天線(xiàn)桿用鋁合金管材缺陷分析及解決措施

采礦鑿巖機(jī)的氣腿以前用鋼管制造，改用鋁合金管材針對(duì)鑿巖機(jī)帶來(lái)輕量化的效果，通過(guò)優(yōu)化合民分改進(jìn)拉伸工具，完善生產(chǎn)工藝，最終生產(chǎn)出了滿(mǎn)足鑿巖機(jī)使用要求的風(fēng)動(dòng)工具鋁合金管材。

采礦鑿巖機(jī)的氣腿以前用鋼管制造，改用鋁合金管材制造將對(duì)鑿巖機(jī)帶來(lái)輕量化的效果。通過(guò)優(yōu)化合金成分，改進(jìn)拉伸工具，完善生產(chǎn)工藝，最終生產(chǎn)出了滿(mǎn)足鑿巖機(jī)使用要求的風(fēng)動(dòng)工具鋁合金管材。

近來(lái),鉆井界的大位移井?dāng)?shù)量劇增,尤其在俄羅斯薩哈林1號(hào)項(xiàng)目施工中創(chuàng)造出了11282m的全球記錄。其他的超長(zhǎng)大位移井包括英國(guó)wytchfarm油田的m-16井,總測(cè)量井深11278m(位移10728m);阿根廷的cn-1井,總測(cè)量井深11184m(位移10585m);北海的visund的一口井,總測(cè)量井深9082m,等等。鉆這些大位移井具有相當(dāng)?shù)碾y度和挑戰(zhàn)性,這已經(jīng)超出了常規(guī)鉆井技術(shù)的極限。最為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)是鉆柱質(zhì)量的增加,鉆柱質(zhì)量增加將導(dǎo)致摩阻增加相當(dāng)嚴(yán)重。在超長(zhǎng)井眼中,隨著井深的增加,摩阻會(huì)迅速增大,此時(shí)如果不采取降摩或者減少鉆柱與井壁接觸面上的重力分力,鉆進(jìn)就可能難以為繼。因此,減少鉆柱質(zhì)量對(duì)大位移井施工是非常有利的。增加水平井鉆進(jìn)極限的辦法之一是用較輕的合金鉆桿代替常規(guī)鋼鉆桿(sdp)。這種鉆桿性能良好,優(yōu)勢(shì)顯著,最大的益處是可以減少水平井段的摩阻和扭矩,從而降低發(fā)生彎曲的可能性。鋁鉆桿(adp)具有鉆各類(lèi)井的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用經(jīng)歷,其最杰出的成就是1990年在kola創(chuàng)下的超深井世界記錄。該井由井下馬達(dá)和鉆柱通過(guò)復(fù)合鉆進(jìn)方式完成,鉆柱主要由鋁鉆桿組成。該井的施工積累了大量的鋁鉆桿應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),在后續(xù)相對(duì)簡(jiǎn)單井的施工中得到了有效的應(yīng)用。事實(shí)上,至上世紀(jì)80年代鋁鉆桿的使用數(shù)量已經(jīng)占到前蘇聯(lián)當(dāng)時(shí)在用鉆桿的80%。

鋁合金管材的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用 一、在航空、航天工業(yè)中的應(yīng)用 鋁合金是飛機(jī)和航天器輕量化的首選材料，在航空、航天工業(yè)中 應(yīng)用非常廣泛。在航空航天工業(yè)中，鋁合金管材主要用作電纜保護(hù)套、 飛機(jī)副油箱的汽油及潤(rùn)滑油的管路、各種拉桿及排氣筒等。例如，作 為電纜保護(hù)用套管，其合金主要為1035,8a06等，管材主要規(guī)格有： φ42mmx1mm、φ38mmx1mm、φ34mmx1mm、φ32mmx1mm等。 作為飛機(jī)副油箱的汽油及潤(rùn)滑油路用高壓導(dǎo)管，其合金主要為5a02， 管材主要規(guī)格有：φ6mmx1mm、φ8mmx1mm、φ10mmx1mm、φ 10mmx1.5mm、φ12mmx1mm、φ12mmx1.5mm、φ14mmx1mm等。 作為拉桿、排氣筒用的管材，其合金主要為5a02,管材主要規(guī)格有: φ65mmx1.5mm、φ70mmx1mm、φ72mmx1mm、φ73mmx1.5

通過(guò)熱拉伸實(shí)驗(yàn)研究5a02鋁合金管材在不同溫度下的力學(xué)性能。根據(jù)熱拉伸實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行管材熱態(tài)液壓脹形數(shù)值模擬,并進(jìn)行初步的實(shí)驗(yàn)研究。數(shù)值模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,5a02鋁合金管材的成形性能隨著溫度的升高而得到明顯改善,理想成形溫度為200~230℃。對(duì)數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果之間的差別進(jìn)行分析和討論。

