鋁及鋁合金管材用途廣泛, 規(guī)格品種繁多, 因此, 必須按照它們的尺寸形狀、 供應(yīng)狀態(tài)、 內(nèi)部組織特性、 生產(chǎn)方法和用途的不同加以分類, 并給予相應(yīng)的表示標(biāo)記。管材生產(chǎn)方法較復(fù)雜, 工序多, 常常需要進(jìn)行反復(fù)熱變形和冷變形、 各種熱處理和精整等。但基本的變形方式仍是擠壓、 軋制和拉拔。管材是輕金屬材料中的主要產(chǎn)品。 鋁及鋁合金管材主要用于航空、 宇宙飛行、 國防工業(yè)、 交通運(yùn)輸、 電子通訊、 造船、 電力和建筑等行業(yè)。

1.2.1 鋁及鋁合金管材的品種、 分類

鋁及鋁合金管品種規(guī)格很多, 根據(jù)生產(chǎn)方法、 斷面形狀、 尺寸、 精度等級(jí)、 供應(yīng)方式、 內(nèi)部組織特征及用途的不同分類如下。

①根據(jù)幾何形狀的不同可分為: 圓管、 方管、 矩形管、 滴形管、 梯形管、 橢圓形管、 異形管和變斷面管等多種。

②根據(jù)其生產(chǎn)方法不同分為: 擠壓管、 冷軋管、 拉拔管、 旋壓管等多種。

擠壓管是通過擠壓方法, 直接生產(chǎn)最終成品的管材。冷軋管是通過擠壓方法生產(chǎn)管材壓延坯料, 然后再經(jīng)過軋制、 拉拔的加工方法使其獲得最終成品的管材。拉拔管是通過擠壓方法生產(chǎn)管材拉拔坯料, 然后再經(jīng)過拉拔的加工方法使其獲得最終成品的管材。旋壓管是通過旋壓方法直接獲得最終成品的管材。

③根據(jù)管材的狀態(tài)不同可分為: 退火狀態(tài)管材、 淬火狀態(tài)管材、 硬狀態(tài)管材和擠壓狀態(tài)管材等。

④根據(jù)管材厚壁的不同可分為: 厚壁管和薄壁管。區(qū)別厚壁管和薄壁管, 不能簡單以壁厚的尺寸大小來確定。有的薄壁管材的壁厚可能比厚壁管材的壁厚還要大。因此, 只有通過管材的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來確定厚壁管和薄壁管。

⑤根據(jù)管材的內(nèi)部組織特征不同可分為: 無縫管材和有縫管材。

⑥根據(jù)管材的用途不同可分為: 軍用和民用導(dǎo)管、 殼體管、 容器管、 鉆探管、 套管、 波導(dǎo)管、 冷凝管、 蒸發(fā)皿管、 光學(xué)儀器管、 農(nóng)用灌溉管、 旗桿、 電線桿、 集電弓桿、 撬棍以及其他如耕種結(jié)構(gòu)件管和裝飾管以及生活用品管等。

1.2.2 鋁及鋁合金管材的規(guī)格及表示方法

鋁及鋁合金管材的規(guī)格范圍取決于擠壓機(jī)的噸位(擠壓力)、 擠壓工具的配備、 軋管機(jī)、 拉拔機(jī)、 矯直機(jī)的設(shè)備能力、 管材的合金和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。國家推薦標(biāo)準(zhǔn)中確定的擠壓管尺寸范圍為外徑Φ25 mm~Φ400 mm; 壁厚5~50 mm; 冷拉(軋制)管尺寸范圍為外徑6~120 mm; 壁厚0.5~5 mm。

目前用擠壓法生產(chǎn)的鋁合金管材最大直徑可達(dá)1500 mm, 最小直徑4 mm, 冷軋薄管最大直徑可達(dá)120 mm以上, 最小直徑15 mm以下。冷拉薄管直徑在3~500 mm, 用旋壓法則可軋出直徑3000 mm以上的薄壁管。用連續(xù)自動(dòng)管材生產(chǎn)線、 康福姆擠壓法或盤管拉拔可生產(chǎn)1000 m以上的長管。

管材的表示方法如圖1-1所示。

其他復(fù)雜斷面管材和具有特殊尺寸要求的管材如圖(g)、 (h)、 (i)、 (j), 則要求用相關(guān)的圖紙和圖號(hào)表示。

1.2.3 鋁及鋁合金鑄錠品質(zhì)要求

鋁及鋁合金管材擠壓用鑄錠采用空心鑄錠或?qū)嵭蔫T錠, 經(jīng)合金配制、 熔煉、 鑄造、 表面機(jī)械加工、 均勻化退火等工序供擠壓用, 鑄錠的品質(zhì)直接影響到擠壓后的產(chǎn)品品質(zhì)。

實(shí)心鑄錠采用穿孔擠壓方式, 即穿孔針在較大穿孔力的作用下, 穿入鑄錠中心, 實(shí)現(xiàn)管材擠壓, 該方式主要適用于軟合金。 由于采用實(shí)心鑄錠, 擠壓管材尺寸精度主要決定于設(shè)備精度及穿孔針的強(qiáng)度。 擠壓后的管材容易產(chǎn)生偏心, 對(duì)鑄錠要求外徑盡量與擠壓筒直徑相近, 一般小于擠壓筒直徑3~5 mm, 以減小鐓粗變形量。

空心鑄錠采用半穿孔擠壓或正常的穿孔擠壓, 半穿孔擠壓就是空心鑄錠的內(nèi)徑尺寸小于穿孔針直徑, 在穿孔過程中, 穿孔針將鑄錠內(nèi)孔的金屬穿出去, 使內(nèi)孔金屬為新金屬表面, 消除內(nèi)孔偏析瘤和雜物等。該方式適用于小直徑鑄錠鏜孔困難的軟合金。正常的穿孔擠壓就是空心鑄錠的內(nèi)徑尺寸大于穿孔針直徑, 穿孔針在穿孔時(shí)不與鑄錠內(nèi)孔接觸, 可以有效地防止穿孔針上的潤滑油被刮掉, 提高擠壓品質(zhì)。鑄錠表面品質(zhì)及尺寸公差見表1-2。

鑄錠經(jīng)車皮、 鏜孔后的內(nèi)外表面品質(zhì)要求表面粗糙度不小于Ra12.5 μm; 內(nèi)外表面刀痕應(yīng)光滑過渡, 不應(yīng)有尖角和因車刀不快或粘金屬等原因而產(chǎn)生毛刺、 撕裂等; 鑄錠表面應(yīng)干凈, 不應(yīng)有鋁屑、 油污等雜物。

鑄錠經(jīng)均勻化處理后, 其組織在高倍檢驗(yàn)時(shí)不應(yīng)有過燒現(xiàn)象。

鑄錠低倍或斷口檢查時(shí), 不應(yīng)有裂紋缺陷等存在。對(duì)夾渣、 氣孔、 白斑、 化合物、 疏松、 光亮晶粒、 粗大晶粒、 氧化膜等缺陷, 按相關(guān)技術(shù)要求處理。