超大规格6061铝合金薄壁管生产工艺技术研究

03
305 ～ 291
281 ～ 291
10． 0 ～ 11． 5
在本试制中，在 45 MN 挤压机采用无润滑半穿 孔反向挤压技术生产管坯，其尺寸精度高，前后端尺 寸均匀，内表面质量好，为拉伸控制管材尺寸精度提 供了保证。
对于大规格 薄 壁 管 材 来 说，夹 头 制 作 质 量 是 保 证冷拔过程顺利进行的关键。为此，在制作夹头时， 采用专用夹钳，夹头处垫辅助垫，从而确保了夹头强 度，避免拉伸过程中夹头拉断。
Technology study on 6061 aluminum alloy thin-wall tube with super specification
CAO Xiu-ping
（ Chalco Aluminum Branch，Longxi 784111，China）
Abstract： It is difficult to produce aluminum alloy thin-wall tube with super specification．
来一直依靠进口。 本课题对 Ф270 mm × 6 mm 超大规格 6061 铝合
金薄壁管材进行生产工艺研究。
1 超大规格薄壁管的技术要求
1． 1 管材的材质、尺寸及其公差 管材材质为 6061 铝合金，T6 状态。研制管材规
格允许尺寸偏差见表 1。
收稿日期： 2010 － 06 － 20 作者简介： 曹秀萍（ 1962 － ） ，女，河北卢龙人，工程师。
管材矫直在九辊矫直机上进行，该设备上辊为 5
参考文献：
图 2 整径减径量与管材圆度偏差关系图
个矫直辊，下辊为 4 个矫直辊，前三对矫直辊成对布 置，后 3 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合金状态 和弯曲程度。矫直时，由于淬火、整径后的管材仍在 时效孕育期，强度低，弹性小，并且具有一定椭圆度， 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 铝，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。
The production technology of Ф270 mm × 6 mm aluminum alloy tube has been investigated． The high precision tube stock was produced on 45 MN extrusion press by backward extrusion without lubricant． During drawing special hook and mat have been used to prevent griping down the tube end and hare alloy model has been adopted for getting clean tube surface． The diameter reducing volume has been controlled at the processing of diameter rectifying processing． Pre-straightening was adopted on the roll straightener，the pressure and the angle of the rolls have been adjusted meticulously． The thin-wall 6061 aluminum alloy tube with high precision size，mini-crook and excellent surface was produced successfully．
A/% ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ3． 0 ～ 16． 4
纵向 02
290 ～ 296
263 ～ 272
13． 1 ～ 16． 2
03
291 ～ 297
262 ～ 271
13． 3 ～ 16． 3
01
305 ～ 292
281 ～ 292
10． 0 ～ 11． 8
横向 02
306 ～ 291
282 ～ 291
10． 1 ～ 11． 6
对于超大规 格 管 材，整 径 模 的 定 径 带 长 度 不 宜 过短，否则易造成管材椭圆，并影响尺寸稳定。在本 试制中，整径模定径带长度设计为 35 mm，整径后的 管材平均外径尺寸控制在 Φ270 mm ± 0． 15 mm。
图 1 用硬质合金模拉伸和钢质模拉伸管材的优良数比较
整径时的减径量对控制成品尺寸精度及表面质 量影响较大。如图 2 所示，减径量为 1． 5 mm ～ 2． 0 mm 时，对于管材圆度精确控制是有利的，拉伸的稳 定性良好； 而减径量为 0． 5 mm ～ 1． 0 mm，对控制管 材的尺寸精 度 和 消 除 椭 圆 均 不 利。 这 是 因 为，超 大 规格管材当 减 径 量 太 小 时，由 于 拉 力 小 和 弹 力 小 易 造成拉拔小车脱钩，制品表面有停车痕，管材容易弯 曲。但当空拉减径量过大时，容易出现失稳现象，同 时内表面容易产生粗糙，降低表面质量。
拉伸时分别采用硬质合金模和钢质模（ 钢质模
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表面经电镀处理） 两种模具，从生产的管材表面质量 来看，硬质合金模明显优于钢质模 （ 如图 1 所示） 。 这主要是硬质合金模硬度高，耐磨性好，其表面不易 粘铝。另外，夹 头 制 作 质 量 对 管 材 表 面 质 量 也 有 一 定影响，若打头不好，极易在折叠部位产生划沟。
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
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2010，Vol． 38，№11
