[发明专利]一种4系铝合金、管材的加工方法和应用

说明书

本发明涉及一种4系铝合金、管材的加工方法和应用，该4系铝合金的配方原料包括以下组分：Si 9.0‑10.5wt.%，Fe≤0.5wt.%，Cu≤0.3wt.%，Mn≤0.2wt.%，Mg≤0.2wt.%，Ti≤0.2wt.%，余量为Al。加工方法包括将4系铝合金的配方原料混合熔炼铸造成圆锭，圆锭经正向挤压得到管材。本发明打破长期以来固有的思维‑铝合金复合管的外层套管管坯只能用反向挤压方式生产的无缝管，而是通过采用特定4系铝合金的配方，配合正向挤压的加工方法制备的4系铝合金管材中含Si第二相分布均匀弥散，为后续组合的复合铝棒挤出成型复合管提供了优良的4系包覆层组织，能够满足复合管包覆层钎焊的性能要求，且本发明加工方法简单，效率高，成本低。

技术领域

本发明属于金属材料加工技术领域，具体涉及一种4系铝合金、管材的加工方法和应用。

背景技术

铝合金复合管，在空调、汽车上的应用越来越广，对复合管的品质要求也越来越高，传统的铝合金复合管大多采用高频焊接的工艺，必然存在焊接线，在产品的服役过程中容易在焊接处失效，尤其是苛刻的环境下高频焊管品质要求达不到。因而开发了一种新的生产铝合金复合管的方式，即通过直接挤压复合铝棒的方式生产铝合金复合管。现阶段生产复合铝棒的常用方式有两种：

一、反向挤压外层套管，与车皮后的芯棒复合。外层套管为无缝管，借助反向挤压机成形。反向挤压铝棒需要车皮，影响成品率；并且挤压速度不高，尤其是在挤压4系合金时挤压效率相对更低。而且在挤压大外径的无缝套管时，需要大的反向挤压机，如挤压≥Φ100mm无缝管，配套≥4000T反向挤压机；挤压≥Φ178mm无缝管，配套≥10000T反向挤压机。4000T及以上的反向挤压机国内不多，尤其是国内具有万吨级反向挤压机在个位数，生产大外径的无缝管具有很大的局限性。

二、外层合金套管与内层芯棒复合铸造，外层套管为铸造成形。铸造两种合金需要开发特定的结晶器，而且两种合金同时凝固控制难度大，成品率低。并且在铸造过程中，效率低、产量低、成本高，很难大规模应用。

可见，现阶段上述两种方式生产外层套管都存在各自的局限性，因而有必要开发一种效率更高、成本更低的套管成型方式。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足提供一种高效率、低成本的且能够满足铝合金复合管包覆层钎焊性能的4系铝合金管材的加工方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种4系铝合金，按重量百分含量计，所述4系铝合金的配方原料包括以下组分：Si9.0-10.5wt.％，Fe≤0.5wt.％，Cu≤0.3wt.％，Mn≤0.2wt.％，Mg≤0.2wt.％，Ti≤0.2wt.％，余量为Al。

优选地，按重量百分含量计，所述4系铝合金的原料配方包括以下组分：Si 9.5-10.0wt.％，Fe 0.15-0.30wt.％，Cu≤0.15wt.％，Mn≤0.1wt.％，Mg≤0.1wt.％，Ti≤0.1wt.％，余量为Al。

本发明采取的另一技术方案是：一种4系铝合金管材的加工方法，所述加工方法包括以下步骤：

(1)将采用上述所述的4系铝合金的配方原料混合熔炼铸造成圆锭；

(2)所述圆锭经正向挤压得到管材。

根据本发明的一些实施方面，步骤(2)中，控制所述圆锭上机温度为380℃-470℃、模具上机温度为380℃-470℃、挤压筒温度为380℃-450℃、挤压速度为≤5.0mm/s，校直拉伸率为≤1.5％。

优选地，步骤(2)中，控制圆锭上机温度为400℃-440℃、模具上机温度为410℃-440℃、挤压筒温度为400℃-430℃、挤压速度为2.0mm/s-3.0mm/s，校直拉伸率为0.4％-0.8％。