一種高強度鋁合金納米彎管的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高強度鋁合金納米彎管的制備方法，本發(fā)明的特點是通過連續(xù)剪切變形劇烈塑性變形可使鋁合金晶粒細(xì)化至納米級，提高了材料的強度，通過和彎管技術(shù)結(jié)合，得到的彎管不僅力學(xué)性能好，強度高，壽命也得到了大幅度提高，而且該工藝節(jié)約成本，一次成型，節(jié)省時間，拓寬了鋁合金彎管的應(yīng)用范圍。
【專利說明】
一種高強度鋁合金納米彎管的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及金屬納米管材成型技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到制備高強度鋁合金彎管的方法以及劇烈塑性變形獲取納米管材模具。
【背景技術(shù)】
[0002]彎管在日常生活中極為常見，鐵管、鋼管以及各種合金彎管在我們的日常生活中被廣泛應(yīng)用，而鋁合金彎管相對于其他金屬彎管，具有比重低、易加工、成本低、耐久性高、適用范圍廣、裝飾效果好、花色豐富等優(yōu)點，是一種非常重要的軍民兩用金屬材料。鋁合金彎管的應(yīng)用主要包括三個方面:一是作為受力構(gòu)件;二是作為門、窗、管、蓋、殼等結(jié)構(gòu)材料；三是作為裝飾、絕熱等功能材料。此外，鋁合金彎管在汽車方面具備良好的應(yīng)用前景，近20年來，全球能源枯竭問題越來越嚴(yán)重，因而減輕汽車自重、降低油量損耗成為了汽車生產(chǎn)企業(yè)提升企業(yè)競爭力的有效途徑，而鋁合金質(zhì)地較輕的優(yōu)點滿足這一發(fā)展需求。根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)，汽車重量每減少50kg，每升燃油行駛的距離可增加2km;汽車重量每減輕1%，燃油消耗下降0.6%?1%。所以，在汽車領(lǐng)域，鋁合金彎管有著較為廣泛的應(yīng)用，然而近些年鋁合金的傳統(tǒng)制備方法以及成型加工技術(shù)的研究開發(fā)向高強鋁合金管發(fā)展，然而效果并不理想。
[0003]為了滿足市場和社會發(fā)展的需求，鋁合金高強化已經(jīng)成為了研究熱點。但是目前常用的方法就是改變合金成分，獲得高性能材料著手，但是這種方法不利于后續(xù)加工，對加工器械提出了更高的要求。除此之外，就是通過工藝改進(jìn)來獲得高性能的鋁合金管材，目前幾種常用的鋁合金管材處理工藝就是高精的冷擠以及配合熱處理技術(shù)，但是效果并不理想。申請?zhí)枮?00410009661的發(fā)明提出了一種超高強度塊體納米鋁合金的制備方法，沒有從管材的制造方法進(jìn)行闡述，而其他所公開的發(fā)明中有許多彎管機的制造方法，并沒有將納米鋁合金材料與彎管技術(shù)相結(jié)合。
[0004]本發(fā)明采用通過連續(xù)剪切劇烈塑性變形技術(shù)和彎管技術(shù)制備納米鋁合金彎管，該彎管生產(chǎn)工藝具備生產(chǎn)成本低，制造周期短，工藝可行性高，易操作等優(yōu)勢，可大范圍推廣，滿足汽車生產(chǎn)、家居裝飾等多領(lǐng)域的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是:為改善常規(guī)鋁合金彎管的強度不佳問題，運用一種高強度納米鋁合金彎管的制備新方法，作為一種高效的復(fù)合工藝上產(chǎn)高強鋁合金彎管，通過把連續(xù)剪切劇烈塑性變形技術(shù)和彎管裝置相結(jié)合低成本獲得高強度納米鋁合金彎管。
[0006]本發(fā)明專利的技術(shù)方案是:本發(fā)明提出了一種通過連續(xù)剪切劇烈塑性變形技術(shù)和彎管技術(shù)制備納米鋁合金彎管的方法。此工藝主要包括以下2個步驟:
步驟一:制備納米鋁合金管材。鋁合金管材從端口處放置進(jìn)入連續(xù)剪切模具，通過衛(wèi)星輥輪與中心驅(qū)動主乳輥的摩擦驅(qū)動頭，驅(qū)動管坯前進(jìn)，發(fā)生連續(xù)剪切劇烈塑性變形，管材坯料晶界破碎，達(dá)到細(xì)化晶粒的效果，實現(xiàn)細(xì)晶強化，可獲得納米管材坯料。
