一種復(fù)合型鋁合金管材的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋁合金管材的制備方法，尤其涉及一種耐磨性能及使用性能突出的復(fù)合型鋁合金管材的制備方法，屬于鋁合金制品技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁合金管材是有色金屬管的一種，它是將鋁合金型材經(jīng)擠壓、拉拔等工藝加工成沿其縱向全長(zhǎng)中空的金屬管狀材料。鋁合金管材可以有一個(gè)或多個(gè)封閉的通孔，壁厚、橫截面均勻一致，按外形可分為:方管、圓管、花紋管、異型管等；按擠壓方式可分為:無(wú)縫鋁管和普通擠壓管；按精度可分為:普通鋁管和精密鋁管，其中精密鋁管一般需要在擠壓后進(jìn)行再加工，如冷拉精抽；按乳制厚度可分為:普通鋁管和薄壁鋁管。由于鋁合金管材具有密度小、質(zhì)量輕、強(qiáng)度高以及優(yōu)良的導(dǎo)熱性、可焊性、可鍛型、低電阻性及機(jī)加工等性能，鋁合金管材被廣泛用于各行各業(yè)，如:汽車、輪船、航天、航空、電器、農(nóng)業(yè)、機(jī)電、家居等。鋁合金管材在我們的生活已經(jīng)無(wú)處不在，在很多場(chǎng)合已代替鋼鐵、銅材、木材和塑料，成為人類社會(huì)的一種重要的基礎(chǔ)材料。
[0003]為了提高鋁合金管材的耐磨性及使用壽命，人們采取了多種工藝對(duì)鋁合金管材進(jìn)行表面強(qiáng)度，如:熱噴涂，物理、化學(xué)氣相沉積、復(fù)合電鍍法、激光熔覆法等。上述工藝可在鋁合金管材表面形成強(qiáng)化層，以提高其耐磨性能，但其強(qiáng)化層的性能層次不齊、表面質(zhì)量不尚，且成本偏尚，因此，招合金管材的表面強(qiáng)化工藝還有待進(jìn)一步研發(fā)和完善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述需求，本發(fā)明提供了一種復(fù)合型鋁合金管材的制備方法，該制備方法工序安排合理，操作簡(jiǎn)便，成本適中，采用先進(jìn)的離心鑄造工藝制得的鋁合金管材層間結(jié)合性能穩(wěn)定，使用性能優(yōu)良，強(qiáng)化層突出的耐磨性能可賦予鋁合金管材更為持久的耐用度。
[0005]本發(fā)明是一種復(fù)合型鋁合金管材的制備方法，該制備方法包括如下步驟:a)選材備料，b)制備強(qiáng)化層，c)澆注基材層，d)脫型處理，e)成品后處理。
[0006]在本發(fā)明一較佳實(shí)施例中，所述的步驟a)中，基材層原料選用鋁硅系鑄造鋁合金，強(qiáng)化層原料為碳化硅粉末和鉻粉，碳化硅粉末的平均顆粒直徑為1.5-1.Sum ;鉻粉的平均顆粒直徑為80-90nm。
[0007]在本發(fā)明一較佳實(shí)施例中，所述的步驟b)中，制備過(guò)程如下:首先，對(duì)強(qiáng)化層原料進(jìn)行預(yù)熱處理，預(yù)熱溫度控制在200°C -220°C ;然后，開啟離心鑄型機(jī)，管模的轉(zhuǎn)速控制在1000-1200r/min，空轉(zhuǎn)2_3分鐘；最后，將強(qiáng)化層原料添加至高速轉(zhuǎn)動(dòng)的管模內(nèi)，管模持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)25-30分鐘，形成預(yù)制強(qiáng)化層。
[0008]在本發(fā)明一較佳實(shí)施例中，所述的步驟c)中，澆注過(guò)程如下:首先，熔融基材層原料，熔融溫度控制在700°C -740°C，時(shí)間控制在2小時(shí)以內(nèi)；然后，開啟帶有預(yù)制強(qiáng)化層的離心鑄型機(jī)，管模的轉(zhuǎn)速提升至1050-1250r/min，管模溫度控制在300°C左右，空轉(zhuǎn)1_2分鐘；最后，實(shí)施澆注，澆注溫度控制在690°C -730°C，澆注速度控制在1.5-2.2kg/s，澆注完成后，管模持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)4-5分鐘。
