专利名称：旅游帐篷支架用铝合金管材及其制备方法
技术领域：
本发明涉及ー种铝合金管材及其制备方法，尤其是一种旅游帐篷支架用铝合金管材及其制备方法。
背景技术：
随着我国经济的快速发展，旅游业日益繁荣。为了提高旅游质量及旅游人员携帯更多的物品，一般采用铝合金材料制成旅游帐篷支架来降低帐篷重量，増加旅游人员更多的携带其它物品。目前的旅游帐篷支架的材质为7001铝合金及7075铝合金，抗拉强度为560MPa，非比例延伸强度为505MPa，其力学性能低，不能满足旅游携带更多物品的要求
发明内容
为了解决目前旅游帐篷支架力学性能低，不能满足旅游要求携带更多物品的要求的问题，本发明提供一种旅游帐篷支架用铝合金管材及其加工方法。本发明的旅游帐篷支架用铝合金管材按质量百分比由O. 05 O. 30%的Si、O. 07 O. 35% 的 Fe、2. O 3. 0% 的 Cu、0. 01 O. 15% 的 Μη、2· 8 4. 0% 的 Mg、0. 18 O. 35%的 Cr,7. 5 9. 0% 的 Zn,O. 02 O. 20% 的 Ti 和 82. 65 87. 37% 的 Al 制成。本发明的旅游帐篷支架用铝合金管材是按以下步骤制备的一、按铝合金管材中元素质量百分比为O. 05% O. 30%的Si,O. 07% O. 35%的Fe,2. 0% 3. 0%的Cu,O. 01% O. 15% 的 Μη、2· 8% 4. 0% 的 Mg、0. 18% O. 35% 的 Cr、7. 5% 9. 0% 的 Ζη、0· 02% O. 20%的Ti和82. 65% 87. 37%的Al的比例分别称取铝锭、电解铜、镁锭、铝铬中间合金、铝硅中间合金、铝铁中间合金、铝锰中间合金、铝锌中间合金和铝钛中间合金，然后加入到内壁涂TiO2粉的熔炼炉中熔炼成铝合金熔体；ニ、将经步骤一得到的铝合金熔体经过过滤器，鋳造成铝合金圆铸锭；三、将经步骤ニ得到的铝合金铸锭放置在退火炉中进行均匀化退火处理；
四、将经步骤三处理后的圆铸锭经挤压机挤压成管材半成品；五、将经步骤四制得的管材半成品经轧管机冷轧成Φ18_Χ0. 7mm的管材半成品；六、将经步骤五制得的管材退火后经冷拉机拉成Φ8πιπιΧ0. 75mm的管材；七、将经步骤六制得的管材进行淬火处理；八、将经步骤七制得的管材进行时效处理，即得到旅游帐篷支架用铝合金管材。本发明制备的旅游帐篷支架用铝合金管材中单ー杂质元素的质量比允许范围为^ O. 05%，全部杂质元素的质量比允许范围为< O. 15%，且该范围内的杂质对产品性能和用途没有影响。按照本发明的方法制造的旅游帐篷支架用铝合金管材与现有的帐篷支架用材料相比，通过提高主要強化元素Zn、Cu含量，控制其它元素含量形成ー种新型铝合金材料，其力学性能高，抗拉强度大于700MPa，非比例延伸強度大于600MPa。本发明的新型铝合金材料性能比目前应用的材料抗拉强度和非比例延伸強度分别提高25%和18%，在承受同等力量的同吋，使用新型材料重量比目前应用的材料重量減少20%。
具体实施例方式具体实施方式
一本实施方式的旅游帐篷支架用铝合金管材成分按质量百分比由O. 05% O. 30% 的 Si、0. 07% O. 35% 的 Fe、2. 0% 3. 0% 的 Cu、0. 01% O. 15% 的 Μη、2· 8% 4. 0% 的 Mg、0. 18% O. 35% 的 Cr、7. 5% 9. 0% 的 Ζη、0· 02% O. 20% 的 Ti 和 82. 65%
87.37%的Al制成，具体制备方法如下
一、按照上述配比分别称取铝锭、电解铜、镁锭、铝铬中间合金、铝硅中间合金、铝铁中间合金、铝锰中间合金、铝锌中间合金和铝钛中间合金，然后加入到内壁涂有TiO2粉的熔炼炉中熔炼成铝合金熔体；
ニ、将经步骤一得到的铝合金熔体经过过滤器，铸造成铝合金圆铸錠； 三、将经步骤ニ得到的铝合金铸锭放置在退火炉中进行均匀化退火处理；
