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CN108080436A - 一种新式复合铝管的生产方法 - Google Patents

一种新式复合铝管的生产方法 Download PDF

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杜益冕
朱建军
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Anhui Tiantan Metal Material Co Ltd
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Anhui Tiantan Metal Material Co Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES, PROFILES OR LIKE SEMI-MANUFACTURED PRODUCTS OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, rods, wire, tubes, profiles or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, rods, wire, tubes, profiles or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Extrusion Of Metal (AREA)
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Abstract

本发明公布了一种新式复合铝管的生产方法，第1步：使用卧式热挤压机分别挤出外复合管、内复合管和芯管；第2步：用物理方法处理所述外复合管的内壁、芯管的内外壁和内复合管的外壁，使其表面粗糙度小0.025μm，表面光洁度小于0.02μm；并将外复合管套在芯管外，将内复合管插入芯管内；第3步：对所述第2步中嵌套完毕的复合管材进行冷拔，使其形成复合坯管；第4步：将所述复合坯管加热至接近熔融状态；第5步：对第4步中加热完毕的复合坯管送至皮尔格轧机进行热轧；第6步：再次使用皮尔格轧机进行冷轧；第7步：对复合坯管再次冷拔和热处理。使用该方法生产出来的复合铝管为无缝复合铝管，彻底避免了存在焊接缝隙时的泄漏、开裂等问题。