[0009]在本發(fā)明一較佳實(shí)施例中，所述的步驟d)中，將管材毛坯從管模中取出后，送入保溫爐內(nèi)進(jìn)行緩冷，降溫速度控制在10°C -12°C /min,時(shí)間約為3-3.5小時(shí)。
[0010]在本發(fā)明一較佳實(shí)施例中，所述的步驟e)中，該工藝包括強(qiáng)化層的打磨處理和基材層的機(jī)加工處理；強(qiáng)化層的打磨處理可使用砂帶或砂輪等磨具，設(shè)備可使用無(wú)心外圓磨床，砂輪轉(zhuǎn)速控制在50-55m/s ;基材層的機(jī)加工包括車削、鏜削、磨削等工藝。
[0011]本發(fā)明揭示了一種復(fù)合型鋁合金管材的制備方法，該制備方法工序安排得當(dāng)，操作簡(jiǎn)便，成本適中，通過(guò)合理的離心鑄造工藝制得的鋁合金管材層間結(jié)合性能穩(wěn)定，使用性能優(yōu)良，強(qiáng)化層的耐磨性能突出，賦予了鋁合金管材更為持久的耐用度，有效的拓寬了鋁合金管材的適用范圍。
【附圖說(shuō)明】
[0012]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明:
圖1是本發(fā)明實(shí)施例復(fù)合型鋁合金管材的制備方法的工序步驟圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
[0014]圖1是本發(fā)明實(shí)施例復(fù)合型鋁合金管材的制備方法的工序步驟圖；該制備方法包括如下步驟:a)選材備料，b)制備強(qiáng)化層，c)澆注基材層，d)脫型處理，e)成品后處理。
[0015]實(shí)施例1
本發(fā)明提及的復(fù)合型鋁合金管材的具體制備方法如下:
a)選材備料，本發(fā)明所制備鋁合金管材由基材層和強(qiáng)化層組成，基材層原料選用鋁硅系鑄造鋁合金，硅含量控制在8%_10%;強(qiáng)化層原料主要成分及百分含量配比為:碳化硅粉末89%、鉻粉11%，碳化硅粉末的平均顆粒直徑為1.5-1.8um ;鉻粉的平均顆粒直徑為80_90nm ；
b>制備強(qiáng)化層，制備過(guò)程如下:首先，對(duì)強(qiáng)化層原料進(jìn)行預(yù)熱處理，預(yù)熱溫度控制在2000C -2200C ;然后，開啟離心鑄型機(jī)，管模的轉(zhuǎn)速控制在1000-1050r/min，空轉(zhuǎn)2_3分鐘；最后，將強(qiáng)化層原料添加至高速轉(zhuǎn)動(dòng)的管模內(nèi)，管模持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)25分鐘，形成預(yù)制強(qiáng)化層；
c)澆注基材層，澆注過(guò)程如下:首先，熔融基材層原料，本實(shí)施例基材層原料選用AlSi 12D，熔融溫度控制在700°C -720°C，時(shí)間控制在2小時(shí)以內(nèi)；然后，開啟帶有預(yù)制強(qiáng)化層的離心鑄型機(jī)，管模的轉(zhuǎn)速提升至1050-1100r/min，管模溫度控制在300°C左右，空轉(zhuǎn)1-2分鐘；最后，實(shí)施澆注，澆注溫度控制在690°C _710°C，澆注速度控制在1.5-1.7kg/s，澆注完成后，管模持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)4-5分鐘，使基材層成型；通過(guò)上述工藝所制得的鋁合金管材的外徑尺寸控制在180-190_，內(nèi)徑尺寸控制在150-160_，強(qiáng)化層的成型