四、将经步骤三处理后的圆铸锭经挤压机挤压成管材半成品；
五、将经步骤四制得的管材半成品经轧管机冷轧成ΦISmmX O. 7mm的管材半成品；
六、将经步骤五制得的管材退火后经冷拉机拉成Φ8πιπιΧ0.75mm的管材；
七、将经步骤六制得的管材进行淬火处理；
ノ V、将经步骤七制得的管材进行时效处理，即得到旅游帐篷支架用铝合金管材。本实施方式中，所述步骤一中铝合金熔炼是按以下步骤进行的a、先将铝锭和铝铬中间合金加入到熔炼炉中，加热熔化后开启搅拌，再将铝硅中间合金、铝铁中间合金、铝锰中间合金、铝锌中间合金和铝钛中间合金加入到熔炼炉中，继续加热搅拌加入的上述中间合金山、加入电解铜，使电解铜完全浸于熔体中，继续加热搅拌；c、当熔体温度达到740 750°C后，加入镁锭使其熔化并搅拌均匀；d、按每吨合金熔体加入O. 9 I. IKg铝钛硼晶体细化剂，在温度为730 750°C条件下，熔炼10 20min ;e、用体积比为Ar:Cl2=12:1的Ar-Cl2混合气体精炼20 30min后，静置15 20min得到铝合金熔体。本实施方式中，所述步骤一中熔炼炉的内壁每平方米涂O. 01 O. 02Kg的TiO2粉。本实施方式中，所述步骤一中铝锭的质量纯度> 99. 5%、电解铜的质量纯度彡99. 5%、镁锭的质量纯度彡99. 5%、铝硅中间合金的型号是Al-22%Si、铝铁中间合金的型号是Al -10%Fe、铝锰中间合金型号是Al -25%Mn、铝铬中间合金型号是Al _4%Cr、铝锌中间合金型号是Al-4%Zn和铝钛中间合金型号是Al-4%Ti。本实施方式中，所述步骤ニ中铝合金圆铸锭是在720 750°C温度下进行的，铸锭尺寸为0192mmX600mm的倍尺长度。本实施方式中，所述步骤三中铝合金圆铸锭均匀化退火的方法为将圆铸锭加热到460 475°C，保温16 20h。本实施方式中，所述步骤四中铝合金圆铸锭挤压方法为将铝合金圆铸锭加热到350 430°C后,放置在Φ200mm挤压筒内进行挤压,挤压出Φ26_Χ2_的管材半成品。本实施方式中，所述步骤七中淬火的条件是温度为460 470°C，保温时间为60 70min，冷却水的温度为20 60°C。本实施方式中，所述步骤八中时效的条件是温度为115 125°C，保温24 25h。本实施方式中所用的熔炼炉、退火炉、挤压机、轧管机和冷拉机均为市售设备。
具体实施方式
ニ 本实施方式与具体实施方式
一不同的是，旅游帐篷支架用铝合金管材按质量百分比由O. 05% O. 20%的Si、0. 08% O. 25%的Fe、2. 2% 2. 8%的Cu、O. 03% O. 14% 的 Μη、3· 0% 3. 8% 的 Mg、0. 20% O. 33% 的 Cr、7. 8% 8. 8% 的 Ζη、0· 03% O. 18% 的 Ti 和 83. 5% 86. 61% 的 Al 制成。
具体实施方式
三本实施方式与具体实施方式
一、ニ不同的是，旅游帐篷支架用铝合金管材成分按质量百分比由O. 13%的Si、0. 18%的Fe、2. 5%的Cu、0. 10%的Mn、3. 5%的Mg,O. 25%的Cr,8. 5%的Zn,O. 1%的Ti和84. 74%的Al按照如下步骤制成
一、铝合金熔炼a、先将铝锭和Al-4%Cr铝铬中间合金加入到熔炼炉中，加热熔化后开启搅拌，再将Al-22%Si铝硅中间合金、Al-10%Fe铝铁中间合金、Al_25%Mn铝锰中间合金、Al-4%Zn铝锌中间合金和Al-4%Ti铝钛中间合金加入到熔炼炉中，继续加热搅拌加入的上述中间合金山、加入电解铜，使电解铜完全浸于熔体中，继续加热搅拌；c、当熔体温度达到740°C后，加入镁锭使其熔化并搅拌均匀；d、按每吨合金熔体加入I. OKg铝钛硼晶体细化剂，在温度为730V条件下，熔炼20min ;e、用体积比为Ar:Cl2=12:1的Ar-Cl2混合气体精炼 20min后，静置15min得到铝合金熔体；
