铸锭挤压成Φ44Χ8πιπι(外径X厚度)的无缝管材；挤压过程中控制挤压速度，以防止挤压管材出现壁厚不均、缩尾和挤压裂纹；待管材挤压到最后一米时要慢速挤压，以减小缩尾长度；将挤压好管材按批捆好整齐的摆放在料筐里，检查挤压坯料是否有壁厚不均、气泡、裂纹，内外表面擦伤等缺陷，发现有上述质量问题及时反映有关人员做能否使用的鉴定，严重的要及时挑出；对挤压管材按根从尾部切掉200mm后切30±2mm的低倍试片；并在低倍试片和管材端面上打合金、批号、根号，并将低倍试片送理化实验室做低倍检查；当低倍组织检查合格后，方可切毛料；在每个切成的毛料上打上合金、批号，并应将管毛料上锯切的毛刺和铝屑清除干净，然后整齐的摆放在料筐内；
⑵将步骤(I)的管毛料装炉退火，装炉时要将管毛料在料筐内摆放整齐。并将毛料上的铝屑及赃物清除掉；管毛料并在箱式炉内加热，加热温度470-500°C，且保温2小时，空冷；加热过程做到每半小时测一次温，并将测温结果记录；
⑶为保证该合金规格管材强度，韧性和硬度满足轨道交通接触网中定位器使用，将退火后的管毛料进行4次拉拔冷变形，即将Φ44Χ8πιπι管毛料在立式打头机上打头，然后在5吨拉拔机上带芯头反复拉拔到Φ 36.4X7.2mm ；
⑷将Φ36.4X7.2mm管毛料整齐摆放到料筐里在箱式炉内加热退火，加热温度470-500°C，且保温1.5小时空冷，在5吨拉拔机上带芯头拉拔到Φ 33 X 7mm (外径X壁厚)管毛料；
(5)为确保成品管材截面尺寸符合标准要求，再采用正径模将Φ33Χ7πιπι的管毛料空拉正径到Φ 32 X 7mm成品管；
(6)为了保证成品管材的平直度，将正径完的Φ32 X 7mm管材在辊式矫直机上矫直后，切去拉拔夹头，放到洗油槽中浸泡2小时，擦拭后切头150毫米取性能2个试样长度为190±2mm，然后切成品，在经过检查员检查表面和尺寸以及检测性能确认合格后，成品包装出货。
[0012]采用上述方法生产的定位器用铝合金管，经测试，其性能指标为:Sb彡235mpa,HB彡60，延伸率彡15%，使用寿命8年。
[0013]例3:应用本发明方法生产规格为Φ32Χ7 (外径为32mm，管壁厚为7mm)的轨道交通接触网中定位器用铝合金管I的工艺步骤:首先选用管材坯料，其化学成份重量百分比为:Si 0.25，Fe 0.4，Cu 0.01，Mn 0.1, Mg 2.2，Ni 0.35，Zn 0.1, Ti 0.1, Al 余量；按以下工艺步骤进行生产:
⑴采用上述化学成份，规格为直径X长度=0 228mmX4OOmm的实心圆铸锭，在装炉前将铸锭表面的灰尘、铝屑等杂物清理干净；铸锭的加热温度至450°C—480°C，铸锭保温5小时进行挤压，采用实心铸锭穿孔的挤压方法，将铸锭挤压成直径X壁厚=Φ44Χ8πιπι的无缝管材；挤压过程中控制挤压速度，以防止挤压管材出现壁厚不均、缩尾和挤压裂纹；待管材挤压到最后一米时要慢速挤压，以减小缩尾长度；将挤压好管材按批捆好整齐的摆放在料筐里，检查挤压坯料是否有壁厚不均、气泡、裂纹，内外表面擦伤等缺陷，发现有上述质量问题及时反映有关人员做能否使用的鉴定，严重的要及时挑出；对挤压管材按根从尾部切掉200mm后切30±2mm的低倍试片；并在低倍试片和管材端面上打合金、批号、根号，并将低倍试片送理化实验室做低倍检查；当低倍组织检查合格后，方可切毛料；在每个切成的毛料上打上合金、批号，并应将管毛料上锯切的毛刺和铝屑清除干净，然后整齐的摆放在料筐内；
⑵将步骤⑴的管毛料装炉退火，装炉时要将管毛料在料筐内摆放整齐。并将毛料上的铝屑及赃物清除掉；管毛料并在箱式炉内加热，加热温度470-500°C，且保温2小时，空冷；加热过程做到每半小时测一次温，并将测温结果记录；
⑶为保证该合金规格管材强度，韧性和硬度满足轨道交通接触网中定位器使用，将退火后的管毛料进行4次拉拔冷变形，即将Φ44Χ8πιπι管毛料在立式打头机上打头，然后在5吨拉拔机上带芯头反复拉拔到Φ36.4X7.2mm;
