铝合金无缝管生产原理与工艺

1概述

1.1无缝管的品种及分类

1.1.1按管材壁厚分类

1.1.2按生产方法分类

1.1.3按管材的断面形状分类

1.1.4按精度等级分类

1.1.5按供货方式分类

1.1.6按用途分类

1.2管材生产工艺流程

1.3铝合金管材的开发应用

1.3.1铝合金管材在航空航天工业中的应用

1.3.2铝合金管材在火箭、原子能工业中的应用

1.3.3铝合金管材在兵器工业中的应用

1.3.4铝合金管材在电气、通讯、电子及家用电器等方面的应用

1.3.5铝合金管材在交通运输业中的应用

1.3.6铝合金管材在机械制造业中的应用

1.3.7铝合金管材在能源工业中的应用

1.3.8铝合金管材在铝工业生产中的应用

1.3.9铝合金管材在文体用品方面的应用

1.3.10铝合金管材在人们日常生活中的应用

参考文献

2挤压管材用铸锭的生产

2.1铝合金熔炼过程中的物理化学反应

2.1.1熔炼过程中熔融铝与气体的作用

2.1.2熔炼过程中熔融铝与炉衬的作用

2.1.3熔炼过程中熔融铝与熔剂及工具的作用

2.2铝合金熔炼工艺

2.2.1炉料准备

2.2.2配料及配料计算

2.2.3熔炼炉的准备

2.2.4装料

2.2.5熔化

2.2.6扒渣与搅拌

2.2.7调整成分

2.2.8精炼

2.2.9转炉

2.3铝合金熔体净化

2.3.1铝合金的脱气精炼

2.3.2铝合金的除渣精炼

2.3.3联合在线精炼

2.4铝合金铸锭的结晶组织及晶粒细化

2.4.1铸锭的典型晶粒组织

2.4.2铸锭结晶组织细化

2.5铸锭的主要缺陷分析

2.5.1偏析及偏析瘤

2.5.2疏松和气孔

2.5.3夹杂及氧化膜

2.5.4亮点

2.5.5白斑与光亮晶粒

2.5.6羽毛状晶

2.5.7粗大晶粒

2.5.8粗大金属化合物

2.5.9晶层分裂

2.5.10化学成分不符合要求

2.5.11裂纹缺陷

2.5.12拉裂及拉痕

2.5.13偏心

2.5.14弯曲

2.5.15周期性横向波纹

2.5.16铸锭及锭坯尺寸不合格

2.5.17冷隔

2.5.18过烧

2.5.19表面气泡

2.6铝合金铸造工艺

2.6.1铸造工艺参数对铸锭质量的影响

2.6.2铸造工艺参数选择

2.7铸造工具简介

2.7.1结晶器

2.7.2铸造机底座

2.7.3液流转注和控制装置

2.8锭坯加工、检验及均匀化

2.8.1铸块的锯切、车皮、镗孔

2.8.2锭坯的质量检验

2.8.3铸锭的均匀化退火

参考文献

3管材挤压

3.1挤压技术的发展与现状

3.1.1挤压的基本方法及特点

3.1.2挤压技术的发展与现状

3.2管材挤压生产方法及特点

3.2.1管材正向挤压

3.2.2管材反向挤压

3.2.3铝合金管材润滑挤压

3.2.4铝合金管材无润滑挤压

3.2.5铝合金管材固定针挤压

3.2.6铝合金管材随动针挤压

3.2.7铝合金管材实心锭穿孔挤压

3.2.8铝合金管材空心锭不穿孔挤压

3.2.9铝合金管材空心锭半穿孔挤压

3.2.10异形断面管材挤压

3.2.11阶段变断面管材挤压

3.2.12逐渐变断面管材挤压

3.3挤压管材时金属的变形流动

3.3.1填充挤压阶段金属的变形流动特点

3.3.2基本挤压阶段金属的变形流动特点

3.3.3终了挤压阶段金属的变形流动特点

3.4挤压力

3.4.1挤压时受力状况

3.4.2影响挤压力的主要因素

3.4.3挤压力计算

3.4.4穿孔力及穿孔针摩擦拉力计算

3.5挤压制品的组织与性能

3.5.1挤压制品的组织

3.5.2挤压制品的力学性能

3.6挤压管材的主要缺陷及防止

3.6.1起皮、气泡缺陷

3.6.2偏心缺陷

3.6.3管材内表面擦伤缺陷

3.6.4挤压缩尾

3.6.5表面裂纹

3.6.6麻面

3.6.7管材外表面擦伤、划沟、磕碰伤

3.6.8外表面氧化膜夹渣

3.7挤压工艺

3.7.1挤压方法与挤压设备选择

3.7.2挤压工艺参数的确定

3.7.3挤压时的工艺润滑

3.7.4管材挤压用锭坯的选择

3.7.5铝合金管材热挤压工艺

3.8管材热挤压用工具及模具

3.8.1管材热挤压工具的种类及装配结构

3.8.2挤压筒简介

3.8.3挤压轴简介

3.8.4穿孔针简介

3.8.5挤压垫简介

3.8.6挤压模简介

参考文献

4管材冷轧

4.1管材冷轧的基本方法

4.1.1二辊冷轧管法

4.1.2多辊冷轧管法

4.2冷轧管时的变形与应力

4.2.1周期式冷轧管轧制过程中金属的变形流动

4.2.2冷轧管时的应力状态

4.3冷轧管时的力及其计算

4.3.1冷轧管时的轧制力

4.3.2二辊冷轧管机轧制时的轴向力及计算

4.3.3多辊轧机轧制力计算

4.4冷轧管材的主要缺陷

4.4.1裂纹、裂口缺陷

4.4.2飞边（孔型啃伤)