ニ、将铝合金熔体经过过滤器，在750°C温度下铸造成Φ192πιπιΧ 600mm的铝合金圆铸
锭；
三、将铝合金铸锭放置在退火炉中，在温度为475°C、保温时间为20h的条件进行均匀化退火处理；
四、将步骤三处理后的铝合金圆铸锭加热到400°C后，放置在Φ200πιπι挤压筒内进行挤压，挤压出Φ 26mm X 2mm的管材半成品；
五、将经步骤四制得的管材半成品经轧管机冷轧成ΦISmmX O. 7mm的管材半成品；
六、将经步骤五制得的管材退火后经冷拉机拉成Φ8πιπιΧ0.75mm的管材；
七、将步骤六制得的管材在温度为460°C、保温时间为60min、冷却水温度为40°C的条件下进行淬火处理；
ノV、将经步骤七制得的管材在温度为120°C、保温时间为24h的条件下进行时效处理，即得到旅游帐篷支架用铝合金管材。本实施方式制备的旅游帐篷支架用铝合金管材的抗拉强度为710MPa，非比例延伸强度为605MPa。
具体实施方式
四本实施方式与具体实施方式
一、ニ、三不同的是，旅游帐篷支架用铝合金管材成分按质量百分比由O. 25%的Si、0. 13%的Fe、2. 9%的Cu、0. 05%的Mn、3. 2%的 Mg,O. 23% 的 Cr,8. 0% 的 Zn,O. 08% 的 Ti 和 85. 16% 的 Al 制成。本实施方式制备的旅游帐篷支架用铝合金管材的抗拉强度为715MPa，非比例延伸强度为61OMPa。
具体实施方式
五本实施方式与具体实施方式
一、ニ、三不同的是，旅游帐篷支架用铝合金管材成分按质量百分比由O. 28%的Si、0. 33%的Fe、2. 6%的Cu、0. 13%的Mn、3. 3%的 Mg,O. 34% 的 Cr,8. 9% 的 Zn,O. 16% 的 Ti 和 83. 96% 的 Al 制成。本实施方式制备的旅游帐篷支架用铝合金管材的抗拉强度为720MPa，非比例延伸强度为615MPa。
权利要求
1.旅游帐篷支架用铝合金管材，其特征在于所述铝合金管材按质量百分比由O.05 O.30% 的 Si,O. 07 O. 35% 的 Fe,2. O 3. 0% 的 Cu,O. 01 O. 15% 的 Mn,2. 8 4. 0% 的 Mg、O.18 O. 35% 的 Cr,7. 5 9. 0% 的 Zn,O. 02 O. 20% 的 Ti 和 82. 65 87. 37% 的 Al 制成。
2.根据权利要求I所述的旅游帐篷支架用铝合金管材，其特征在于所述铝合金管材按质量百分比由O. 05% O. 20%的Si,O. 08% O. 25%的Fe,2. 2% 2. 8%的Cu,O. 03% O.14% 的 Mn,3. 0% 3. 8% 的 Mg,O. 20% O. 33% 的 Cr,7. 8% 8. 8% 的 Zn,O. 03% O. 18%的Ti和83. 5% 86. 61%的Al制成。
3.根据权利要求I所述的旅游帐篷支架用铝合金管材，其特征在于所述铝合金管材按质量百分比由 O. 13% 的 Si,O. 18% 的 Fe,2. 5% 的 Cu,O. 10% 的 Mn,3. 5% 的 Mg,O. 25% 的 Cr、.8.5% 的 Zn,O. 1% 的 Ti 和 84. 74% 的 Al 制成。
4.根据权利要求I所述的旅游帐篷支架用铝合金管材，其特征在于所述铝合金管材按质量百分比由 O. 25% 的 Si,O. 13% 的 Fe,2. 9% 的 Cu,O. 05% 的 Mn,3. 2% 的 Mg,O. 23% 的 Cr、.8.0% 的 Zn,O. 08% 的 Ti 和 85. 16% 的 Al 制成。
5.根据权利要求I所述的旅游帐篷支架用铝合金管材，其特征在于所述铝合金管材按质量百分比由 O. 28% 的 Si,O. 33% 的 Fe,2. 6% 的 Cu,O. 13% 的 Mn,3. 3% 的 Mg,O. 34% 的 Cr、8.9% 的 Zn,O. 16% 的 Ti 和 83. 96% 的 Al 制成。
