專(zhuān)利名稱(chēng)：感光鼓鋁合金管及其生產(chǎn)方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁合金管，特別是用于傳真、復(fù)印、電子照相設(shè)備的感光鼓鋁合金管及其生產(chǎn)方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著鋁合金的冶金工藝和精密加工技術(shù)水平的不斷提高，鋁合金管在電子、通訊工程領(lǐng)域中的應(yīng)用普及日益加快。感光鼓鋁合金管是傳真、復(fù)印、電子照相設(shè)備的關(guān)鍵零部件。傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的鋁合金管，通常存在著雜質(zhì)含量高、尺寸精度低等問(wèn)題，不僅直接影響到圖像信息傳真與復(fù)印的效果，而且影響到整臺(tái)電子通訊設(shè)備的工作壽命。因此不僅要求感光鼓鋁合金管的尺寸精度高，而且要求其材質(zhì)中非金屬夾雜物、金屬間化合物、氫含量等缺陷控制在一個(gè)很低的范圍，否則，將嚴(yán)重干擾感光鼓的成像。2007年1月M日中山市金勝鋁業(yè)有限公司公開(kāi)專(zhuān)利(CN1900336)高純、高精感光鼓基材用鋁合金管材及制造方法。文獻(xiàn)提及一種感光鼓基材用鋁合金管材及制造方法，屬特種有色金屬管材制造業(yè)。它的鋁合金管材由以下重量份數(shù)的元素組成硅 (Si) 0. 20 0. 23 ；鎂(Mg) 0. 45 0. 50 ；鐵(Fe) 0. 01 0. 15 ；雜質(zhì)元素(S. P) 0. 00 0. 01 ； 鋁(Al)99. 34 99. 11。它經(jīng)熔煉、精煉、在線(xiàn)細(xì)化、在線(xiàn)除氣、一次過(guò)濾、二次過(guò)濾、鑄造、均勻化退火、鑄錠加熱、鑄錠在線(xiàn)熱剝皮、熱等溫?cái)D壓開(kāi)坯、淬火、精整、拉拔、后續(xù)精整等步驟而制成。用上述原料和生產(chǎn)方法制成的鋁合金管材最終產(chǎn)品顯微組織中5μπι以上雜質(zhì)去除率大于98%。該制造方法主要通過(guò)Ar和精煉劑爐內(nèi)二次精煉、Ar爐外除氫、HC30的管式過(guò)濾器(PTF)過(guò)濾，同水平熱頂鑄造、間歇式均勻化處理來(lái)完成，材料成型主要采用熱剝皮和熱等溫?cái)D壓技術(shù)，使制品出口溫度控制在530士5°C，適用于高純、高精感光鼓基材及其它類(lèi)似材料的制造。中山市金勝鋁業(yè)有限公司公開(kāi)的專(zhuān)利(CN1900336)主要從化學(xué)成分、熔煉、精煉等工藝進(jìn)行感光鼓基材用鋁合金管材的制造。但是這些鋁合金感光鼓的尺寸精度以及雜質(zhì)
含量較高。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高尺寸精度、雜質(zhì)含量低的感光鼓鋁合金管及其生產(chǎn)方法和設(shè)備。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明在化學(xué)成分上和生產(chǎn)工藝都進(jìn)行了改進(jìn)，具體過(guò)程如下本發(fā)明的感光鼓鋁合金管，其化學(xué)成分由以下重量百分?jǐn)?shù)元素組成錳(Mn) 1. 1 1. 3 ；銅(Cu) 0. 06 0. 10 ；硅(Si)彡 0. 06 ；0. 15〈鐵(Fe) ( 0. 20 ；0. 01〈雜質(zhì)元素< 0. 03 ；余量為鋁(Al)。以上所述的感光鼓鋁合金管的生產(chǎn)方法，包括選擇錠坯、熔煉、精煉、在線(xiàn)細(xì)化、在線(xiàn)除氣、一次過(guò)濾、二次過(guò)濾、鑄造、均勻化退火、鑄錠感應(yīng)加熱、鑄錠在線(xiàn)熱剝皮、等速等溫?cái)D壓和拉伸精整、矯直、鍍膜和檢驗(yàn)的工序，其特征在于所述拉伸精整工序采用了限位拉伸、相似拉伸的工藝。