[0007]步驟二:納米鋁合金彎管成形階段。將上述剛剛是變形后的納米化的鋁合金管材直接導(dǎo)入彎管成形裝置，通過彎管模的旋轉(zhuǎn)與上下夾緊模的弧度擠壓，完成直管彎曲過程，獲取彎管。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:采用此種方案，通過連續(xù)剪切變形劇烈塑性變形可使鋁合金晶粒細(xì)化至納米級，提高了材料的強度，通過和彎管技術(shù)結(jié)合，得到的彎管不僅力學(xué)性能好，強度高，壽命也得到了大幅度提高，而且該工藝節(jié)約成本，一次成型，節(jié)省時間，拓寬了鋁合金彎管的應(yīng)用范圍。
[0009]【附圖說明】:
下面是結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的具體實施方案進(jìn)行詳細(xì)地說明。
[0010]圖1是連續(xù)剪切變形制備納米彎管工藝示意圖；
圖2是納米鋁合金彎管過程成形示意圖。
[0011 ]上述圖1中的標(biāo)記為:1.中心驅(qū)動主乳輥，2.行星輪，3.連續(xù)剪切變形模具，4.中間驅(qū)動乳輥，5.導(dǎo)向塊，6.彎管裝置，7.固定塊，8.納米管材坯料。
[0012]上述圖2中的標(biāo)記為:1.固定塊，2.納米管材坯料，3.伺服電機主軸，4.彎管裝置主體，5.固定塊。
[0013]本發(fā)明并不局限于上述的具體實施形式，凡本領(lǐng)域技術(shù)人員不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動所能得到的改進(jìn)，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【具體實施方式】
[0014]案例1、一種高強度鋁合金納米彎管的制備方法:
U形管的成形。將招合金A16061外徑Φ20_，內(nèi)徑Φ 16mm的管還從端口處放入進(jìn)入導(dǎo)軌內(nèi)，經(jīng)過衛(wèi)星輪2與中心驅(qū)動主乳輥輪I的運動，技術(shù)參數(shù):中心驅(qū)動主乳輥輪I角速度50r/min，順時針旋轉(zhuǎn)，衛(wèi)星輪2設(shè)置為5個，分隔角度為30°，逆時針旋轉(zhuǎn)，角速度50r/min。在輥輪驅(qū)動下，管坯進(jìn)入連續(xù)剪切變形模具，在拐角處發(fā)生劇烈塑性變形，產(chǎn)生劇烈塑性變形技術(shù)參數(shù)設(shè)置模具拐角為90°。在此處管坯晶粒細(xì)化可達(dá)納米級，將所得到材料從連續(xù)剪切變形模具末端在中驅(qū)動裝置4的作用下，管坯導(dǎo)出后進(jìn)入彎管裝置6;整個彎曲過程如圖2所示，在管坯受到夾緊塊的作用，保證了管坯和彎曲機構(gòu)同時轉(zhuǎn)動，在伺服電機主軸帶動下，彎曲機主體部分開始轉(zhuǎn)動，技術(shù)參數(shù):速度lOr/min，逆時針轉(zhuǎn)動。管坯在夾緊塊和導(dǎo)向塊的共同作用下，按照設(shè)計要求，發(fā)生彎曲，最后成型為U型彎管。其中彎曲機構(gòu)工作部分，工作腔彎曲弧度90°。材料通過彎管機后，得到的管材性能優(yōu)良的高強度納米合金彎管。
【主權(quán)項】
1.一種高強度鋁合金納米彎管的制備方法，其特征是通過連續(xù)剪切劇烈塑性變形技術(shù)和彎管裝置制備納米鋁合金彎管。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強度鋁合金納米彎管的制備方法，其特征是將鋁合金管材從端口處放置進(jìn)入連續(xù)剪切模具，通過衛(wèi)星輥輪與中心輥輪的摩擦驅(qū)動頭，驅(qū)動管坯前進(jìn)，發(fā)生連續(xù)剪切劇烈塑性變形，管材坯料晶界破碎，達(dá)到細(xì)化晶粒的效果，實現(xiàn)細(xì)晶強化，可獲得納米管材坯料。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強度鋁合金納米彎管的制備方法，其特征是變形后的納米化的鋁合金管材直接導(dǎo)入彎管成形裝置，通過彎管模的旋轉(zhuǎn)與上下夾緊模的弧度擠壓，完成直管彎曲過程，獲取彎管。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強度鋁合金納米彎管的制備方法，其特征是中心驅(qū)動主乳輥輪I角速度50r/min，順時針旋轉(zhuǎn)，衛(wèi)星輪2設(shè)置為5個，分隔角度為30°，逆時針旋轉(zhuǎn)，角速度50r/min。
【文檔編號】B21D7/00GK106077184SQ201610432900
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月17日
【發(fā)明人】徐淑波, 景財年, 林曉娟, 鄭偉, 黃麗麗
【申請人】山東建筑大學(xué)