6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的旅游帐篷支架用铝合金管材，其特征在于所述铝锭的质量纯度> 99. 5%，电解铜的质量纯度> 99. 5%，镁锭的质量纯度> 99. 5%，铝硅中间合金的型号是Al-22%Si，铝铁中间合金的型号是Al-10%Fe，铝锰中间合金型号是Al-25%Mn，铝铬中间合金型号是Al_4%Cr，铝锌中间合金型号是Al_4%Zn，铝钛中间合金型号是 Al-4%Ti。
7.—种旅游帐篷支架用铝合金管材的制备方法，其特征在于所述方法包括如下步骤 一、按照权利要求I所述配比分别称取铝锭、电解铜、镁锭、铝铬中间合金、铝硅中间合金、铝铁中间合金、铝锰中间合金、铝锌中间合金和铝钛中间合金，然后加入到内壁涂有TiO2粉的熔炼炉中熔炼成铝合金熔体； 二、将经步骤一得到的铝合金熔体经过过滤器，铸造成铝合金圆铸锭； 三、将铝合金铸锭放置在退火炉中进行均匀化退火处理； 四、将经步骤三处理后的圆铸锭经挤压机挤压成管材半成品； 五、将经步骤四制得的管材半成品经轧管机冷轧成Φ18_Χ0.7mm的管材半成品； 六、将经步骤五制得的管材退火后经冷拉机拉成Φ8πιπιΧ0.75mm的管材； 七、将经步骤六制得的管材进行淬火处理； 八、将经步骤七制得的管材进行时效处理，即得到旅游帐篷支架用铝合金管材。
8.根据权利要求7所述的旅游帐篷支架用铝合金管材的制备方法，其特征在于所述铝合金熔炼是按以下步骤进行的a、先将铝锭和铝铬中间合金加入到熔炼炉中，加热熔化后开启搅拌，再将铝硅中间合金、铝铁中间合金、铝锰中间合金、铝锌中间合金和铝钛中间合金加入到熔炼炉中，继续加热搅拌加入的上述中间合金山、加入电解铜，使电解铜完全浸于熔体中，继续加热搅拌、当熔体温度达到740 750°C后，加入镁锭使其熔化并搅拌均匀；d、按每吨合金熔体加入O. 9 I. IKg铝钛硼晶体细化剂，在温度为730 750°C条件下，熔炼10 20min ;e、用体积比为Ar:Cl2=12:1的Ar-Cl2混合气体精炼20 30min后，静置15 20 min得到铝合金熔体。
9.根据权利要求7或8所述的旅游帐篷支架用铝合金管材的制备方法，其特征在于所述熔炼炉的内壁每平方米涂O. OlKg的TiO2粉。
10.根据权利要求7所述的旅游帐篷支架用铝合金管材的制备方法，其特征在于所述步骤二的铝合金圆铸锭的铸造温度720 750°C，铸锭尺寸为0192mmX600mm的倍尺长度；所述步骤三的均匀化退火温度为460 475°C，保温时间为16 20h ;所述步骤四的铝合金圆铸锭的挤压温度为350 430°C ;所述步骤七的淬火温度为460 470°C，保温时间为60 70min，冷却水的温度为20 60°C;所述步骤八中时效温度为115 125°C，保温时间为24 25h。
全文摘要
旅游帐篷支架用铝合金管材及其制备方法，涉及一种铝合金管材及其制备方法。为了解决目前旅游帐篷支架力学性能低，不能满足旅游要求携带更多物品的要求的问题，本发明的旅游帐篷支架用铝合金管材按质量百分比由0.05～0.30%的Si、0.07～0.35%的Fe、2.0～3.0%的Cu、0.01～0.15%的Mn、2.8～4.0%的Mg、0.18～0.35%的Cr、7.5～9.0%的Zn、0.02～0.20%的Ti和82.65～87.37%的Al制成。本发明通过提高主要强化元素Zn、Cu含量，控制其它元素含量形成一种新型铝合金材料，其力学性能高，抗拉强度大于700MPa，非比例延伸强度大于600MPa。
文档编号C21D8/10GK102839304SQ20121038906
公开日2012年12月26日 申请日期2012年10月15日 优先权日2012年10月15日
发明者石永生, 杨志峰, 张春波, 刘宏丽, 刘健, 于喜涛, 孙远志, 王启晨, 潘苏斌 申请人:哈尔滨中飞新技术股份有限公司