六方鋁管的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝主要分為三種:離心鑄造生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)便,成本消耗低,材料利用率高,但對(duì)生產(chǎn)高溫高壓用的大口徑厚壁管件時(shí),其性能不能滿足要求,鑄件內(nèi)表面尺寸不易控制;常規(guī)鍛造(沖孔—拉伸法)生產(chǎn)大口徑厚壁管件,其性能組織能得到保證,但鍛造成形火次多,消耗大量資源,且生產(chǎn)周期長(zhǎng),因此鍛造法生產(chǎn)大口徑厚壁管件生產(chǎn)效率低,生產(chǎn)成本高;卷制厚壁管成形法生產(chǎn)管件工藝極為簡(jiǎn)單,材料利用率較高,但是缺點(diǎn)是不能生產(chǎn)無(wú)縫鋼管而只能生產(chǎn)有縫鋼管,因此承受高溫高壓的管件一般不用此法生產(chǎn)。 本文采用離心鑄造+鍛造的復(fù)合工藝生產(chǎn)試制大口徑厚壁鑄管模及及鍋爐管。

6061六角鋁管合工藝試制的鑄管模鑄態(tài)坯、鍛態(tài)坯進(jìn)行了解剖試驗(yàn),并對(duì)其低倍組織、顯微組織、化學(xué)成分和力學(xué)性能進(jìn)行了對(duì)比分析;對(duì)采用復(fù)合工藝試制的鍋爐管鍛態(tài)坯進(jìn)行了解剖試驗(yàn),并對(duì)其低倍組織、力學(xué)性能進(jìn)行了分析。

厚壁鋁管鑄管模解剖試驗(yàn)分析表明,鑄管模鑄態(tài)坯的化學(xué)成分基本均勻一致,鑄態(tài)坯及鍛態(tài)坯的低倍組織良好,鍛態(tài)坯力學(xué)性能中塑性異常,通過(guò)原因分析發(fā)現(xiàn),鑄態(tài)坯內(nèi)渣層未去除,在鍛造時(shí)渣層內(nèi)夾雜物進(jìn)入鍛坯內(nèi)部,是導(dǎo)致鍛態(tài)坯力學(xué)性能異常的重要原因,去除內(nèi)外表層加工余量后,鍛態(tài)坯力學(xué)性能明顯回升,基本達(dá)到產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求;鍋爐管鍛態(tài)坯的解剖試驗(yàn)分析表明,鍋爐管鍛態(tài)坯低倍組織良好,盡管沖擊韌性分散性大,但力學(xué)性能基本上符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求。 上述分析試驗(yàn)結(jié)果表明,嚴(yán)格控制鋼水冶煉質(zhì)量,提高鋼水純潔度,采用離心坯鍛造大口徑厚壁管件的生產(chǎn)工藝是可行的。

大口徑厚壁鋁管應(yīng)用新的力學(xué)模型(鐓粗式力學(xué)模型)推導(dǎo)出大口徑厚壁管垂直擠壓的擠壓力理論計(jì)算公式,并與其它力學(xué)模型下導(dǎo)出的公式相比較。大口徑厚壁鋁管該公式能夠反映擠壓力與擠壓高度之間的函數(shù)關(guān)系,而其它公式則不能。同時(shí),還對(duì)該公式進(jìn)行了計(jì)算機(jī)模擬,模擬表明:利用鐓粗式力學(xué)模型推導(dǎo)出的公式與模擬結(jié)果基本一致,也與生產(chǎn)實(shí)際相符。該力學(xué)模型更符合大口徑厚壁管垂直擠壓成形過(guò)程中的實(shí)際受力狀態(tài)。