所述的采用限位拉伸的工藝采用的設(shè)備包括固定架、固定夾頭、鋁合金管、活動(dòng)夾頭、限位開(kāi)關(guān)拉伸油缸和拉伸床，拉伸油缸作為拉伸床的一部分，直接與拉伸床連接；拉伸油缸與活動(dòng)夾頭連接，固定夾頭與安裝在拉伸床上的固定架連接，鋁合金管的兩端分別被固定夾頭和活動(dòng)夾頭夾緊，且鋁管中心線(xiàn)與拉伸床中心線(xiàn)重合，拉伸床安裝有限位開(kāi)關(guān)，限制活動(dòng)夾頭的行程。操作時(shí)根據(jù)首批感光鼓鋁合金管試?yán)鞎r(shí)的采用的拉伸速度、矯直變形量與拉伸系數(shù)工藝參數(shù)以及鋁合金管尺寸精度，確定活動(dòng)夾頭的移動(dòng)位置，調(diào)整限位開(kāi)關(guān)與活動(dòng)夾頭之間的距離，最終確定感光鼓鋁合金管拉伸時(shí)限位開(kāi)關(guān)在拉伸床的最佳位置。為了確保拉伸時(shí)感光鼓鋁合金管保持其圓度與精度而不被拉伸夾頭夾扁，拉伸時(shí)鋁合金管采用了相似拉伸方法。所述的采用相似拉伸工藝是將感光鼓鋁合金管中間加入固定芯，夾緊后進(jìn)行拉伸。所述的采用相似拉伸方法的工具包括拉伸夾頭和固定芯，固定芯是圓木芯子，將圓木芯子打進(jìn)感光鼓鋁合金管內(nèi)，鋁管被拉伸夾頭夾緊。拉伸操作前先將長(zhǎng)度200mm左右、 直徑小于感光鼓鋁合金管內(nèi)徑0. 05-0. Imm的圓木芯子輕輕打進(jìn)感光鼓鋁合金管內(nèi)，然后， 將裝有圓木芯子的鋁合金管放進(jìn)拉伸夾頭進(jìn)行限位拉伸矯直，確保感光鼓鋁合金管在拉伸矯直過(guò)程中保持其直線(xiàn)度與圓度。在感光鼓鋁合金管擠壓前須校核擠壓筒、擠壓桿、模具的同軸度，同軸度要求在 1. Omm以?xún)?nèi)。所述拉伸精整工序應(yīng)該保證錠坯錠坯偏心度小于0. 5mm ；錠坯內(nèi)外表面光潔度達(dá)到Ral2. 5um以上；錠坯端面垂直度不大于2mm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為1、為了控制3003感光鼓鋁合金管化學(xué)成分，選用品位高、配比較大的新金屬材料。其化學(xué)成分由以下重量百分?jǐn)?shù)元素組成錳(Mn) 1. 1 1. 3 ；銅(Cu) :0. 06 0. 10 ； 硅(Si) ^ 0. 06 ；鐵(Fe) 20 ；其它(單個(gè))彡 0. 03 ；鋁(Al)余量。上述感光鼓鋁合金管的生產(chǎn)方法是經(jīng)熔煉、精煉、在線(xiàn)細(xì)化、在線(xiàn)除氣、一次過(guò)濾、 二次過(guò)濾、鑄造、均勻化退火、鑄錠感應(yīng)加熱、鑄錠在線(xiàn)熱剝皮、等速等溫?cái)D壓、拉伸和精整等工序而制成。2、為了防止擠壓時(shí)金屬流動(dòng)不均勻，制品產(chǎn)生壁厚不均、彎曲、扭擰等缺陷，擠壓前必須認(rèn)真校核擠壓筒、擠壓桿、模具的同軸度，同軸度要求在1. Omm以?xún)?nèi)。3、為了提高鋁合金管尺寸精度，確保產(chǎn)品的直線(xiàn)度與圓度，拉伸精整工序采用了限位拉伸、相似拉伸的工藝方法，這種限位拉伸的設(shè)備，結(jié)構(gòu)新穎、簡(jiǎn)單，設(shè)備重量輕，成本低，剛性好，精度高。4、使用嚴(yán)格的“四點(diǎn)平均法”質(zhì)量檢驗(yàn)方法，對(duì)半成品、最終成品的外徑、內(nèi)徑進(jìn)行檢驗(yàn)，確保制造出廠(chǎng)的產(chǎn)品尺寸滿(mǎn)足規(guī)定的質(zhì)量要求。5、感光鼓鋁合金管雜質(zhì)含量低，提高了 3003感光鼓鋁合金管的尺寸精度，確保產(chǎn)品的圓度與直線(xiàn)度，成品率提高20%，產(chǎn)品質(zhì)量高、成本低。
