專利名稱：一種高精度鋁合金波導(dǎo)管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種波導(dǎo)管及其制造方法。
背景技術(shù)：
波導(dǎo)管主要應(yīng)用于通信、衛(wèi)星地面站、微波測量等領(lǐng)域。微波技術(shù)是電子工業(yè)的主要組成部分，利用波導(dǎo)管傳輸微波能量，具有頻帶寬，損耗小，便于連接、衰減小、傳輸功率大并起緩沖作用等優(yōu)點。因此廣泛應(yīng)用于多種類型的雷達裝備、遙測遙控和遠距離通訊領(lǐng)域等。波導(dǎo)管已成為電子工業(yè)的重要組成材料。隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，世界科學(xué)技術(shù)的推陳出新，寬頻帶多路通訊系統(tǒng)、全匹配負載系統(tǒng)、駐波測量裝置及高性能新型雷達等對波導(dǎo)管提出越來越嚴格的要求。
對波導(dǎo)管的內(nèi)表面質(zhì)量尺寸精度要求高，傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的波導(dǎo)管表面光潔度力爭7，而且傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的波導(dǎo)管材6063合金抗拉強度小于127N/mm2，其表面質(zhì)量尺寸精度完全不能滿足現(xiàn)代高科技領(lǐng)域的使用要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有波導(dǎo)管表面質(zhì)量、表面光潔度、抗拉強度和塑性不能滿足現(xiàn)代高科技領(lǐng)域的使用要求的問題，而提出了一種高精度鋁合金波導(dǎo)管及其制造方法。
本發(fā)明的鋁合金波導(dǎo)管按質(zhì)量百分比由Si0.50％～0.70％、Fe≤0.50％、Cu0.15％～0.25％、Mg0.09％～1.10％、Cr0.10％～0.25％、Mn≤0.15％、Zn≤0.20％、Ti≤0.10％，其余為Al制成。
本發(fā)明高精度鋁合金波導(dǎo)管制造方法通過如下步驟實現(xiàn)步驟一鑄造合金根據(jù)以上成分鑄錠，鑄錠為φ270mm×106mm×750mm；然后對鑄錠進行4小時、620℃的均火處理；步驟二熱擠壓成形把鑄錠在460℃下螺紋擠壓針熱擠壓成毛料管；步驟三冷軋工藝對毛料管進行260℃，保溫時間為2.5小時的低溫退火；步驟四冷拉工藝將毛坯管一次拉成成品管。
本發(fā)明的工藝生產(chǎn)的波導(dǎo)管材尺寸精度達到II級，波導(dǎo)管光潔度達8～12，波導(dǎo)管材抗拉強度大于167N/mm2。


圖1是成品模2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是螺紋擠壓針結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2的A-A的剖面圖；圖4是圖3的a的局部放大圖。
具體實施例方式
具體實施方式
一本實施方式按質(zhì)量百分比由Si0.50％～0.70％、Fe≤0.50％、Cu0.15％～0.25％、Mg0.09％～1.10％、Cr0.10％～0.25％、Mn≤0.15％、Zn≤0.20％、Ti≤0.10％，其余為Al制成。
和現(xiàn)有技術(shù)相比增加Si和Mg元素的含量可以提高合金的強化效果，耐蝕性能好。Fe元素的作用是細化晶粒。合金中加入Cu不僅顯著改善了合金在熱加工時的塑性，抑制擠壓效應(yīng)，降低合金因加入Mn后出現(xiàn)的各向異性。Cr和Mn元素的作用是提高強度，細化晶粒。Ti元素的作用是減少鑄錠柱狀晶組織，改善合金的鍛造性能，細化晶粒。少量的Zn元素對合金的強度影響不大。
具體實施方式
二本實施方式與具體實施方式
一不同點在于質(zhì)量百分比由Si0.51％～0.69％、Fe≤0.49％、Cu0.16％～0.24％、Mg0.10％～1.09％、Cr0.11％～0.24％、Mn≤0.14％、Zn≤0.19％、Ti≤0.09％，其余為Al制成。其它組成與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一不同點在于質(zhì)量百分比由Si0.53％～0.67％、Fe≤0.47％、Cu0.18％～0.22％、Mg0.12％～1.07％、Cr0.13％～0.22％、Mn≤0.12％、Zn≤0.17％、Ti≤0.07％，其余為Al制成。其它組成與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一不同點在于質(zhì)量百分比由Si0.52％～0.68％、Fe≤0.48％、Cu0.17％～0.23％、Mg0.14％～1.07％、Cr0.15％～0.22％、Mn≤0.13％、Zn≤0.18％、Ti≤0.08％，其余為Al制成。其它組成與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