通過(guò)對(duì)鋁合金管材渦流探傷狀態(tài)的標(biāo)定試驗(yàn),經(jīng)肉眼檢查與渦流探傷對(duì)比,并對(duì)缺陷進(jìn)行剖傷分析,給出如何選擇閾值控制缺陷當(dāng)量以滿(mǎn)足軍品質(zhì)量的要求。

：穿孔針粘鋁是造成鋁合金管材擠壓時(shí)產(chǎn)生內(nèi)表面擦傷缺陷的主要原因之一．利用掃描電鏡對(duì)擠壓過(guò)程中穿孔針與鋁的接觸面之間相互作用的行為進(jìn)行了研究，分析了粘鋁的機(jī)制及其影響因素。

考察和分析了反向擠壓時(shí)金屬的流動(dòng)特點(diǎn),以及鑄塊表面質(zhì)量、尺寸精度對(duì)管材質(zhì)量的影響。對(duì)反向擠壓鋁合金管材用空心鑄塊外觀(guān)質(zhì)量提出了要求。

本發(fā)明介紹了一種汽車(chē)用鋁合金管材，該材料有很好的變形加工性能和優(yōu)異的耐腐蝕性能。該材料適合制作汽車(chē)上連接加熱器和散熱器用的管、蒸發(fā)器、冷凝器和壓縮機(jī)等用管。

對(duì)7075鋁合金管材擠壓成形進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。測(cè)試了管材擠壓成形時(shí)擠壓力變化規(guī)律和變形程度對(duì)擠壓后管材力學(xué)性能的影響規(guī)律。指出,7075鋁合金管材擠壓成形時(shí)必須嚴(yán)格控制坯料溫度、模具預(yù)熱溫度、潤(rùn)滑方式、擠壓速度、擠壓比等工藝參數(shù)。

論述了我省鋁工業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)狀,針對(duì)鋁合金管的潛在市場(chǎng)需求,提出了開(kāi)發(fā)鋁合金管的應(yīng)用市場(chǎng),開(kāi)展鋁合金管的深加工,從而提高我省鋁工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展能力。為構(gòu)筑鋁工業(yè)大省創(chuàng)造條件。

在獲得不同變形溫度和應(yīng)變速率下2519鋁合金的壓縮真應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)的基礎(chǔ)上,采用deform-2d軟件對(duì)2519鋁合金管材的熱擠壓成形過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬,獲得了在擠壓不同階段中變形材料的應(yīng)力、應(yīng)變和溫度場(chǎng)的分布及擠壓力的變化規(guī)律。結(jié)果表明:擠壓力模擬值與經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算值相差約10%,模擬結(jié)果與計(jì)算結(jié)果較接近;生產(chǎn)中應(yīng)嚴(yán)格控制該合金的擠壓速率(<5mm.s-1),以防止產(chǎn)生過(guò)燒現(xiàn)象。

建立了鋁合金管材空拔成形的剛粘塑性有限元模型,應(yīng)用三維有限元法對(duì)空拔工藝進(jìn)行了模擬分析,針對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題深入研究,并引發(fā)了關(guān)于空拔工藝的若干思考。文章基于deform軟件的模擬結(jié)果,預(yù)測(cè)出鋁管空拔可能出現(xiàn)的問(wèn)題,并做了定量分析,這些結(jié)果對(duì)實(shí)際生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)作用。

采用半固態(tài)連續(xù)擴(kuò)展成形技術(shù),成功地試制了擴(kuò)展比為352的6201鋁合金管材·對(duì)其微觀(guān)組織和力學(xué)性能的變化及機(jī)理進(jìn)行了研究·實(shí)驗(yàn)表明:出模溫度超過(guò)510℃時(shí),其組織發(fā)生完全再結(jié)晶;t6,ta狀態(tài)半固態(tài)連續(xù)擴(kuò)展成形管材的強(qiáng)度隨著時(shí)效時(shí)間的增加呈明顯的上升趨勢(shì),而延伸率則呈明顯的下降趨勢(shì)·擴(kuò)展成形工藝的關(guān)鍵在于確保成形終了溫度高于520℃,t6狀態(tài)的管材抗拉強(qiáng)度為299mpa,延伸率為94%;ta狀態(tài)的管材抗拉強(qiáng)度為258mpa,延伸率為124%;力學(xué)性能演化機(jī)理分析表明,采用合適的連續(xù)擴(kuò)展成形工藝與時(shí)效處理工藝能保證獲得拉伸強(qiáng)度和延伸率匹配最佳的6201母線(xiàn)管材·

根據(jù)對(duì)穿孔針?biāo)芾Φ挠?jì)算,得出如何確定無(wú)潤(rùn)滑擠壓鋁合金管材時(shí)合理的鑄錠長(zhǎng)度,以減少擠壓時(shí)的斷針現(xiàn)象。