Description

一种新式复合铝管的生产方法
技术领域
本发明涉及机械领域，尤其涉及一种新式复合铝管的生产方法。
背景技术
复合铝管是指外层或者内层的铝材和铝芯的材料不一致的铝合金管材。目前这种复合铝合金管材的加工方法为：使用热轧复合技术制成复合层的带料，再用制管机把带料卷成管状，最后使用高频焊接机进行焊接。这样的传统方法制造出来的复合铝管存在一条高频焊接缝隙。由于这条焊缝因焊接形成，其内部组织结构和热轧形成的主体有明显的区别。在实际生产使用过程中，焊缝处容易泄露，开裂。其耐盐雾能力也明显不足。因此，需要一种新式复合铝管的生产方法以解决上述问题。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明的提供一种可以生产无焊接缝隙的新式复合铝管的生产方法，其技术内容为：一种新式复合铝管的生产方法，包括以下步骤，第1步：使用卧式热挤压机分别挤出外复合管、内复合管和芯管；第2步：用物理方法处理所述外复合管的内壁、芯管的内外壁和内复合管的外壁，使其表面粗糙度小0.025μm，表面光洁度小于0.02μm；并将外复合管套在芯管外，将内复合管插入芯管内；第3步：对所述第2步中嵌套完毕的复合管材进行冷拔，使其形成复合坯管；第4步：将所述复合坯管加热至接近熔融状态；第5步：对第4步中加热完毕的复合坯管送至皮尔格轧机进行热轧；第6步：再次使用皮尔格轧机进行冷轧；第7步：对复合坯管再次冷拔和热处理。
第1步，使用卧式热挤压机挤出外复合管、内复合管和芯管，挤压出无缝的外复合管、内复合管和芯管。第2步，用物理方法处理所述外复合管的内壁、芯管(3)的内外壁和内复合管(2)的外壁，使其表面粗糙度小0.025μm，表面光洁度小于0.02μm；利于外复合管、芯管和内复合管的依次嵌套。第3步，冷拔技术作用于嵌套的复合管材，使复合管材达满足加工需求的形状和力学性能。第4步，将所述复合坯管加热至接近熔融状态，在加热过程中，分子的热运动的动能增大，导致结晶破坏，复合坯管由晶态转化为接近液体状态，具备部分液体的物理性质。第5步，进行皮尔格热轧，热轧时金属塑性高，变形抗力低，大大减少了金属变形的能量消耗。热轧能改善金属及合金的加工工艺性能，即将铸造状态的粗大晶粒破碎，显着裂纹愈合，减少或消除铸造缺陷，将铸态组织转变为变形组织，提高合金的加工性能，使得外复合管、芯管和内复合管实现紧密结合；第6步，进行皮尔格冷轧，使得管材组织间结构紧密。第7步，结合冷拔、热处理使得复合铝管达到规格，纠正生产偏差。
更进一步的，外复合管、内复合管和管芯通过所述卧式热挤压机采用正向挤压焊合管或反向挤压无缝管挤出。金属挤压时型材流出方向与挤压轴运动方向相同，称为正向挤压或简称正挤压；金属挤压时型材流出方向与挤压轴运动方向相反，称为反向挤压或简称反挤压。正向挤压工艺成熟、方便；反向挤压所需挤压力小，能耗降低。其两者均适用于本发明，满足无缝外复合管、芯管以及内复合管的挤压要求。
更进一步的，所述外复合管和/或内复合管材质为4、7或9系列铝合金；芯管材质为1、3或6系列铝合金；外复合管直径为12-200mm，壁厚为1.2-35mm；芯管的直径为12-200mm，壁厚为12-80mm；相邻的外复合管和芯管的直径差、相邻的芯管和内复合管直径差均在0.05mm-20mm之间；外复合管壁厚与芯管壁厚数值比、内复合管壁厚与芯层管壁厚数值比均在3％-20％之间。
更进一步的，所述第2步中的物理方法包括金属刷抛光、球面铣床刨铣或抛光机抛光。所述方法均可使得外复合管、内复合管和芯管的表面粗糙度小于0.025，表面光洁度小于0.02。
更进一步的，所述第3步中复合坯管的长度为1-30米。
更进一步的，所述第4步中，加热的方法包括感应加热、火焰加热或热传导加热，加热温度为400-650度。所述的三种加热方法较为简便、快速以及易于控制，作为优选。而加热温度，即是根据所选合金材质的不同来选取的接近熔融的温度。
更进一步的，所述第5步中，使用皮尔格热轧时，所述皮尔格轧机内的内穿芯棒和压机缩径工作带上均涂抹纳米石墨烯隔热润滑膜，起到隔热润滑的作用，防止粘铝。变形量设置为5％-60％，道次数设置为1-9次。变形量和道次数的设置，根据合金材质的不同而设置。
更进一步的，所述第6步中，使用皮尔格轧机进行冷压时候，所述皮尔格轧机内的内穿芯棒和压机缩径工作带上均涂抹纳米石墨烯隔热润滑膜；起到隔热润滑的作用，防止粘铝。变形量设置为5％-70％，道次数设置为1-9次。变形量和道次数的设置，根据合金材质的不同而设置。
更进一步的，所述第7步中的冷拔技术包括盘拉或拉直，根据合金性质和成品要求状态，将冷拔道次为1-6次，每道次次断面加工率5％-60％之间；同样的，根据合金性质和成品要求状态所述第7步中的热处理包括感应加热或退火炉，温度范围为150-450度。
