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, 并給予相應的表示標記。管材生產(chǎn)方法較復雜, 工序多, 常常需要進行反復熱變形和冷變形、 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、 供應方式、 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標準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: 軍用和民用導管、 殼體管、 容器管、 鉆探管、 套管、 波導管、 冷凝管、 蒸發(fā)皿管、 光學儀器管、 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構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的噸位(擠壓力)、 擠壓工具的配備、 軋管機、 拉拔機、 矯直機的設備能力、 管材的合金和技術標準要求。國家推薦標準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1500 mm, 最小直徑4 mm, 冷軋薄管最大直徑可達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), 則要求用相關的圖紙和圖號表示。

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實心鑄錠, 經(jīng)合金配制、 熔煉、 鑄造、 表面機械加工、 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, 實現(xiàn)管材擠壓, 該方式主要適用于軟合金。 由于采用實心鑄錠, 擠壓管材尺寸精度主要決定于設備精度及穿孔針的強度。 擠壓后的管材容易產(chǎn)生偏心, 對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)外表面刀痕應光滑過渡, 不應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; 鑄錠表面應干凈, 不應有鋁屑、 油污等雜物。

鑄錠經(jīng)均勻化處理后, 其組織在高倍檢驗時不應有過燒現(xiàn)象。

鑄錠低倍或斷口檢查時, 不應有裂紋缺陷等存在。對夾渣、 氣孔、 白斑、 化合物、 疏松、 光亮晶粒、 粗大晶粒、 氧化膜等缺陷, 按相關技術要求處理。