专利名称：煤矿支柱用铝合金管材及其制备方法
技术领域：
本发明涉及煤矿支柱用管材及其制备方法。
背景技术：
煤矿支柱用管材，过去一直使用钢材，为了减轻重量，国外从二十世纪七十年代起用作该管材的材料逐渐被比重小、强度高的铝合金所取代。煤矿支柱用管材构件，使用过程中承受载荷大。现有的煤矿支柱用管材承受载荷的能力低、力学性能差、使用寿命短。
发明内容
本发明为了解决现有煤矿支柱用管材承受载荷的能力低、力学性能差、使用寿命短的问题，提供了一种煤矿支柱用铝合金管材及其制备方法，解决上述问题的具体技术方案如下本发明的煤矿支柱用铝合金管材按重量百分比由Si含量为0～0.04％、Fe含量为0～0.04％、Cu含量为0.55～0.99％、Mn含量为0.15～0.35％、Mg含量为2.60～2.90％、Zn含量为4.60～5.20％、余量为Al制成。
本发明的煤矿支柱用铝合金管材的制备方法的步骤如下步骤一、按重量百分比Si含量为0～0.04％、Fe含量为0～0.04％、Cu含量为0.55～0.99％、Mn含量为0.15～0.35％、Mg含量为2.60～2.90％、Zn含量为4.60～5.20％、余量为Al制成空心铸锭；步骤二、挤压温度400～440℃，热挤比为8～25，挤压时添加润滑剂，润滑剂按重量百分比由HG-72H号气缸油50～60％、鳞片状石墨40～50％，挤压时采用活动模支承，挤压成空心无缝管材；步骤三、对步骤二挤压成形的空心无缝管材在468～475℃进行淬火处理；步骤四、时效制度金属温度140～150℃，保温时间18～22小时后，经过辊式矫直，即制得煤矿支柱用铝合金管材。
本发明在7A15合金铸锭化学成分中Mg含量为2.60～2.90％，Zn含量为4.60～5.20％，显著提高了该合金力学性能，抗拉强度达470Mpa，屈服强度达到420Mpa，提高了管材的使用耐磨性和使用寿命；挤压时配置的润滑剂可使挤压管材表面质量提高，有效控制擦伤废品的产生；挤压时采用活动模支承，可有效调节管材的壁厚不均；热挤压比为8～25，保证了挤压效应，可提高管材的强度；切尾长度为300～400mm，保证低倍组织合格；采用辊式矫直设备，可保证管材的平直度。
具体实施例方式
具体实施方式
一本实施方式的煤矿支柱用铝合金管材，按重量百分比由Si含量为0～0.04％、Fe含量为0～0.04％、Cu含量为0.55～0.99％、Mn含量为0.15～0.35％、Mg含量为2.60～2.90％、Zn含量为4.60～5.20％、余量为Al制成。
具体实施例方式
二本实施方式按重量百分比由Si含量为0.01％、Fe含量为0.04％、Cu含量为0.55％、Mn含量为0.35％、Mg含量为2.60％、Zn含量为5.20％、余量为Al制成。
具体实施例方式
三本实施方式按重量百分比由Si含量为0.02％、Fe含量为0.02％、Cu含量为0.7％、Mn含量为0.25％、Mg含量为2.75％、Zn含量为4.9％、余量为Al制成。
具体实施例方式
四本实施方式按重量百分比由Si含量为0.04％、Fe含量为0.01％、Cu含量为0.99％、Mn含量为0.15％、Mg含量为2.90％、Zn含量为4.60％、余量为Al制成。
具体实施例方式