更进一步的，所述外复合管、芯管为光管、螺旋齿内螺纹或直齿内螺纹管。光管的优点在于嵌套简便；螺旋齿内螺纹或直齿内螺纹管的优点在于外复合管和芯管之间的固定，不会产生位移。
有益效果：本发明的一种新式复合铝管的生产方法，使用该方法生产出来的复合铝管为无缝复合铝管，彻底避免了存在焊接缝隙时的泄漏、开裂等问题；使用热处理、热轧和冷轧等多种工艺，使得生产出的复合铝管的具有较强的耐温性、加工性能以及冲压性能。
附图说明
图1为本发明的一种新式复合铝管的结构示意图。
具体实施方法
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图1所示，为使用本发明生产出来的新式复合铝管，其生产方法为：第1步：使用卧式热挤压机分别挤出外复合管、内复合管和芯管；第2步：用物理方法处理外复合管的内壁、芯管的内外壁和内复合管的外壁，使其表面粗糙度小0.025μm，表面光洁度小于0.02μm；并将外复合管套在芯管外，将内复合管插入芯管内；第3步：对第2步中嵌套完毕的复合管材进行冷拔，使其形成复合坯管；第4步：将复合坯管加热至接近熔融状态；第5步：对第4步中加热完毕的复合坯管送至皮尔格轧机进行热轧；第6步：再次使用皮尔格轧机进行冷轧；第7步：对复合坯管再次冷拔和热处理。
第1步，使用卧式热挤压机挤出外复合管、内复合管和芯管，挤压出无缝的外复合管、内复合管和芯管。第2步，用物理方法处理外复合管的内壁、芯管3的内外壁和内复合管2的外壁，使其表面粗糙度小0.025μm，表面光洁度小于0.02μm；这样的光滑程度利于外复合管、芯管和内复合管的依次嵌套。第3步，冷拔技术作用于嵌套的复合管材，使复合管材达满足加工需求的形状和力学性能。第4步，将复合坯管加热至接近熔融状态，在加热过程中，分子的热运动的动能增大，导致结晶破坏，复合坯管由晶态转化为接近液体状态，具备部分液体的物理性质。第5步，进行皮尔格热轧，热轧时金属塑性高，变形抗力低，大大减少了金属变形的能量消耗。热轧能改善金属及合金的加工工艺性能，即将铸造状态的粗大晶粒破碎，显着裂纹愈合，减少或消除铸造缺陷，将铸态组织转变为变形组织，提高合金的加工性能，使得外复合管、芯管和内复合管实现紧密结合；第6步，进行皮尔格冷轧，使得管材组织间结构紧密。第7步，结合冷拔技术和热处理使得复合铝管达到规格，纠正生产偏差。
外复合管、内复合管和管芯通过卧式热挤压机采用正向挤压焊合管或反向挤压无缝管挤出。金属挤压时型材流出方向与挤压轴运动方向相同，称为正向挤压或简称正挤压；金属挤压时型材流出方向与挤压轴运动方向相反，称为反向挤压或简称反挤压。正向挤压工艺成熟、方便；反向挤压所需挤压力小，能耗降低。其两者均适用于本发明，满足无缝外复合管、芯管以及内复合管的挤压要求。
外复合管和/或内复合管材质为4、7或9系列铝合金；芯管材质为1、3或6系列铝合金；外复合管直径为12-200mm，壁厚为1.2-35mm；芯管的直径为12-200mm，壁厚为12-80mm；相邻的外复合管和芯管的直径差、相邻的芯管和内复合管直径差均在0.05mm-20mm之间；外复合管壁厚与芯管壁厚数值比、内复合管壁厚与芯层管壁厚数值比均在3％-20％之间。
外复合管(1)、芯管(3)为光管、螺旋齿内螺纹或直齿内螺纹管。光管的优点在于嵌套简便；螺旋齿内螺纹或直齿内螺纹管的优点在于外复合管(1)和芯管(3)之间的固定，不会产生位移。
第2步中的物理方法包括金属刷抛光、球面铣床刨铣或抛光机抛光。方法均可使得外复合管、内复合管和芯管的表面粗糙度小于0.025，表面光洁度小于0.02。
第3步中复合坯管的长度为1-30米。
第4步中，加热的方法包括感应加热、火焰加热或热传导加热，加热温度为400-650度。的三种加热方法较为简便、快速以及易于控制，作为优选。而加热温度，即是根据所选合金材质的不同来选取的接近熔融的温度。
第5步中，使用皮尔格热轧时，皮尔格轧机内的内穿芯棒和压机缩径工作带上均涂抹纳米石墨烯隔热润滑膜，起到隔热润滑的作用，防止粘铝。变形量设置为5％-60％，道次数设置为1-9次。变形量和道次数的设置，根据合金材质的不同而设置。
第6步中，使用皮尔格轧机进行冷压时候，皮尔格轧机内的内穿芯棒和压机缩径工作带上均涂抹纳米石墨烯隔热润滑膜；起到隔热润滑的作用，防止粘铝。变形量设置为5％-70％，道次数设置为1-9次。变形量和道次数的设置，根据合金材质的不同而设置。
第7步中的冷拔技术包括盘拉或拉直，根据合金性质和成品要求状态，将冷拔道次为1-6次，每道次次断面加工率5％-60％之间；同样的，根据合金性质和成品要求状态第7步中的热处理包括感应加热或退火炉，温度范围为150-450度。
本发明的一种新式复合铝管的生产方法，使用该方法生产出来的复合铝管为无缝复合铝管，彻底避免了存在焊接缝隙时的泄漏、开裂等问题；使用热处理、热轧和冷轧等多种工艺，使得生产出的复合铝管的具有较强的耐温性、加工性能以及冲压性能。