為便于進(jìn)一步理解本發(fā)明，現(xiàn)結(jié)合附圖做進(jìn)一步的說(shuō)明圖1是本發(fā)明采用限位拉伸工藝的操作結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明采用相似拉伸工藝的截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明采用相似拉伸工藝的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為便于進(jìn)一步理解本發(fā)明，特結(jié)合具體實(shí)施例做進(jìn)一步的說(shuō)明，但是不應(yīng)當(dāng)將本實(shí)施例看作是對(duì)本發(fā)明的任何限制。本發(fā)明感光鼓鋁合金管生產(chǎn)工藝路線(xiàn)是選擇錠坯、熔煉、精煉、在線(xiàn)細(xì)化、在線(xiàn)除氣、一次過(guò)濾、二次過(guò)濾、鑄造、均勻化退火、鑄錠感應(yīng)加熱、鑄錠在線(xiàn)熱剝皮、等速等溫?cái)D壓、拉伸、精整、矯直一鋸切一檢驗(yàn)一精車(chē) (旋壓)一檢驗(yàn)一鍍膜(光導(dǎo)材料)一檢驗(yàn)包裝等工序而制成。以上所述拉伸精整的工序采用了限位拉伸、相似拉伸的工藝方法。所述的采用限位拉伸的設(shè)備與工具包括固定架1、固定夾頭2、鋁合金管3、活動(dòng)夾頭4、限位開(kāi)關(guān)5拉伸油缸6和拉伸床7。拉伸油缸6作為拉伸床7的一部分，直接與拉伸床7連接；拉伸油缸6與活動(dòng)夾頭4連接，固定夾頭2與安裝在拉伸床7上的固定架1連接，鋁合金管3的兩端分別被固定夾頭2和活動(dòng)夾頭4夾緊，且鋁管中心線(xiàn)與拉伸床7中心線(xiàn)重合，限位開(kāi)關(guān)5與拉伸床7連接并對(duì)活動(dòng)夾頭4的行程起到限制作用。操作時(shí)根據(jù)首批感光鼓鋁合金管試?yán)鞎r(shí)的采用的拉伸速度、矯直變形量與拉伸系數(shù)工藝參數(shù)以及鋁合金管尺寸精度，確定活動(dòng)夾頭4的移動(dòng)位置，調(diào)整限位開(kāi)關(guān)5與活動(dòng)夾頭4之間的距離，最終確定感光鼓鋁合金管拉伸時(shí)限位開(kāi)關(guān)5在拉伸床7的最佳位置。為了確保拉伸時(shí)感光鼓鋁合金管保持其圓度與精度而不被拉伸拉伸夾頭夾扁，拉伸時(shí)鋁合金管采用了 “相似拉伸”方法。所述的采用“相似拉伸”方法的工具包括拉伸夾頭 (8)、和固定芯，固定芯是圓木芯子10，拉伸操作前先將長(zhǎng)度200mm左右、直徑小于感光鼓鋁合金管內(nèi)徑0. 05-0. Imm的圓木芯子10輕輕打進(jìn)感光鼓鋁合金管9內(nèi)，然后，將裝有圓木芯子10的鋁合金管9放進(jìn)拉伸夾頭8夾緊進(jìn)行“限位拉伸”矯直，確保感光鼓鋁合金管在拉伸矯直過(guò)程中保持其直線(xiàn)度與圓度。在感光鼓鋁合金管擠壓前須校核擠壓筒、擠壓桿、模具的同軸度，同軸度要求在 1. Omm以?xún)?nèi)。應(yīng)該保證錠坯偏心度小于0. 5mm ；錠坯內(nèi)外表面光潔度達(dá)到Ral2. 5um以上；錠坯端面垂直度不大于2mm。以下分別對(duì)鋁合金鑄錠冶金工藝進(jìn)行說(shuō)明配料(選擇錠坯)配料是鋁合金熔鑄生產(chǎn)的第一道工序。由于感光鼓鋁合金管屬于特殊用途的產(chǎn)品，所以爐料應(yīng)當(dāng)選用品位高、配比較大的新金屬材料，如鋁錠、AI-Ti-B絲等可選用進(jìn)口的金屬材料。清爐、洗爐每熔次倒?fàn)t后，使用鋼釬、鏟等工具將熔池表面黏附的爐渣清除干凈，防止熔體被非金屬夾渣污染。連續(xù)生產(chǎn)同一牌號(hào)合金，通常每生產(chǎn)5個(gè)熔次后即大清爐一次。當(dāng)在同