五本实施方式的煤矿支柱用铝合金管材制备方法的步骤如下步骤一、按重量百分比由Si含量为0～0.04％、Fe含量为0～0.04％、Cu含量为0.55～0.99％、Mn含量为0.15～0.35％、Mg含量为2.60～2.90％、Zn含量为4.60～5.20％、余量为Al制成空心铸锭(7A15)；步骤二、挤压温度400～440℃，热挤比为8～25，挤压时添加润滑剂，润滑剂按重量百分比由HG-72H号气缸油50～60％、鳞片状石墨40～50％，挤压时采用活动模支承，挤压成空心无缝管材；步骤三、对步骤二挤压成形的空心无缝管材在468～475℃进行淬火处理；步骤四、时效制度金属温度140～150℃，保温时间18～22小时后，经过辊式矫直达到平直度，切尾长度为300～400mm，即制得煤矿支柱用铝合金管材。
具体实施例方式
六本实施方式的步骤一、按重量百分比由Si含量为0.01％、Fe含量为0.04％、Cu含量为0.55％、Mn含量为0.35％、Mg含量为2.60％、Zn含量为5.20％、余量为Al制成空心铸锭；步骤二、挤压温度440℃，热挤比为25，挤压时添加润滑剂，挤压成空心无缝管材；步骤三、对步骤二挤压成形的空心无缝管材在475℃进行淬火处理；步骤四、时效制度金属温度140℃，保温时间22小时后，经过辊式矫直，即制得煤矿支柱用铝合金管材。其它步骤与具体实施方式
五相同。
具体实施例方式
七本实施方式的步骤一、按重量百分比由Si含量为0.02％、Fe含量为0.02％、Cu含量为0.7％、Mn含量为0.25％、Mg含量为2.75％、Zn含量为4.9％、余量为Al制成空心铸锭；步骤二、挤压温度420℃，热挤比为16，挤压时添加润滑剂，挤压成空心无缝管材；步骤三、对步骤二挤压成形的空心无缝管材在471℃进行淬火处理；步骤四、时效制度金属温度145℃，保温时间20小时后，经过辊式矫直，即制得煤矿支柱用铝合金管材。其它步骤与具体实施方式
五相同。
具体实施例方式
八本实施方式的步骤一、按重量百分比由Si含量为0.04％、Fe含量为0.01％、Cu含量为0.99％、Mn含量为0.15％、Mg含量为2.90％、Zn含量为4.60％、余量为Al制成空心铸锭；步骤二、挤压温度400℃，热挤比为8，挤压时添加润滑剂，挤压成空心无缝管材；步骤三、对步骤二挤压成形的空心无缝管材在468℃进行淬火处理；步骤四、时效制度金属温度150℃，保温时间18小时后，经过辊式矫直，即制得煤矿支柱用铝合金管材。其它步骤与具体实施方式
五相同。
权利要求
1.煤矿支柱用铝合金管材，其特征在于按重量百分比由Si含量为0～0.04％、Fe含量为0～0.04％、Cu含量为0.55～0.99％、Mn含量为0.15～0.35％、Mg含量为2.60～2.90％、Zn含量为4.60～5.20％、余量为Al制成。
2.根据权利要求1所述的煤矿支柱用铝合金管材，其特征在于按重量百分比由Si含量为0.01％、Fe含量为0.04％、Cu含量为0.55％、Mn含量为0.35％、Mg含量为2.60％、Zn含量为5.20％、余量为Al制成。
3.根据权利要求1所述的煤矿支柱用铝合金管材，其特征在于按重量百分比由Si含量为0.02％、Fe含量为0.02％、Cu含量为0.7％、Mn含量为0.25％、Mg含量为2.75％、Zn含量为4.9％、余量为Al制成。
4.根据权利要求1所述的煤矿支柱用铝合金管材，其特征在于按重量百分比由Si含量为0.04％、Fe含量为0.01％、Cu含量为0.99％、Mn含量为0.15％、Mg含量为2.90％、Zn含量为4.60％、余量为Al制成。