Claims (10)

1.一种新式复合铝管的生产方法，其特征在于包括以下步骤：
第1步：使用卧式热挤压机分别挤出外复合管(1)、内复合管(2)和芯管(3)；
第2步：用物理方法处理所述外复合管的内壁、芯管(3)的内外壁和内复合管(2)的外壁，使其表面粗糙度小0.025μm，表面光洁度小于0.02μm；并将外复合管(1)套在芯管(3)外，将内复合管(2)插入芯管(3)内；
第3步：对所述第2步中嵌套完毕的复合管材进行冷拔，使其形成复合坯管；
第4步：将所述复合坯管加热至接近熔融状态；
第5步：对第4步中加热完毕的复合坯管送至皮尔格轧机进行热轧；
第6步：再次使用皮尔格轧机进行冷轧；
第7步：对复合坯管再次冷拔和热处理。
2.根据权利要求1所述的新式复合铝管的生产方法，其特征在于：所述第1步中，卧式热挤压机的挤压方法为正向挤压焊合管或反向挤压无缝管。
3.根据权利要求1所述的新式复合铝管的生产方法，其特征在于：所述外复合管(1)和/或内复合管(2)材质为4、7或9系列铝合金；芯管(3)材质为1、3或6系列铝合金；外复合管(1)直径为12-200mm，壁厚为1.2-35mm；芯管(3)的直径为12-200mm，壁厚为12-80mm；相邻的外复合管(1)和芯管(3)的直径差、相邻的芯管(3)和内复合管(2)直径差均在0.05mm-20mm之间；外复合管(1)壁厚与芯管(3)壁厚数值比、内复合管(2)壁厚与芯层管壁厚数值比均在3％-20％之间。
4.根据权利要求1所述的新式复合铝管的生产方法，其特征在于：所述第2步中的物理方法包括金属刷抛光、球面铣床刨铣或抛光机抛光。
5.根据权利要求1所述的新式复合铝管的生产方法，其特征在于：所述第3步中复合坯管的长度为1-30米。
6.根据权利要求1所述的新式复合铝管的生产方法，其特征在于：所述第4步中，加热的方法包括感应加热、火焰加热或热传导加热，加热温度为400-650度。
7.根据权利要求1所述的新式复合铝管的生产方法，其特征在于：所述第5步中，使用皮尔格热轧时，所述皮尔格轧机内的内穿芯棒和压机缩径工作带上均涂抹纳米石墨烯隔热润滑膜；变形量设置为5％-60％，道次数设置为1-9次。
8.根据权利要求1所述的新式复合铝管的生产方法，其特征在于：所述第6步中，使用皮尔格轧机进行冷压时候，所述皮尔格轧机内的内穿芯棒和压机缩径工作带上均涂抹纳米石墨烯隔热润滑膜；变形量设置为5％-70％，道次数设置为1-9次。
9.根据权利要求1所述的新式复合铝管的生产方法，其特征在于：所述第7步中的冷拔技术包括盘拉或拉直，冷拔道次为1-6次，每道次次断面加工率5％-60％之间；所述第7步中的热处理包括感应加热或退火炉，温度范围为150-450度。
10.根据权利要求1所述的新式复合铝管的生产方法，其特征在于：所述外复合管(1)、芯管(3)为光管、螺旋齿内螺纹或直齿内螺纹管。
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