2A12铝合金厚壁管材生产工艺研究

张秋锦

（中国铝业西北铝加工分公司，甘肃 陇西 748111）

2A12铝合金厚壁管材生产工艺研究

张秋锦

（中国铝业西北铝加工分公司，甘肃 陇西 748111）

通过对φ258×9.5mm大规格2A12合金管材的研制，进一步掌握了生产该合金管材的挤压、辊矫、张力拉伸等关键技术，为今后开发硬合金管材积累了生产经验。

2A12合金管材；挤压；辊矫；张力拉伸

0 前言

2A12T4为Al-Cu-Mg-Mn系中的典型硬铝合金，强度高，可进行热处理强化，广泛用作结构材料。随着经济建设的发展，对2A12厚壁管材的需求量也越来越大， 对该合金管材的尺寸、性能和表面要求也越来越高。为了满足用户的要求，拓宽2A12合金管材的市场，本文针对2A12合金φ258×9.5mm厚管进行了生产研究，进一步巩固了2A12合金管材的生产工艺，也为今后硬铝合金的开发奠定了基础。

1 技术要求

表1列出了2A12合金管材尺寸及允许偏差。

表1 2A12合金管材尺寸及允许偏差

技术标准：XSX056-2011

室温力学性能：σb=3 9 0～4 5 0 M P a；δ5≥10%。

管材表面应光洁、干净，不允许有裂纹、气泡、外来夹杂物。

2 材料、设备及工艺

2.1 铸锭的化学成分

铸锭的化学成分见表2。

表2 2A12合金化学成分表（质量分数/%）

2.2 设备

挤压设备为45MN反向挤压机；加热炉为工频感应加热炉；淬火炉为18m淬火炉；人工时效炉为20T退火、时效炉。

2.3 试制方案及工艺制度

2A12T4状态铝合金管材各工序生产工艺制度及方案见表3。

2A12T4合金管材的生产工艺路线为：铸锭加热→挤压→切尾→预矫直→淬火→张力矫直→切头尾、取样→检查→时效→切成品→检查→交货、入库

表3 试制方案及工艺制度

3 试制结果

2A12 T4合金管材尺寸实测值及力学性能的实测值分别见表4和表5。

表4 管材尺寸实测值

表5 管材力学性能实测值

4 讨论

本研究中，在45000KN挤压机上采用无润滑穿孔反向挤压技术生产，尺寸精度高，前后端尺寸均匀，内表面质量好，为成品管材尺寸精度提供了保证。

管材矫直是在九辊矫直机上进行的。该设备上辊为5个矫直辊，下辊为4个矫直辊，前三对矫直辊成对布置，后三个矫直辊交错布置。决定矫直质量的关键是制品与矫直辊接触的紧密程度，即矫直压力和矫直辊倾角的大小。压力的大小主要取决于制品的合金状态和弯曲程度。矫直时，由于挤压后的管材具有一定椭圆度，很容易产生矫直环线和矫不直的现象。因此，在试制过程中采用预矫直，将矫直辊的压力以及角度逐渐调整，使三对主动辊矫直后的螺旋环线在管材表面完全重合，保证管材矫直后的受力条件完全一致，从而校正其椭圆度；根据合金、规格和弯曲度调整辊压和反弯量。为了防止辊面粘金属，以及增加咬入制品的能力和带动从动辊旋转，提高制品的表面质量，应在矫直前和矫直过程中不断地向辊子上浇油润滑辊子表面。

为了达到性能要求，淬火温度选择498℃，保温时间为60min，水温大于等于50℃，因为冷却速度的大小对制品影响很大，当冷却速度增大时，制品的残余应力也会增大，对精整矫直增加了困难。而冷却速度与水温有关，水温越高，冷却速度越慢，制品冷却后的变形程度越小，有利于精整矫直。

淬火时管材内部应力的不均匀变化，使制品产生了弯曲变形。为了消除或减少内应力，同时达到要求的直线度，选择了张力矫直，拉伸率控制在1%。

张力矫直前，根据管材的外径和内径，制作了专用的夹具和芯子。芯子是铝合金棒制作而成的，但是对芯子的尺寸也是有要求的，芯子尺寸偏大，不容易填塞到管子里面，尺寸偏小，端头容易夹扁，影响管材的外径尺寸，一般芯子的尺寸要比管材内径小5mm。拉伸时的夹具制作成半弧形，增大管材与夹具的接触面积。

张力矫直时，管材的夹持方法对矫直效果和切头长度有很大影响，管材装入矫直的钳口时，要夹牢夹正，前后要在同一中心线上，管材夹持长度应适当，过长造成浪费，过短易造成断头，一般控制在100～200mm范围内。

根据不同合金孕育期的长短不同，给予了控制淬火完了至拉伸矫直的时间间隔，对于2A12合金不超过3h，因为这时候材料的塑性良好，容易矫直，时间间隔过长，将会由于部分时效，使制品的强度升高，塑性降低，在拉伸时，容易造成断裂，使成品率降低。

5 结束语

通过对φ258×9.5mm大规格2A12合金管材的研制，进一步掌握了生产这种管材挤压、辊矫、张力矫直等关键技术，为今后开发硬合金管材积累了生产经验。

[1] 邓小民.挤压温度对2A12铝合金T4状态管材力学性能的影响[J].轻合金加工技术，2002，02

[2] 曹秀萍.淬火制度对2A12 T4小规格管材力学性能的影响[J].轻合金加工技术，2010，06

[3] 肖亚庆，谢永申，刘静安，等.铝加工技术实用手册[M].北京：冶金工业出版社，2005

（编辑：张为宾）

Research on Production Process for 2A12 Aluminum Alloy Thick Wall Tube

ZHANG Qiu-jin
(Chalco Northwest Aluminum Branch, Longxi 748111，China)

The key technologies such as extrusion, roll straightening and tension were grasped by the development of the large-scale 2A12 aluminum alloy tube with Ф258×9.5mm, which have positive significance for development and production of hard alloy tube.

2A12 alloy tube; extrusion; roll;tension

TG376.9

B

1005-4898(2014)04-0061-03

10.3969/j.issn.1005-4898.2014.04.15

摩根大通上调今明两年铝价预期

张秋锦（1984-），女，张家口人，助理工程师。

2013-11-19

摩根大通发表研究报告，上调今明两年铝价预期，同时调高今年全球主要铝市场的供需缺口预期。摩根大通将2014年铝价预期从每吨1844美元上调至1888美元，并将2015年预测从每吨1900美元上调至2125美元。报告指出，全球铝生产商继续关停高成本运营，而实际溢价可能维持强势，部分归因于美国、南欧及中国的需求较预期强劲。此外，摩根大通还将2014年全球主要铝市场的供需缺口预期从17.6万公吨调高至43.9万公吨。