5.权利要求1的煤矿支柱用铝合金管材的制备方法，其特征在于方法的步骤如下步骤一、按重量百分比由Si含量为0～0.04％、Fe含量为0～0.04％、Cu含量为0.55～0.99％、Mn含量为0.15～0.35％、Mg含量为2.60～2.90％、Zn含量为4.60～5.20％、余量为Al制成空心铸锭；步骤二、挤压温度400～440℃，热挤比为8～25，挤压时添加润滑剂，润滑剂按重量百分比由HG-72H号气缸油50～60％鳞片状石墨40～50％，挤压时采用活动模支承，挤压成空心无缝管材；步骤三、对步骤二挤压成形的空心无缝管材在468～475℃进行淬火处理；步骤四、时效制度金属温度140～150℃，保温时间18～22小时后，经过辊式矫直，即制得煤矿支柱用铝合金管材。
6.根据权利要求5所述的煤矿支柱用铝合金管材的制备方法，其特征在于步骤一、按重量百分比由Si含量为0.01％、Fe含量为0.04％、Cu含量为0.55％、Mn含量为0.35％、Mg含量为2.60％、Zn含量为5.20％、余量为Al制成空心铸锭；步骤二、挤压温度440℃，热挤比为25，挤压时添加润滑剂，挤压成空心无缝管材；步骤三、对步骤二挤压成形的空心无缝管材在475℃进行淬火处理；步骤四、时效制度金属温度140℃，保温时间22小时后，经过辊式矫直，即制得煤矿支柱用铝合金管材。
7.根据权利要求5所述的煤矿支柱用铝合金管材的制备方法，其特征在于步骤一、按重量百分比由Si含量为0.02％、Fe含量为0.02％、Cu含量为0.7％、Mn含量为0.25％、Mg含量为2.75％、Zn含量为4.9％、余量为Al制成空心铸锭；步骤二、挤压温度420℃，热挤比为16，挤压时添加润滑剂，挤压成空心无缝管材；步骤三、对步骤二挤压成形的空心无缝管材在471℃进行淬火处理；步骤四、时效制度金属温度145℃，保温时间20小时后，经过辊式矫直，即制得煤矿支柱用铝合金管材。
8.根据权利要求5所述的煤矿支柱用铝合金管材的制备方法，其特征在于步骤一、按重量百分比由Si含量为0.04％、Fe含量为0.01％、Cu含量为0.99％、Mn含量为0.15％、Mg含量为2.90％、Zn含量为4.60％、余量为Al制成空心铸锭；步骤二、挤压温度400℃，热挤比为8，挤压时添加润滑剂，挤压成空心无缝管材；步骤三、对步骤二挤压成形的空心无缝管材在468℃进行淬火处理；步骤四、时效制度金属温度150℃，保温时间18小时后，经过辊式矫直，即制得煤矿支柱用铝合金管材。
全文摘要
煤矿支柱用铝合金管材及其制备方法，它涉及管材及其制备方法。它解决了现有煤矿支柱用管材承受载荷的能力低的问题。本发明的管材，按重量百分比由Si含量为0～0.04％、Fe含量为0～0.04％、Cu含量为0.55～0.99％、Mn含量为0.15～0.35％、Mg含量为2.6～2.9％、Zn含量为4.60～5.20％、余量为Al制成。方法为一、按重量百分比由Si含量为0～0.04％、Fe含量为0～0.04％、Cu含量为0.55～0.99％、Mn含量为0.15～0.35％、Mg含量为2.6～2.9％、Zn含量为4.6～5.2％、余量为Al制成空心铸锭；二、挤压成空心管材；三、对挤压成形的空心无缝管材进行淬火；四、经热处理和辊式矫直，即制得煤矿支柱用铝合金管材。本发明的管材抗拉强度达470Mpa，屈服强度达到420Mpa，提高了管材的耐磨性和使用寿命。
文档编号E21D15/00GK101037746SQ20071007208
公开日2007年9月19日 申请日期2007年4月23日 优先权日2007年4月23日
发明者左宏卿, 宋微, 夏建奎, 李世伟, 吴欣凤 申请人:东北轻合金有限责任公司