铝合金管的制备方法与流程

本申请涉及一种铝合金管，尤其涉及一种铝合金管的制备方法。

背景技术：

当前，汽车热交换系统用的铝管的长度通常为600-800mm，而管壁厚度通常为0.4mm以上。但是随着汽车生产企业自动化程度的提高，为了实现生产过程的自动快速上料，从而提高生产效率，降低生产成本。预想将铝管长度延长至10000m以上。而为了提高热交换系统的换热效率，减少整个热交换系统的铝材料使用量，汽车生产企业将铝管的管壁厚度减薄到0.25mm以下。但是由于目前冶金工艺水平的限制，故，存在以下问题：

(1)传统的热交换系统用的铝管生产工艺如下：配料、熔化、铸造、挤压与拉拔。其中，在挤压的过程中，由于挤压设备的限制，会在产品与产品之间产生接头。此处接头由于性能较低，在后续的拉拔过程中必须去除，从而限制了铝管成品的长度。

(2)由于当前冶炼工艺水平的限制，由铝合金熔体所制成的铸棒中会不可避免的存在一些夹杂和气孔，将铸棒挤压成铝合金管，并当铝合金管于拉拔制造与减薄的过程中，其极易在此处发生应力集中等问题，从而导致在后续的拉拔制造过程中发生断裂，或是于使用者于使用的过程中发生铝合金管有缺损泄漏之情事发生。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请所要解决的技术问题为无法通过习知铝合金管的制备方法解决。习知的挤压设备的限制，其会在铝合金管与铝合金管之间产生接头。此处铝合金管的接头由于作用较低，在后续的制造过程中必须去除，从而限制了铝合金管成品的长度。又，冶炼工艺水平的限制，铝合金熔体中会掺杂些许的夹杂和气孔，在铝合金管的制造过程中，其容易发生应力集中等问题，从而导致于制造过程中发生断裂，或是于使用的过程中发生铝合金管有缺损泄漏之情事发生。

为了解决上述问题，本申请提供一种铝合金管的制备方法，其特征在于，其步骤包括取锰含量占80％的铝锰合金(mn-al)0.75-1.75份以及铝含量占99.9％的铝锭98.25-99.25份融熔成铝合金熔体，以永磁铁搅拌所述铝合金熔体，使用高纯度氩气精炼经搅拌后的所述铝合金熔体，使用真空精炼经氩气精炼后的所述铝合金熔体；使用双层过滤板过滤经真空精炼后的所述铝合金熔体，以温度690-720℃浇铸经过滤后的所述铝合金熔体为成型铸棒；加热所述铸棒，所述铸棒通过模具挤出铝合金管，其中经加热的所述铸棒的温度为460-500℃，以及减薄和延长所述铝合金管。

根据本申请的一实施方式，上述的于取锰含量占80％的铝锰合金(mn-al)0.75-1.75份以及铝含量占99.9％的铝锭98.25-99.25份融熔成铝合金熔体的步骤中，所述铝合金熔体为含锰(mn)含量占1％的铝锰合金。

根据本申请的一实施方式，上述的于使用高纯度氩气精炼以及使用真空精炼的步骤后，所述铝合金熔体的含氢量≤0.12％。

根据本申请的一实施方式，上述的于使用高纯度氩气精炼以及使用真空精炼的步骤后，所述铝合金熔体的铁(fe)含量≤0.12％、铜(cu)含量≤0.01％、镁(mg)含量≤0.01％与硅(si)≤0.01％。

根据本申请的一实施方式，上述的于以温度690-720℃浇铸经过滤后的所述铝合金熔体为铸棒的步骤中，所述铸棒的直径为122-132mm间。

根据本申请的一实施方式，上述的于加热所述铸棒的步骤前，将所述铸棒切割长度后，并将所述铸棒表面车除2.5-3.5mm。

根据本申请的一实施方式，上述的于加热所述铸棒到460-500℃，通过模具挤出铝合金管的步骤中，所述铝合金管挤压后的厚度为60mm以上。

根据本申请的一实施方式，上述的于减薄和延长所述铝合金管的步骤后，所述铝合金管长度为5000-10000m间，其管壁厚度为0.17-0.27mm间。

根据本申请的一实施方式，上述的取锰含量占80％的铝锰合金(mn-al)1.25份以及铝含量占99.9％的铝锭98.75份。

根据本申请的一实施方式，上述的将模具的导流腔的深度加深。

通过此种铝合金管的制备方法对于铝合金成分调整、材料混合工艺、材料精炼、过滤与挤压铸造工艺等等优化。得去除于铝合金熔体内多余的杂质，并改善铝合金管挤压过程中产品接头处的质量，从而提高铝合金熔体的延展性，而增强由此种铝合金熔体所制造出的铝合金管强度，降低铝合金管发生断裂和泄漏等缺陷，进一步满足客户自动化生产和汽车轻量化发展的需要。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请的铝合金的制备方法的流程图。

图2a为本申请的加工模具改良前的示意图；以及

图2b为本申请的加工模具改良后的示意图。

具体实施方式

以下将以图式揭露本申请的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本申请。也就是说，在本申请的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示的。

请参阅图1，其为本申请的铝合金的制备方法的流程图。如图所示，于本实施例中，其提供了一种铝合金管的制备方法，铝合金管是用于汽车热交换系统的结构之一。本申请的铝合金管的制备方法包括以下步骤，于步骤s1：取锰(mn)含量占80％的铝锰合金(mn-al)0.75-1.75份，以及铝含量占99.9％的高纯度铝锭98.25-99.25份，并将两者进行融熔混合成含有锰(mn)含量占1％的铝合金熔体。其中于本实施方式中，取锰含量占80％的铝锰合金(mn-al)1.25份以及铝含量占99.9％的铝锭98.75份。