⑷将Φ36.4X7.2mm管毛料整齐摆放到料筐里在箱式炉内加热退火，加热温度470-500°C，且保温1.5小时空冷，在5吨拉拔机上带芯头拉拔到Φ 33 X 7mm管毛料；
(5)为确保成品管材截面尺寸符合标准要求，再采用正径模将Φ33Χ7πιπι的管毛料空拉正径到Φ 32 X 7mm成品管；
(6)为了保证成品管材的平直度，将正径完的Φ32 X 7mm管材在辊式矫直机上矫直后，切去拉拔夹头，放到洗油槽中浸泡2小时，擦拭后切头150毫米取性能2个试样长度为190±2mm，然后切成品，在经过检查员检查表面和尺寸以及检测性能确认合格后，成品包装出货。
[0014]采用上述方法生产的定位器用铝合金管，经测试，其性能指标为:Sb彡235mpa, HB彡60，延伸率彡13%，使用寿命6年。
【权利要求】
1.一种轨道交通接触网中定位器用铝合金管的生产方法，其特征是:首先选用管材坯料，其化学成份重量百分比为:si 0.01-0.25，Fe 0-0.4，Cu 0.01-0.1，Mn 0.01-0.1，Mg2.2-2.8，Ni 0.15-0.35，Zn 0-0.1，Ti 0-0.1，Al 余量；按以下工艺步骤进行生产: ⑴采用上述化学成份，规格为直径X长度=Φ228πιπιΧ (350-450)mm的实心圆铸锭，在装炉前将铸锭表面的灰尘、铝屑等杂物清理干净；铸锭的加热温度至450°C — 480°C，铸锭保温2小时一5小时进行挤压，采用实心铸锭穿孔的挤压方法，将铸锭挤压成直径X厚度= Φ44Χ8Ι?πι的无缝管材；挤压过程中控制挤压速度，以防止挤压管材出现壁厚不均、缩尾和挤压裂纹；待管材挤压到最后一米时要慢速挤压，以减小缩尾长度；将挤压好管材按批捆好整齐的摆放在料筐里，检查挤压坯料是否有壁厚不均、气泡、裂纹，内外表面擦伤等缺陷，发现有上述质量问题及时反映有关人员做能否使用的鉴定，严重的要及时挑出；对挤压管材按根从尾部切掉200mm后切30 ± 2mm的低倍试片；并在低倍试片和管材端面上打合金、批号、根号，并将低倍试片送理化实验室做低倍检查；当低倍组织检查合格后，方可切毛料；在每个切成的毛料上打上合金、批号，并应将管毛料上锯切的毛刺和铝屑清除干净，然后整齐的摆放在料筐内； ⑵将步骤⑴的管毛料装炉退火，装炉时要将管毛料在料筐内摆放整齐；并将毛料上的铝屑及赃物清除掉；管毛料并在箱式炉内加热，加热温度470-500°C，且保温2小时，空冷；加热过程做到每半小时测一次温，并将测温结果记录； ⑶为保证该合金规格管材强度，韧性和硬度满足轨道交通接触网中定位器使用，将退火后的管毛料进行4次拉拔冷变形，即将Φ44Χ8πιπι管毛料在立式打头机上打头，然后在5吨拉拔机上带芯头反复拉拔到Φ36.4X7.2mm; ⑷将Φ36.4X7.2mm管毛料整齐摆放到料筐里在箱式炉内加热退火，加热温度470-500°C，且保温1.5小时空冷，在5吨拉拔机上带芯头拉拔到Φ 33 X 7mm管毛料； (5)为确保成品管材截面尺寸符合标准要求，再采用正径模将Φ33Χ7πιπι的管毛料空拉正径到Φ 32 X 7mm成品管； (6)为了保证成品管材的平直度，将正径完的Φ32 X 7mm管材在辊式矫直机上矫直后，切去拉拔夹头，放到洗油槽中浸泡2小时，擦拭后切头150毫米取性能2个试样长度为190±2mm，然后切成品，在经过检查员检查表面和尺寸以及检测性能确认合格后，成品包装出货。
2.根据权利要求1所述的一种轨道交通接触网中定位器用铝合金管的生产方法，其特征是:管材坯料的化学成份重量百分比为:Si 0.1, Fe 0.15，Cu 0.03，Mn 0.05，Mg 2.62，Ni 0.21, Zn 0.03, Ti 0.05, Al 余量。
【文档编号】C22C21/08GK104226725SQ201410469560
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月16日 优先权日:2014年9月16日
【发明者】鲁德胜 申请人:湖北泰福瑞轻合金有限公司