5一臺(tái)熔煉爐進(jìn)行合金轉(zhuǎn)換時(shí)，必須使用純鋁錠洗爐，洗爐料不得少于爐子容量的50%，洗爐溫度為800 850°C，當(dāng)?shù)竭_(dá)洗爐溫度后，應(yīng)徹底攪拌熔體，攪拌次數(shù)3 5次，每次10分鐘。熔體出爐不允許有剩料，同時(shí)，進(jìn)行大清爐。熔煉精煉過(guò)程應(yīng)用無(wú)Na精煉劑和隊(duì)+3 % Cl或Ar+3 % Cl的已脫水處理的惰性混合氣體，惰性氣體的純度必須在99. 996%以上，露點(diǎn)應(yīng)達(dá)到200°C以下，以減少H2與Na、K、S等低熔點(diǎn)雜質(zhì)對(duì)金屬組織產(chǎn)生不良的影響。熔煉溫度應(yīng)注意控制，溫度低時(shí)夾雜物很難和熔體分離，溫度高又增加了熔體的吸氣量，所以，精煉溫度易控制在730°C -750°C之間。為了保證合金成分的均勻性，防止狗相的偏析，熔煉過(guò)程可使用電磁攪拌。除氣使用旋轉(zhuǎn)噴頭的精煉除氣工藝，將氬氣與氯氣的混合氣體通入轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸內(nèi)部，混合氣體即被旋轉(zhuǎn)的葉輪攪拌打碎成無(wú)數(shù)的小氣泡，這些小氣泡與氫氣具有很強(qiáng)的親合力， 從而將熔體內(nèi)的氫氣吸收帶走。過(guò)濾過(guò)濾是去除鋁熔體中非金屬夾雜物有效的技術(shù)手段。采用充滿(mǎn)過(guò)濾介質(zhì)陶瓷過(guò)濾管作為過(guò)濾系統(tǒng)，當(dāng)金屬液體由管的外部進(jìn)入管內(nèi)，再通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)過(guò)濾后流出，由于濾管有較大的表面積且金屬流速較低，從而將非金屬夾雜物從熔體內(nèi)過(guò)濾出來(lái)。均勻化將鑄錠在高溫下進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間加熱，消除晶內(nèi)偏析，消除鑄錠中的不平衡共晶組織， 獲得比鑄態(tài)更均勻的金相組織。鑄錠均勻化處理，使Mg2Si強(qiáng)化相均勻固溶，減少擠壓力， 增加塑性，使制品獲得優(yōu)良的表面質(zhì)量。同時(shí)，為鑄錠擠壓前的工頻感應(yīng)加熱，使鑄錠頭、尾兩端形成溫度梯度，促成等溫等速擠壓工藝的實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造了條件。鋁合金冶金工藝參數(shù)
權(quán)利要求
1.一種感光鼓鋁合金管，其特征在于其化學(xué)成分由以下重量百分?jǐn)?shù)元素組成錳 (Mn) :1. 1 1. 3 ；銅(Cu) 0. 06 0. 10 ；硅(Si)彡 0. 06 ；0. 15 <鐵(Fe) ( 0. 20 ；0. 01 <雜質(zhì)元素< 0. 03 ；余量為鋁(Al)。
2.一種感光鼓鋁合金管的生產(chǎn)方法，包括選擇錠坯、熔煉、精煉、在線(xiàn)細(xì)化、在線(xiàn)除氣、 一次過(guò)濾、二次過(guò)濾、鑄造、均勻化退火、鑄錠感應(yīng)加熱、鑄錠在線(xiàn)熱剝皮、等速等溫?cái)D壓和拉伸精整、矯直、鍍膜和檢驗(yàn)的工序，其特征在于所述拉伸精整工序采用了限位拉伸、相似拉伸的工藝。