4.4.3壁厚不均

4.4.4金属压入或压坑

4.4.5管材椭圆

4.4.6表面圆环

4.4.7耳子

4.4.8表面波浪

4.4.9表面划伤

4.5冷轧管用工具

4.5.1二辊式冷轧管机孔型设计

4.5.2多辊式冷轧管机孔型设计

4.6冷轧管工艺

4.6.1冷轧管坯料的选择及准备

4.6.2冷轧管机工艺调整

4.6.3冷轧管工艺

参考文献

5管材拉拔

5.1拉拔的一般概念

5.2管材拉拔生产方法的分类及特点

5.2.1管材拉拔生产方法分类

5.2.2管材拉拔的特点

5.3管材拉拔时的应力与变形

5.3.1空拉

5.3.2固定短芯棒拉拔

5.3.3长芯棒拉拔

5.3.4游动芯头拉拔

5.3.5顶管法

5.3.6扩径拉拔

5.3.7拉拔制品中的残余应力

5.4拉拔力

5.4.1影响拉拔力的主要因素

5.4.2管材拉拔力的理论计算

5.4.3常用管材拉拔力计算式

5.5管材拉拔工艺

5.5.1拉拔前管坯的准备

5.5.2拉拔配模设计

5.6管材拉拔工具

5.6.1模子

5.6.2芯棒

5.7拉拔管材的主要缺陷及质量控制

5.7.1跳车

5.7.2表面擦伤、划沟

5.7.3金属及非金属压入、压坑

5.7.4表面裂纹

5.7.5断头

5.7.6椭圆

5.7.7空拉段过长

5.7.8皱折

5.7.9拉断

参考文献

6管材的热处理与精整矫直技术

6.1铝合金管材的热处理

6.1.1退火

6.1.2淬火

6.1.3时效

6.2铝合金管材的精整矫直

6.2.1矫直

6.2.2取样

6.2.3切成品、打印记

6.2.4预检、检查验收

参考文献

　　铝合金无缝管作为铝加工产品的一个主要品种，其应用越来越广泛。本书主要介绍了铝合金无缝管的分类、生产方法以及管材的开发与应用，管材挤压，挤压管材用铸锭的生产，管材冷轧，管材拉拔，管材的热处理与精整矫直技术等六章内容。　　本书系统地介绍了铝合金无缝管生产全过程的有关技术、工艺和理论知识。全书分为6章：第1章介绍了铝合金无缝管的分类、生产方法以及管材的开发与应用；第2章介绍了管材挤压用铸锭生产中的有关理论知识、生产工艺和铸锭缺陷的产生与防止；第3章介绍了管材挤压生产的各种技术，挤压过程中金属的变形流动特点，挤压制品的组织性能特点，挤压力、穿孔力及穿孔针受力的计算，挤压管材中各种缺陷的产生机理及预防办法，管材挤压生产工艺制订方法和挤压生产用工具和模具设计的基本知识；第4章介绍了管材轧制生产中金属的变形流动特点，冷轧管材各种缺陷的产生机理及预防措施，轧制力的计算，管材轧制生产工艺制订方法和孔型设计的基本知识；第5章介绍了管材拉拔过程中金属的变形流动规律，拉拔力的计算，拉拔制品的主要缺陷的产生机理及预防措施，拉拔工艺的制订方法和拉拔模具设计的基本知识；第6章介绍了管材的热处理工艺和精整、矫直、检验等知识。　　本书主要供从事铝加工行业的生产企业和设计部门的工程技术人员使用，也可供大专院校材料成形及控制工程专业的师生参考，还可供其他金属无缝管（如铜管、钢管等）加工行业的生产企业和设计部门的工程技术人员参考使用。【作者简介】　　邓小民，1959年生，陕西长安人。1982年西安建筑科技大学(原西安冶金建筑学院)金属压力加工专业本科毕业，1992年中南大学材料加工工程专业硕士研究生毕业。现任安徽工业大学材料科学与工程学院副院长、教授、硕士生导师。曾在西北铝加工厂从事多年铝加工技术的研究、开发和生产技术工作，主持并参与完成了几十项重大的科技攻关和新技术、新产品开发的研究工作，取得了许多重要的科技成果，多项技术填补了国内空白。具有丰富的理论知识和实践经验，特别对铝合金无缝管生产的理论、技术和工艺有较深入的研究，举办过全国性铝合金无缝管生产技术讲座。发表论文70余篇，其中与铝合金无缝管有关的论文近60篇，参加了《铝加工技术实用手册》的编写工作。申请发明专利1项。目前的主要研究方向为：金属塑性成形的理论与技术、模具的设计与优化。