铝及铝合金管材用途广泛, 规格品种繁多, 因此, 必须按照它们的尺寸形状、 供应状态、 内部组织特性、 生产方法和用途的不同加以分类, 并给予相应的表示标记。管材生产方法较复杂, 工序多, 常常需要进行反复热变形和冷变形、 各种热处理和精整等。但基本的变形方式仍是挤压、 轧制和拉拔。管材是轻金属材料中的主要产品。 铝及铝合金管材主要用于航空、 宇宙飞行、 国防工业、 交通运输、 电子通讯、 造船、 电力和建筑等行业。
1.2.1 铝及铝合金管材的品种、 分类
铝及铝合金管品种规格很多, 根据生产方法、 断面形状、 尺寸、 精度等级、 供应方式、 内部组织特征及用途的不同分类如下。
①根据几何形状的不同可分为: 圆管、 方管、 矩形管、 滴形管、 梯形管、 椭圆形管、 异形管和变断面管等多种。
②根据其生产方法不同分为: 挤压管、 冷轧管、 拉拔管、 旋压管等多种。
挤压管是通过挤压方法, 直接生产最终成品的管材。冷轧管是通过挤压方法生产管材压延坯料, 然后再经过轧制、 拉拔的加工方法使其获得最终成品的管材。拉拔管是通过挤压方法生产管材拉拔坯料, 然后再经过拉拔的加工方法使其获得最终成品的管材。旋压管是通过旋压方法直接获得最终成品的管材。
③根据管材的状态不同可分为: 退火状态管材、 淬火状态管材、 硬状态管材和挤压状态管材等。
④根据管材厚壁的不同可分为: 厚壁管和薄壁管。区别厚壁管和薄壁管, 不能简单以壁厚的尺寸大小来确定。有的薄壁管材的壁厚可能比厚壁管材的壁厚还要大。因此, 只有通过管材的技术标准来确定厚壁管和薄壁管。
⑤根据管材的内部组织特征不同可分为: 无缝管材和有缝管材。
⑥根据管材的用途不同可分为: 军用和民用导管、 壳体管、 容器管、 钻探管、 套管、 波导管、 冷凝管、 蒸发皿管、 光学仪器管、 农用灌溉管、 旗杆、 电线杆、 集电弓杆、 撬棍以及其他如耕种结构件管和装饰管以及生活用品管等。
1.2.2 铝及铝合金管材的规格及表示方法
铝及铝合金管材的规格范围取决于挤压机的吨位(挤压力)、 挤压工具的配备、 轧管机、 拉拔机、 矫直机的设备能力、 管材的合金和技术标准要求。国家推荐标准中确定的挤压管尺寸范围为外径Φ25 mm~Φ400 mm; 壁厚5~50 mm; 冷拉(轧制)管尺寸范围为外径6~120 mm; 壁厚0.5~5 mm。
目前用挤压法生产的铝合金管材最大直径可达1500 mm, 最小直径4 mm, 冷轧薄管最大直径可达120 mm以上, 最小直径15 mm以下。冷拉薄管直径在3~500 mm, 用旋压法则可轧出直径3000 mm以上的薄壁管。用连续自动管材生产线、 康福姆挤压法或盘管拉拔可生产1000 m以上的长管。
管材的表示方法如图1-1所示。
其他复杂断面管材和具有特殊尺寸要求的管材如图(g)、 (h)、 (i)、 (j), 则要求用相关的图纸和图号表示。
1.2.3 铝及铝合金铸锭品质要求
铝及铝合金管材挤压用铸锭采用空心铸锭或实心铸锭, 经合金配制、 熔炼、 铸造、 表面机械加工、 均匀化退火等工序供挤压用, 铸锭的品质直接影响到挤压后的产品品质。
实心铸锭采用穿孔挤压方式, 即穿孔针在较大穿孔力的作用下, 穿入铸锭中心, 实现管材挤压, 该方式主要适用于软合金。 由于采用实心铸锭, 挤压管材尺寸精度主要决定于设备精度及穿孔针的强度。 挤压后的管材容易产生偏心, 对铸锭要求外径尽量与挤压筒直径相近, 一般小于挤压筒直径3~5 mm, 以减小镦粗变形量。
空心铸锭采用半穿孔挤压或正常的穿孔挤压, 半穿孔挤压就是空心铸锭的内径尺寸小于穿孔针直径, 在穿孔过程中, 穿孔针将铸锭内孔的金属穿出去, 使内孔金属为新金属表面, 消除内孔偏析瘤和杂物等。该方式适用于小直径铸锭镗孔困难的软合金。正常的穿孔挤压就是空心铸锭的内径尺寸大于穿孔针直径, 穿孔针在穿孔时不与铸锭内孔接触, 可以有效地防止穿孔针上的润滑油被刮掉, 提高挤压品质。铸锭表面品质及尺寸公差见表1-2。
铸锭经车皮、 镗孔后的内外表面品质要求表面粗糙度不小于Ra12.5 μm; 内外表面刀痕应光滑过渡, 不应有尖角和因车刀不快或粘金属等原因而产生毛刺、 撕裂等; 铸锭表面应干净, 不应有铝屑、 油污等杂物。
铸锭经均匀化处理后, 其组织在高倍检验时不应有过烧现象。
铸锭低倍或断口检查时, 不应有裂纹缺陷等存在。对夹渣、 气孔、 白斑、 化合物、 疏松、 光亮晶粒、 粗大晶粒、 氧化膜等缺陷, 按相关技术要求处理。