提出了計(jì)算穿孔針上單位壓力的方法,測(cè)定了3種鋁合金穿孔針單位壓力的修正系數(shù)。用此方法和系數(shù),修改了老壓機(jī)的工藝,消除了事故,提高了管材質(zhì)量,取得了經(jīng)濟(jì)效益。

采用實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬研究5a02鋁合金薄壁管材充液壓彎成形過(guò)程中內(nèi)壓對(duì)缺陷的影響規(guī)律,分析內(nèi)壓對(duì)彎曲內(nèi)側(cè)起皺、截面畸變及壁厚分布的影響,獲得壁厚變化規(guī)律;通過(guò)數(shù)值模擬給出的應(yīng)力狀態(tài),揭示缺陷形成機(jī)制。結(jié)果表明:提高內(nèi)壓能降低軸向壓應(yīng)力的絕對(duì)值,減小失穩(wěn)起皺趨勢(shì),當(dāng)內(nèi)壓超過(guò)一個(gè)臨界值時(shí),皺紋完全消除。對(duì)于直徑為63mm、壁厚為1mm的5a02-o鋁合金管材,其內(nèi)壓臨界值為2.8mpa。充液有效地減小截面畸變程度,隨內(nèi)壓的增大,截面畸變程度逐漸減小。彎曲后,壁厚最大減薄點(diǎn)位于彎曲外側(cè)點(diǎn),且隨內(nèi)壓的增大,軸向和環(huán)向拉應(yīng)力均呈增大趨勢(shì),彎曲外側(cè)壁厚度減薄的趨勢(shì)也增大。

研究了合金元素,特別是錳元素含量對(duì)5056鋁合金管材熱擠壓性能的影響。結(jié)果表明,與5083、5a05、5b05、5a06等其它高鎂鋁合金相比,由于5056合金中的錳元素的含量少,其主要相組成物中沒(méi)有能夠明顯降低合金塑性的硬脆相物質(zhì)(femn)al6相;不會(huì)因?yàn)殄i元素向穿孔針表面層擴(kuò)散而促進(jìn)穿孔針粘鋁。故其熱擠壓性能良好,擠壓速度快,穿孔針粘鋁少,擠出管材的表面質(zhì)量好,不易出現(xiàn)擠不動(dòng)的“悶車(chē)”現(xiàn)象。

鋁合金管資料

第25卷第7期中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào)2015年7月 volume25number7thechinesejournalofnonferrousmetalsjuly2015 文章編號(hào)：1004-0609(2015)-07-1790-08 內(nèi)外壓復(fù)合作用下 5a02鋁合金管材的硬化行為 崔曉磊1，王小松1,2，苑世劍1,2 (1.哈爾濱工業(yè)大學(xué)金屬精密熱加工國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，哈爾濱150001； 2.哈爾濱工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，哈爾濱150001) 摘要：為了研究管材在內(nèi)外壓復(fù)合作用下的硬化行為，在中間自由脹形區(qū)為橢圓形輪廓線(xiàn)的假設(shè)條件下，理論 推導(dǎo)得到內(nèi)外壓復(fù)合作用下管材的應(yīng)力/應(yīng)變分析模型；再利用薄壁5a02-o鋁合金管材在研制的內(nèi)外壓復(fù)合成形 實(shí)驗(yàn)裝置上進(jìn)行外壓為85mpa(1.0σs)的實(shí)驗(yàn)研究，得到5a02鋁

對(duì)鋁合金管的沖切過(guò)程進(jìn)行了有限元模擬,刀具采用剛體模型,工件采用彈塑性模型,材料斷裂破壞采用normalizedcockcroft&latham破壞準(zhǔn)則。分析了沖切過(guò)程中沖切力、等效應(yīng)力的變化,得出了彈性變形、塑性變形、塑性變形至裂紋擴(kuò)展、斷裂始終貫穿于整個(gè)沖切過(guò)程之中。通過(guò)模擬切口與實(shí)際切口的對(duì)比、模擬切屑形狀與實(shí)際切屑形狀的對(duì)比,說(shuō)明了模擬過(guò)程的有效性。

ics13.100 h ys/t××××.4-×××× 鋁及鋁合金管、棒、型材安全生產(chǎn)規(guī)范 第4部分：隔熱型材的生產(chǎn) safe-productionspecificationforaluminiumandaluminiumalloysproductionofextruded tubesandpipes,barsandrods,profiles part4：productionofthermalbarrierextrudedprofiles 中華人民共和國(guó)工業(yè)和信息化部發(fā)布 中華人民共和國(guó)有色金屬行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) ××××-××-××發(fā)布××××-××-××實(shí)施 ys ys/txxxx.4-xxxx i 前言 ys/txxxx《鋁及鋁合金管、棒、型材安全生產(chǎn)規(guī)范》分為4個(gè)部