2A12鋁合金厚壁管材生產工藝研究

張秋錦

（中國鋁業西北鋁加工分公司，甘肅 隴西 748111）

2A12鋁合金厚壁管材生產工藝研究

張秋錦

（中國鋁業西北鋁加工分公司，甘肅 隴西 748111）

通過對φ258×9.5mm大規格2A12合金管材的研制，進一步掌握了生產該合金管材的擠壓、輥矯、張力拉伸等關鍵技術，為今后開發硬合金管材積累了生產經驗。

2A12合金管材；擠壓；輥矯；張力拉伸

0 前言

2A12T4為Al-Cu-Mg-Mn系中的典型硬鋁合金，強度高，可進行熱處理強化，廣泛用作結構材料。隨著經濟建設的發展，對2A12厚壁管材的需求量也越來越大， 對該合金管材的尺寸、性能和表面要求也越來越高。為了滿足用戶的要求，拓寬2A12合金管材的市場，本文針對2A12合金φ258×9.5mm厚管進行了生產研究，進一步鞏固了2A12合金管材的生產工藝，也為今后硬鋁合金的開發奠定了基礎。

1 技術要求

表1列出了2A12合金管材尺寸及允許偏差。

表1 2A12合金管材尺寸及允許偏差

技術標準：XSX056-2011

室溫力學性能：σb=3 9 0～4 5 0 M P a；δ5≥10%。

管材表面應光潔、干凈，不允許有裂紋、氣泡、外來夾雜物。

2 材料、設備及工藝

2.1 鑄錠的化學成分

鑄錠的化學成分見表2。

表2 2A12合金化學成分表（質量分數/%）

2.2 設備

擠壓設備為45MN反向擠壓機；加熱爐為工頻感應加熱爐；淬火爐為18m淬火爐；人工時效爐為20T退火、時效爐。

2.3 試制方案及工藝制度

2A12T4狀態鋁合金管材各工序生產工藝制度及方案見表3。

2A12T4合金管材的生產工藝路線為：鑄錠加熱→擠壓→切尾→預矯直→淬火→張力矯直→切頭尾、取樣→檢查→時效→切成品→檢查→交貨、入庫

表3 試制方案及工藝制度

3 試制結果

2A12 T4合金管材尺寸實測值及力學性能的實測值分別見表4和表5。

表4 管材尺寸實測值

表5 管材力學性能實測值

4 討論

本研究中，在45000KN擠壓機上采用無潤滑穿孔反向擠壓技術生產，尺寸精度高，前后端尺寸均勻，內表面質量好，為成品管材尺寸精度提供了保證。

管材矯直是在九輥矯直機上進行的。該設備上輥為5個矯直輥，下輥為4個矯直輥，前三對矯直輥成對布置，后三個矯直輥交錯布置。決定矯直質量的關鍵是制品與矯直輥接觸的緊密程度，即矯直壓力和矯直輥傾角的大小。壓力的大小主要取決于制品的合金狀態和彎曲程度。矯直時，由于擠壓后的管材具有一定橢圓度，很容易產生矯直環線和矯不直的現象。因此，在試制過程中采用預矯直，將矯直輥的壓力以及角度逐漸調整，使三對主動輥矯直后的螺旋環線在管材表面完全重合，保證管材矯直后的受力條件完全一致，從而校正其橢圓度；根據合金、規格和彎曲度調整輥壓和反彎量。為了防止輥面粘金屬，以及增加咬入制品的能力和帶動從動輥旋轉，提高制品的表面質量，應在矯直前和矯直過程中不斷地向輥子上澆油潤滑輥子表面。

為了達到性能要求，淬火溫度選擇498℃，保溫時間為60min，水溫大于等于50℃，因為冷卻速度的大小對制品影響很大，當冷卻速度增大時，制品的殘余應力也會增大，對精整矯直增加了困難。而冷卻速度與水溫有關，水溫越高，冷卻速度越慢，制品冷卻后的變形程度越小，有利于精整矯直。

淬火時管材內部應力的不均勻變化，使制品產生了彎曲變形。為了消除或減少內應力，同時達到要求的直線度，選擇了張力矯直，拉伸率控制在1%。

張力矯直前，根據管材的外徑和內徑，制作了專用的夾具和芯子。芯子是鋁合金棒制作而成的，但是對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，端頭容易夾扁，影響管材的外徑尺寸，一般芯子的尺寸要比管材內徑小5mm。拉伸時的夾具制作成半弧形，增大管材與夾具的接觸面積。

張力矯直時，管材的夾持方法對矯直效果和切頭長度有很大影響，管材裝入矯直的鉗口時，要夾牢夾正，前后要在同一中心線上，管材夾持長度應適當，過長造成浪費，過短易造成斷頭，一般控制在100～200mm范圍內。

根據不同合金孕育期的長短不同，給予了控制淬火完了至拉伸矯直的時間間隔，對于2A12合金不超過3h，因為這時候材料的塑性良好，容易矯直，時間間隔過長，將會由于部分時效，使制品的強度升高，塑性降低，在拉伸時，容易造成斷裂，使成品率降低。

5 結束語

通過對φ258×9.5mm大規格2A12合金管材的研制，進一步掌握了生產這種管材擠壓、輥矯、張力矯直等關鍵技術，為今后開發硬合金管材積累了生產經驗。

[1] 鄧小民.擠壓溫度對2A12鋁合金T4狀態管材力學性能的影響[J].輕合金加工技術，2002，02

[2] 曹秀萍.淬火制度對2A12 T4小規格管材力學性能的影響[J].輕合金加工技術，2010，06

[3] 肖亞慶，謝永申，劉靜安，等.鋁加工技術實用手冊[M].北京：冶金工業出版社，2005

（編輯：張為賓）

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

摩根大通上調今明兩年鋁價預期

張秋錦（1984-），女，張家口人，助理工程師。

2013-11-19

摩根大通發表研究報告，上調今明兩年鋁價預期，同時調高今年全球主要鋁市場的供需缺口預期。摩根大通將2014年鋁價預期從每噸1844美元上調至1888美元，并將2015年預測從每噸1900美元上調至2125美元。報告指出，全球鋁生產商繼續關停高成本運營，而實際溢價可能維持強勢，部分歸因于美國、南歐及中國的需求較預期強勁。此外，摩根大通還將2014年全球主要鋁市場的供需缺口預期從17.6萬公噸調高至43.9萬公噸。