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的感光鼓鋁合金管的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的限位拉伸是根據(jù)首批感光鼓鋁合金管試?yán)鞎r(shí)的采用的拉伸速度、矯直變形量與拉伸系數(shù)工藝參數(shù)以及鋁合金管尺寸精度，確定活動(dòng)夾頭的移動(dòng)位置，調(diào)整限位開(kāi)關(guān)與活動(dòng)夾頭之間的距離， 最終確定感光鼓鋁合金管拉伸時(shí)限位開(kāi)關(guān)在拉伸床的最佳位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的感光鼓鋁合金管的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的采用相似拉伸工藝是將感光鼓鋁合金管中間加入固定芯，夾緊后進(jìn)行拉伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的感光鼓鋁合金管的生產(chǎn)方法，其特征在于所述的限位拉伸的工藝采用的設(shè)備包括固定架(1)、固定夾頭O)、鋁合金管(3)、活動(dòng)夾頭0)、限位開(kāi)關(guān)(5)、拉伸油缸(6)和拉伸床(7)，拉伸油缸(6)作為拉伸床(7)的一部分，直接與拉伸床 (7)連接；拉伸油缸(6)與活動(dòng)夾頭(4)連接，固定夾頭(2)與安裝在拉伸床(7)上的固定架(1)連接，鋁合金管(3)的兩端分別被固定夾頭( 和活動(dòng)夾頭(4)夾緊，且鋁管中心線(xiàn)與拉伸床(7)中心線(xiàn)重合，拉伸床(7)安裝有限位開(kāi)關(guān)(5)，限制活動(dòng)夾頭的行程。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的感光鼓鋁合金管的生產(chǎn)方法，其特征在于采用相似拉伸的工藝采用的設(shè)備包括拉伸夾頭(8)和固定芯，固定芯采用圓木芯子(10)，圓木芯子 (10)打進(jìn)感光鼓鋁合金管(9)內(nèi)，拉伸夾頭(8)夾緊鋁合金管(9)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的感光鼓鋁合金管的生產(chǎn)方法，其特征在于在感光鼓鋁合金管等速等溫?cái)D壓前須校核擠壓筒、擠壓桿、模具的同軸度，同軸度要求在1. Omm以?xún)?nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的感光鼓鋁合金管的生產(chǎn)方法，其特征在于所述拉伸精整工序應(yīng)該保證錠坯錠坯偏心度小于0. 5mm ；錠坯內(nèi)外表面光潔度達(dá)到Ral2. 5um以上；錠坯端面垂直度不大于2mm。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種感光鼓鋁合金管及其生產(chǎn)方法和設(shè)備，感光鼓鋁合金管的化學(xué)成分由以下重量百分?jǐn)?shù)元素組成錳(Mn)1.1～1.3；銅(Cu)0.06～0.10；硅(Si)≤0.06；0.15＜鐵(Fe)≤0.20；0.01＜雜質(zhì)元素≤0.03；余量為鋁(Al)。其生產(chǎn)方法經(jīng)選擇錠坯、熔煉、精煉、在線(xiàn)細(xì)化、在線(xiàn)除氣、一次過(guò)濾、二次過(guò)濾、鑄造、均勻化退火、鑄錠感應(yīng)加熱、鑄錠在線(xiàn)熱剝皮、等速等溫?cái)D壓和拉伸精整而成；所述拉伸精整工序采用了限位拉伸、相似拉伸的工藝。本發(fā)明生產(chǎn)的感光鼓鋁合金管具有雜質(zhì)含量低，管材尺寸精度高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C22F1/04GK102191412SQ201110116979
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2011年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月6日
發(fā)明者劉俊生, 周智輝, 林卓毅, 陳海紅 申請(qǐng)人:廣西南南鋁加工有限公司