五結(jié)合圖1、圖2說明本實施方式，本實施方式通過如下步驟實現(xiàn)步驟一鑄造合金根據(jù)實施方式一、二、三或四的成分鑄錠，鑄錠為φ270mm×106mm×750mm的空心坯錠；然后對鑄錠進行4小時、620℃的均火處理；步驟二熱擠壓成形把空心坯錠在460℃下進行螺紋擠壓針熱擠壓成毛料管；步驟三冷軋工藝對毛料管進行260℃，保溫時間為2.5小時的低溫退火；步驟四冷拉工藝將毛坯管一次拉成成品管。
采用螺紋擠壓針熱擠壓方法使管毛料擠壓充分潤滑，保證管毛料內(nèi)表面質(zhì)量，制取精度高的毛料管，使毛料管壁厚差小于成品波導(dǎo)管材公差，提高表面光潔度，本實施方式生產(chǎn)的波導(dǎo)管光潔度達8～12，有效的加強了波導(dǎo)管表面質(zhì)量和表面光潔度；低溫退火是晶粒長大的具體過程，是由晶粒的互相吞并來完成的，而這種吞并又是通過晶界的逐漸移動而進行的。要實現(xiàn)這種變化趨勢需要原子有較強的擴散能力，以完成晶粒長大時晶界的遷移運動，如果退火溫度高，會使金屬在冷變形之后得到的細而均勻的等軸晶粒長大變粗，因此為了防止晶粒長大，通常采用低溫退火進行處理。本方法選擇為熱處理制度退火溫度260℃保溫時間2.5小時，是為了降低變形能力，提高塑性，并獲得較高的機械性能和表面質(zhì)量，有利提高波導(dǎo)管尺寸精度，退火后波導(dǎo)管抗拉強度6b≥167N/mm2；在毛料管壁差不超過±5％壁厚條件下，采用毛料管經(jīng)一次成品拉伸的配模方案，提高波導(dǎo)管材成型后的尺寸精度。拉伸模具的設(shè)計，成品模?？仔螤詈统善凡▽?dǎo)管截面相同。
具體實施方式
六結(jié)合圖2、圖3和圖4說明本實施方式，本實施方式與實施方式五的不同點是步驟二熱擠壓成形把鑄錠在460℃下螺紋擠壓針熱擠壓成毛料管；即通過空氣循環(huán)電阻加熱爐把空心坯錠進行加溫，用送錠軌道將空心坯錠送入到3500噸水壓機的壓筒內(nèi)進行擠壓，螺紋擠壓針安放在3500噸水壓機的壓筒內(nèi)，壓筒、軸和螺紋擠壓針的中心在同一軸線上，從而得到壁厚均勻毛料管；其中擠壓時對螺紋擠壓針進行400℃～450℃，時間不小于2小時的加溫，螺旋擠壓針上的螺紋齒寬為0.65mm～0.8mm，齒形角為55°～62°。螺紋擠壓針熱擠壓能夠提高毛料管的內(nèi)表面光潔度。其它方法與具體實施方式
五相同。
具體實施方式
七結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
五不同點在于步驟五中，使用成品模2把毛料管冷拉伸為矩形，成品模2的入口段1、出口段3和工作段4都是矩形，成品模2的出口段3的口徑小于入口段1的口徑，成品模2的拉模角度β，拉伸時毛料管的溫度為室溫，拉伸速度是1至3米/分。其它方法與具體實施方式
五相同。
具體實施方式
八結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
七不同點在于制造規(guī)格為38.5×12.6×1.5的鋁合金波導(dǎo)管，成品模2?？仔螤詈统善犯呔炔▽?dǎo)管的截面相同，拉伸模具的長邊彈性形變量為0.01～0.02mm，拉伸模具的短邊彈性形變量為0.01～0.03mm，拉模角度β為7.2°；其它方法與具體實施方式
七相同。
具體實施方式
九結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
七不同點在于制造規(guī)格為22.86×10.16×1.0的鋁合金波導(dǎo)管，成品模2模孔形狀和成品高精度波導(dǎo)管的截面相同，拉伸模具的長邊彈性形變量為0.01～0.02mm，拉伸模具的短邊彈性形變量為0.01～0.03mm，拉模角度β為6.3°；其它方法與具體實施方式
七相同。
具體實施方式
十結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式與具體實施方式
七不同點在于制造規(guī)格為15.8×7.9×1.5的鋁合金波導(dǎo)管，成品模2模孔形狀和成品高精度波導(dǎo)管的截面相同，拉伸模具的長邊彈性形變量為0.01～0.02mm，拉伸模具的短邊彈性形變量為0.02～0.03mm，拉模角度β為7.8°；其它方法與具體實施方式
七相同。
權(quán)利要求
1.一種高精度鋁合金波導(dǎo)管，其特征在于它按質(zhì)量百分比由Si0.50％～0.70％、Fe≤0.50％、Cu0.15％～0.25％、Mg0.09％～1.10％、Cr0.10％～0.25％、Mn≤0.15％、Zn≤0.20％、Ti≤0.10％，其余為Al制成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高精度鋁合金波導(dǎo)管，其特征在于按質(zhì)量百分比由Si0.51％～0.69％、Fe≤0.49％、Cu0.16％～0.24％、Mg0.10％～1.09％、Cr0.11％～0.24％、Mn≤0.14％、Zn≤0.19％、Ti≤0.09％，其余為Al制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高精度鋁合金波導(dǎo)管，其特征在于按質(zhì)量百分比由Si0.53％～0.67％、Fe≤0.47％、Cu0.18％～0.22％、Mg0.12％～1.07％、Cr0.13％～0.22％、Mn≤0.12％、Zn≤0.17％、Ti≤0.07％，其余為Al制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高精度鋁合金波導(dǎo)管，其特征在于按質(zhì)量百分比由Si0.52％～0.68％、Fe≤0.48％、Cu0.17％～0.23％、Mg0.14％～1.07％、Cr0.15％～0.22％、Mn≤0.13％、Zn≤0.18％、Ti≤0.08％，其余為Al制成。