超大规格 6061 铝合金薄壁管生产工艺技术研究
曹秀萍
（ 中铝西北铝加工分公司，甘肃 陇西 748111）
摘要： 超大规格铝合金薄壁管生产难度大。试验研究了外径 270 mm、壁厚 6 mm 的 6061 铝合金管材生产工艺技术。 在 45 MN 挤压机上采用无润滑半穿孔反向挤压出尺寸精度高的管坯； 在拉拔工序，采用专用夹钳、辅助垫，避免了夹 头拉断，并采用硬质合金模具使管材表面光洁； 整径过程控制减径量； 辊式矫直过程采用预矫直、精心逐渐调整矫直 辊压力及角度。生产出了尺寸精度高、弯曲度小、表面质量好、力学性能符合要求的 6061 铝合金薄壁管材。 关键词： 6061 铝合金； 超大规格薄壁管； 挤压； 拉拔 中图分类号： TG359； TG379 文献标识码： A 文章编号： 1007 － 7235（ 2010） 11 － 0028 － 03
工艺参数 加热温度（ 500 ～ 532） ℃ 挤压速度（ 3． 5 ～ 5） mm / min，挤出长度 7 200 mm，挤压比为 12． 4 退火温度（ 400 ～ 430） ℃ 、保温 3 h，以不大于 30℃ / h 的速度冷却到 250℃ 以下后出炉 加入辅助材料 拉伸系数 1． 19 淬火加热温度（ 535 ± 5） ℃ ，升温时间 40 min，保温时间 60 min 减径系数 1． 06 九辊矫直机辊矫 时效温度（ 175 + 5） ℃ ，保温 12 h
270． 3 ～ 270． 5
6． 15 ～ 6． 28
5． 95 ～ 6． 30
mm
弯曲度（ 全长） 2． 45 ～ 3． 0 2． 8 ～ 3． 0 2． 8 ～ 3． 0
表 5 管材力学性能实测值
方向 批号 01
Rm / （ N·mm － 2 ） 291 ～ 298
Rp0． 2 / （ N·mm － 2 ） 262 ～ 273
Key words： 6061 aluminum alloy； super specification thin-walled tube； extrusion； drawing
铝合金薄壁管的生产方式一般是采用热挤压方 法生产管坯，然 后 通 过 冷 轧 或 拉 伸 生 产 出 所 需 要 规 格的成品管。铝合金薄壁管的外径一般不超过 120 mm，对于外径小于或等于 80mm 的管材，冷加工时 可采用冷轧或拉伸方法生产； 外径大于 80 mm 的管 材，则采用拉伸方法生产。随着管材规格增大，生产 难度增大。超大规格铝合金薄壁管材是指外径拉伸 大于 120 mm 的管材，其生产难度很大，我国长期以
4 结束语
通过对 Ф270 mm × 6 mm 超大规格 6061 铝合金 薄壁管材的 研 制，初 步 掌 握 了 这 种 管 材 挤 压、打 头、 冷拔、整径、矫 直 等 生 产 的 关 键 技 术，对 于 今 后 开 发 超大规格薄壁管材积累了经验。
［1］ 邵玉田． 6063 铝合金型材表面白斑缺陷的研究［J］． 轻合金加工技术，2000，28（ 5） ： 32 － 34． ［2］ 陈准，谭澄宇． 热处理制定对 6013 和 6061 合金拉伸性能的影响［J］． 轻合金加工技术，2001，29（ 1） ： 25
N / mm2 ，轴 向 伸 长 率 AL ≥ 12% ，横 向 伸 长 率 AT ≥ 10% 。
2 研制方案
工艺流程： 铸锭加热→挤压→ 退火→缩头→拉 伸→淬火→整径→矫直→人工时效→成品检查。
拟定的主要工序的工艺参数见表 2。
3 试制结果及讨论
挤压管坯的实测尺寸见表 3。成品管材的尺寸 和力学性能分别见表 4 和表 5。
工序 铸锭加热
挤压 毛坯退火 打头、打眼
拉伸 淬火 整径 矫直 人工时效
表 2 生产超大规格薄壁管的主要工序及工艺参数
规格 / mm Φ410 × 272 × 630 Φ277 × 263 × 7 Φ277 × 263 × 7 Φ277 × 263 × 7 Φ271． 5 × 259． 5 × 6 Φ271． 5 × 259． 5 × 6 Φ270 × 6 Φ270 × 6 Φ270 × 6
表 4 成品管材尺寸实测值
外径 中部 270． 2 ～ 270． 4
尾部 270． 2 ～ 270． 5
壁厚
头部
尾部
6． 05 ～ 6． 20
5． 95 ～ 6． 20
270． 0 ～ 270． 5
269． 8`270． 4
6． 05 ～ 6． 28
5． 95 ～ 6． 20
270． 0 ～ 270． 5
－ 27． ［3］ 肖亚庆，谢水生，刘静安，等． 铝加工技术实用手册［M］． 北京： 冶金工业出版社，2005．
云南新美铝铝业有限公司再获美国 FDA 认证
从云南新美铝铝业有限公司获悉，云南新美铝铝业有限公司于 2010 年初再次通过美国 FDA（ Food and DRug Administration） ———食品及药品管理局的认证，并收到该局签发的证书。由于该局对食品及药品包装材 料的审核、检测与认证既严谨又科学，这一认证已成为世界公认的标准。获得了 FDA 认证书就等于拿到了通 往世界各国与地区食品及医药市场的“签证”。云南新美铝铝业有限公司的包装箔通过 FDA 认证，表明该公 司的包装箔不仅可以行销北美市场，而且可以销往世界各地。
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表 1 6061 铝合金 Ф270 mm × 6 mm 规格 管材及允许尺寸偏差
长度 mm
弯曲度 mm / m
外径允许偏差 mm
壁厚允许偏差 mm
6000
≤0． 5
≤ ± 0． 6
≤ ± 0． 3
1． 2 管材力学性能指标 抗拉强度 Rm≥290 N / mm2 ，屈服强度 Rp0． 2 ≥260
管坯规格 Φ277 × 263 × 7
表 3 挤压管坯尺寸实测值
外径 278． 8 ～ 280． 3
管坯尺寸实测值 内径
262 ～ 263． 5
mm
壁厚 6． 75 ～ 7． 26
批号
01 02 03
头部 270． 0 ～ 270． 5 269． 8 ～ 270． 4 269． 8 ～ 270． 5