一种高强度铝合金管材的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种铝合金管材的制备方法，尤其涉及一种高强度铝合金管材的制备方法，属于铝合金制品技术领域。
【背景技术】
[0002]铝合金管材是有色金属管的一种，它是将铝合金型材经挤压、拉拔等工艺加工成沿其纵向全长中空的金属管状材料。铝合金管材可以有一个或多个封闭的通孔，壁厚、横截面均匀一致，按外形可分为:方管、圆管、花纹管、异型管等；按挤压方式可分为:无缝铝管和普通挤压管；按精度可分为:普通铝管和精密铝管，其中精密铝管一般需要在挤压后进行再加工，如冷拉精抽；按乳制厚度可分为:普通铝管和薄壁铝管。由于铝合金管材具有密度小、质量轻、强度高以及优良的导热性、可焊性、可锻型、低电阻性及机加工等性能，铝合金管材被广泛用于各行各业，如:汽车、轮船、航天、航空、电器、农业、机电、家居等。铝合金管材在我们的生活已经无处不在，在很多场合已代替钢铁、铜材、木材和塑料，成为人类社会的一种重要的基础材料。
[0003]现有的铝合金管材由于强度和生产工艺的不足，生产的管材力学性能波动性较大，影响了后续的弯曲扩口等成形加工，废品率较高。因此，优化铝合金管材的成分以及热处理工艺是铝合金管材制造业长时间致力于研究目标。
【发明内容】
[0004]针对上述需求，本发明提供了一种高强度铝合金管材的制备方法，该制备方法工序安排合理，操作简便，成本适中，制得的铝合金管材综合力学性能稳定，且具有优异而稳定的强度性能，有利于铝合金管材的后续加工。
[0005]本发明是一种高强度铝合金管材的制备方法，该制备方法包括如下步骤:a)选材备料，b)球磨混料，c)压型及低温烧结，d)挤压成型，e)强化处理。
[0006]在本发明一较佳实施例中，所述的步骤a)中，铝合金管材原料的主要成分为:锌粉、儀粉、铜粉、银粉、钦粉、妈粉、娃粉和招粉；锌粉和铜粉的平均颗粒直径约为8-10um，儀粉的平均颗粒直径约为15-18um，镍粉的平均颗粒直径约为6-8um，钛粉和钨粉的平均颗粒直径约为l_2um，硅粉的平均颗粒直径约为4-5um，铝粉的平均颗粒直径约为3-4um。
[0007]在本发明一较佳实施例中，所述的步骤b)中，设备选用干式球磨机，球料比为4:1，球磨过程中添加质量百分比约为3%-3.5%的增塑剂；混料过程如下:首先，将锌粉、镁粉、铜粉、镍粉和铝粉在球磨设备中充分球磨7-8小时，球磨机转速控制在35r/min ;然后，添加定量的钛粉、妈粉、娃粉以及增塑剂，球磨机转速控制在25r/min，球磨时间约为2_3小时。
[0008]在本发明一较佳实施例中，所述的步骤c)中，压型设备选用等静压成型机，压力控制在60-70MPa ;烧结设备选用电阻烧结炉，处理过程如下:首先，对烧结炉进行抽真空；然后，将烧结炉升温至450°C -550°C，升温速度控制在10°C /min,炉压控制在70MPa，坯料的烧结时间为2-2.5小时；接着，将炉温升至600°C -620°C，通氮气保护，炉压保持不变，继续烧结处理3-3.5小时；最后，坯料在炉内缓冷至室温。
[0009]在本发明一较佳实施例中，所述的步骤d)中，热挤压模具的预热温度控制在5000C _520°C，挤压速度为1.2-1.3m/min，挤压成型后在300°C _350°C温度中进行1-1.5小时的退火处理。
[0010]在本发明一较佳实施例中，所述的步骤e)中，首先，将半成品在420°C _450°C的温度中进行强化处理，处理时间为3-3.5小时；然后，升温至480°C _500°C，继续强化处理5小时左右；接着，在120°C -140°C的热油中进行淬火处理，处理时间为40-50分钟，并在3000C _350°C温度中进行回火处理，处理时间为3-4小时；最后，空冷至室温。
[0011]本发明揭示了一种高强度铝合金管材的制备方法，该制备方法工序安排得当，操作简便，成本适中，制得的铝合金管材综合力学性能稳定，且具有优异而稳定的强度性能，有利于铝合金管材的后续加工，进一步扩展了铝合金管材的应用领域。
【附图说明】
[0012]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明:
图1是本发明实施例高强度铝合金管材的制备方法的工序步骤图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0014]图1是本发明实施例高强度铝合金管材的制备方法的工序步骤图；该制备方法包括如下步骤:a)选材备料，b)球磨混料，c)压型及低温烧结，d)挤压成型，e)强化处理。
[0015]实施例1
本发明提及的高强度铝合金管材的具体制备方法如下:
a)选材备料，铝合金管材原料的主要成分及其百分含量配比为:锌粉4.4%、镁粉2.4%、铜粉1.4%%、镍粉0.27%、钛粉0.08%、钨粉0.07%、硅粉0.2%，余量为铝粉；锌粉和铜粉的平均颗粒直径约为S-1Oum ;镁粉的平均颗粒直径约为15-18um ;镍粉的平均颗粒直径约为6-8um ;钛粉和钨粉的平均颗粒直径约为l-2um ;硅粉的平均颗粒直径约为4_5um ;铝粉的平均颗粒直径约为3-4um ;
b)球磨混料，设备选用干式球磨机，球料比为4:1，球磨过程中添加质量百分比约为3%的增塑剂，本实施例选用无水酒精；混料过程如下:首先，将锌粉、镁粉、铜粉、镍粉和铝粉在球磨设备中充分球磨7-7.5小时，球磨机转速控制在35r/min ;然后，添加定量的钛粉、钨粉、硅粉以及增塑剂，球磨机转速控制在25r/min，球磨时间约为2-2.5小时；
c)压型及低温烧结，压型设备选用等静压成型机，压力控制在60-65MPa;烧结设备选用电阻烧结炉，处理过程如下:首先，对烧结炉进行抽真空；然后，将烧结炉升温至4500C _500°C，升温速度控制在10°C /min，炉压控制在70MPa，坯料的烧结时间为2.5小时；接着，将炉温升至600°C左右，通氮气保护，炉压保持不变，继续烧结处理3.5小时；最后，坯料在炉内缓冷至室温；
d)挤压成型，热挤压模具的预热温度控制