5.一種高精度鋁合金波導(dǎo)管的制造方法，其特征在于通過如下步驟實現(xiàn)步驟一鑄造合金根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4的成分鑄錠，鑄錠為φ270mm×106mm×750mm的空心坯錠；然后對鑄錠進行4小時、620℃的均火處理；步驟二熱擠壓成形把空心坯錠在460℃下進行螺紋擠壓針熱擠壓成毛料管；步驟三冷軋工藝對毛料管進行260℃，保溫時間為2.5小時的低溫退火；步驟四冷拉工藝將毛坯管一次拉成成品管。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高精度鋁合金波導(dǎo)管的制造方法，其特征在于是步驟二熱擠壓成形把鑄錠在460℃下螺紋擠壓針熱擠壓成毛料管；即通過空氣循環(huán)電阻加熱爐把空心坯錠進行加溫，用送錠軌道將空心坯錠送入到3500噸水壓機的壓筒內(nèi)進行擠壓，螺紋擠壓針安放在3500噸水壓機的壓筒內(nèi)，壓筒、軸和螺紋擠壓針的中心在同一軸線上，從而得到壁厚均勻毛料管；其中擠壓時對螺紋擠壓針進行400℃～450℃，時間不小于2小時的加溫，螺旋擠壓針上的螺紋齒寬為0.65mm～0.8mm，齒形角為55°～62°。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高精度鋁合金波導(dǎo)管的制造方法，其特征在于步驟五中，使用成品模(2)把毛料管冷拉伸為矩形，成品模(2)的入口段(1)、出口段(3)和工作段(4)都是矩形，成品模(2)的出口段(3)的口徑小于入口段(1)的口徑，成品模(2)的拉模角度β，拉伸時毛料管的溫度為室溫，拉伸速度是1至3米/分。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高精度鋁合金波導(dǎo)管的制造方法，其特征在于制造規(guī)格為38.5×12.6×1.5的鋁合金波導(dǎo)管，成品模?？仔螤詈统善犯呔炔▽?dǎo)管的截面相同，拉伸模具的長邊彈性形變量為0.01～0.02mm，拉伸模具的短邊彈性形變量為0.01～0.03mm，拉模角度β為7.2°。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高精度鋁合金波導(dǎo)管的制造方法，其特征在于制造規(guī)格為22.86×10.16×1.0的鋁合金波導(dǎo)管，成品模?？仔螤詈统善犯呔炔▽?dǎo)管的截面相同，拉伸模具的長邊彈性形變量為0.01～0.02mm，拉伸模具的短邊彈性形變量為0.01～0.03mm，拉模角度β為6.3°。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種高精度鋁合金波導(dǎo)管的制造方法，其特征在于制造規(guī)格為15.8×7.9×1.5的鋁合金波導(dǎo)管，成品模?？仔螤詈统善犯呔炔▽?dǎo)管的截面相同，拉伸模具的長邊彈性形變量為0.01～0.02mm，拉伸模具的短邊彈性形變量為0.02～0.03mm，拉模角度β為7.8°。
全文摘要
一種高精度鋁合金波導(dǎo)管及其制造方法，本發(fā)明為了解決現(xiàn)有波導(dǎo)管表面質(zhì)量、表面光潔度、抗拉強度和塑性不能滿足現(xiàn)代高科技領(lǐng)域的使用要求的問題。高精度鋁合金波導(dǎo)管按質(zhì)量百分比由Si0.50％～0.70％、Fe≤0.50％、Cu0.15％～0.25％、Mg0.09％～1.10％、Cr0.10％～0.25％、Mn≤0.15％、Zn≤0.20％、Ti≤0.10％，其余為Al制成。制造方法通過如下步驟實現(xiàn)步驟一鑄造合金；步驟二熱擠壓成形；步驟三冷軋工藝；步驟四冷拉工藝。本發(fā)明的工藝生產(chǎn)的波導(dǎo)管材尺寸精度達到II級，波導(dǎo)管光潔度達8～12，波導(dǎo)管材抗拉強度大于167N/mm
文檔編號B22D21/04GK101037743SQ200710072189
公開日2007年9月19日 申請日期2007年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月9日
發(fā)明者祈艷華, 李念奎, 關(guān)風(fēng)雷, 劉春菊, 金龍兵 申請人:東北輕合金有限責(zé)任公司