于步骤s3：将前一步骤s1融熔的铝合金熔体进行搅拌，其中铝合金熔体以永久磁铁进行充分搅拌。如此以取代传统的铸铁耙头机械搅拌，避免利用铸铁耙头机械于搅拌的过程中，其将铁(fe)杂质混合加入铝合金熔体内。

于步骤s5：将铝合金熔体置入炉内，并于炉内通入高纯度氩精炼铝合金熔体。其中将铝合金熔体至于高纯度氩气中，其透过氩气(即惰性气体)通入铝合金熔体内，使氩气吸附铝合金熔体内的氧化夹杂物，并于氩气浮出铝合金熔体表面的过程中，将氧化夹杂物带出铝合金熔体之外，如此能够去除多余杂质。同时，氩气也可利用气体分压差定律，其以一并将悬浮于铝合金熔体内的微小分子氢气泡和夹杂的气体一并带出铝合金熔体表面，从而达到除气的目的。

于步骤s7：将经氩气精炼后的铝合金熔体置入真空空间内，以进行真空精炼铝合金熔体。其中真空精炼处理时，由于铝合金熔体表面的水蒸气分压降低，因而铝合金熔体中，氢的平衡含量也随之降低。同时，因为真空的建立，使铝合金熔体的沸点降低，也促使气体在铝合金熔体中的溶解度降低。在进行真空精炼处理作业时，随着熔体上方的外部压力降低，熔体中溶解的气体和炉气中水蒸气分压之间的平衡被破坏，促使溶解的氢向自由表面扩散。故，随着外部压力的降低，熔体中更小的气泡变得稳定，已经形成的气泡会急剧生长和析出，就会发生强烈的沸腾现象。在沸腾过程中，由于氢气泡的浮选作用也促使非金属夹杂物被清除。如此真空处理就达到了既除气又除渣的目的。

承上所述，于步骤s5与步骤s7的步骤后，铝合金熔体的含氢量≤0.12％，而铝合金熔体内的氧化夹杂物(fe)含量≤0.12％、铜(cu)含量≤0.01％、镁(mg)含量≤0.01％与硅(si)≤0.01等。

于步骤s9：使用双层过滤板过滤经真空精炼后的铝合金熔体，而得到杂质颗粒小于0.01mm的铝合金熔体。其中用双层过滤板为50ppi/70ppi。

于步骤s11：以温度690-720℃浇铸经过滤后的铝合金熔体为铸棒，以便于进行后续的加工制造。其中铸棒的直径为122-132mm间。于本实施方式中，以温度705℃烧铸铝合金熔体。

于步骤s13：先将铸棒切割制一定长度，并将表面车除2.5-3.5mm。再将铸棒加热到460-500℃，通过模具挤出铝合金管。其中铸棒通过模具的精确设定后，其挤出的铝合金管被挤压后的厚度为60mm以上，以保证挤压过程中产生的紊流组织不会影响到铝合金管。于本实施方式中，铸棒表面车除3mm，而铸棒加热到480℃，通过模具挤出铝合金管。

又，请参阅图2a与图2b，为本申请的加工模具改良前的示意图与改良后的示意图。如图所示，对于模具结构进行优化，习知加工模具10中，于工作带11前的导流腔13的腔体深度为d1不深。于本实施方式中，将加工模具20中，于工作带21前的导流腔23进行改良，加深导流腔23的腔体深度为d2，即将导流腔13的深度d1加深为导流腔23的深度d2，如此增加铝合金的存留量，从而减少加工模具20和铝合金的温度降低，以确保挤压出的铝合金棒材的品质。以减少棒料更换过程中的材料的温降，从而保证焊合质量。再者，透过快速上料和挤压，以保证挤压时压力和温度满足要求从而保证接头处产品的焊合质量。

于步骤s15：将挤压好的铝合金管预弯后圈入一个圆形大框中，再使用一种倒立式盘拉设备对铝合金管进行减薄和延长等制造工序，上述可依据用户需要进行制造。其中铝合金管可得到长度5000-10000m间，其管壁厚度为0.17-0.27mm间。于本实施方式中，铝合金管长度为7500m，其管壁厚度为0.22mm。

本实施例针对于习知技术的缺点进行改良，习知的挤压设备的限制，挤压出的铝合金管会产生接头。而铝合金管的接头必须去除，从而限制了铝合金管的长度。又，冶炼工艺水平的限制，铝合金熔体中会掺杂些许的夹杂和气孔，从而导致于制造过程中发生断裂，或是于使用的过程中发生铝合金管有缺损泄漏之情事发生。故，本申请提供一种铝合金管的制备方法：步骤s1对于铝合金成分调整。步骤s3将铝合金熔体混合工艺，降低杂质的参杂。步骤s5与s7对于铝合金熔体的精炼，而得以去除于铝合金熔体内多余的杂质。步骤s9对于铝合金熔体的颗粒细致化。步骤s11浇铸铝合金熔体为铸棒。步骤s13对于铸棒进行挤压铸造铝合金管。步骤s15对铝合金管进行减薄和延长等制造工序。如此铝合金管接头处焊合质量好，可以满足后续的拉拔和扩口等使用需要，铝合金管不会发生泄漏。铝合金管的管壁厚度薄，可以显著提高热交换系统的换热效率，减少热交换系统用铝量和重量。铝合金管长度长，可以实现连续自动上料和连续生产，减少工人换料，减轻工人劳动强度，提高生产效率，降低成本。

上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。