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6063鋁棒質(zhì)量提高的措施

一.Al-Mg-Si系合金的基本特點:

6063鋁合金的化學(xué)成份在GB/T5237-93標(biāo)準(zhǔn)中為0.2-0.6%的硅、0.45-0.9%的鎂、鐵的最高限量為0.35%,其余雜質(zhì)元素(Cu、Mn、Zr、Cr等)均小于0.1%。這個成份范圍很寬,它還有很大選擇余地。

6063鋁合金是屬鋁-鎂-硅系列可熱處理強化型鋁合金,在AL-Mg-Si組成的三元系中,沒有三元化合物,只有兩個二元化合物Mg2Si和Mg2Al3,以α(Al)-Mg2Si偽二元截面為分界,構(gòu)成兩個三元系,α(Al)-Mg2Si-(Si)和α(Al)-Mg2Si-Mg2Al3,如圖一、二所示:在Al-Mg-Si系合金中,主要強化相是Mg2Si,合金在淬火時,固溶于基體中的Mg2Si越多,時效后的合金強度就越高,反之,則越低,如圖2所示,在α(Al)-Mg2Si偽二元相圖上,共晶溫度為595℃,Mg2Si的最大溶解度是1.85%,在500℃時為1.05%,由此可見,溫度對Mg2Si在Al中的固溶度影響很大,淬火溫度越高,時效后的強度越高,反之,淬火溫度越低,時效后的強度就越低。有些鋁型材廠生產(chǎn)的型材化學(xué)成份合格,強度卻達不到要求,原因就是鋁捧加熱溫度不夠或外熱內(nèi)冷,造成型材淬火溫度太低所致。

在Al-Mg-Si合金系列中,強化相Mg2Si的鎂硅重量比為1.73,如果合金中有過剩的鎂(即Mg:Si>1.73),鎂會降低Mg2Si在鋁中的固溶度,從而降低Mg2Si在合金中的強化效果。如果合金中存在過剩的硅,即Mg:Si<1.73,則硅對Mg2Si在鋁中的固溶度沒有影響,由此可見,要得到較高強度的合金,必須Mg:Si<1.73。

二.合金成份的選擇

1.合金元素含量的選擇

6063合金成份有一個很寬的范圍,具體成份除了要考慮機械性能、加工性能外,還要考慮表面處理性能,即型材如何進行表面處理和要得到什么樣的表面。例如,要生產(chǎn)磨砂料,Mg/Si應(yīng)小一些為好,一般選擇在Mg/Si=1-1.3范圍,這是因為有較多相對過剩的Si,有利于型材得到砂狀表面;若生產(chǎn)光亮材、著色材和電泳涂漆材,Mg/Si在1.5-1.7范圍為好,這是因為有較少過剩硅,型材抗蝕性好,容易得到光亮的表面。

另外,鋁型材的擠壓溫度一般選在480℃左右,因此,合金元素鎂硅總量應(yīng)在1.0%左右,因為在500℃時,Mg2Si在鋁中的固溶度只有1.05%,過高的合金元素含量會導(dǎo)致在淬火時Mg2Si不能全部溶入基體,有較多的末溶解Mg2Si相,這些Mg2Si相對合金的強度沒有多少作用,反而會影響型材表面處理性能,給型材的氧化、著色(或涂漆)造成麻煩。

2.雜質(zhì)元素的影響

①鐵,鐵是鋁合金中的主要雜質(zhì)元素,在6063合金中,國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定不大于0.35,如果生產(chǎn)中用一級工業(yè)鋁錠,一般鐵含量可控制在0.25以下,但如果為了降低生產(chǎn)成本,大量使用回收廢鋁或等外鋁,鐵就根容易超標(biāo)。Fe在鋁中的存在形態(tài)有兩種,一種是針狀(或稱片狀)結(jié)構(gòu)的β相(Al9Fe2Si2),一種為粒狀結(jié)構(gòu)的α相(Al12Fe3Si),不同的相結(jié)構(gòu),對鋁合金有不同的影響,片狀結(jié)構(gòu)的β相要比粒狀結(jié)構(gòu)α相破壞性大的多,β相可使鋁型材表面粗糙、機械性能、抗蝕性能變差,氧化后的型材表面發(fā)青,光澤下降,著色后得不到純正色調(diào),因此,鐵含量必須加以控制。

為了減少鐵的有害影響可采取如下措施。

a)熔煉、鑄造用所有工具在使用前涂涮涂料,盡可能減少鐵溶人鋁液。

b)細化晶粒,使鐵相變細,變小,減少其有害作用。

c)加入適量的鍶,使β相轉(zhuǎn)變成α相,減少其有害作用。

d)對廢雜料細心挑選,盡可能的減少鐵絲、鐵釘、鐵屑等雜物進入熔鋁爐造成鐵含量升高。

②其它雜質(zhì)元素其它雜質(zhì)元素在電解鋁錠中都很少,遠遠低于國家標(biāo)準(zhǔn),在使用回收廢雜鋁時就可能超過標(biāo)準(zhǔn);在生產(chǎn)中,不但要控制每個元素不能超標(biāo),而且要控制雜質(zhì)元素總量也不能超標(biāo),當(dāng)單個元素含量不超標(biāo),但總量超標(biāo)時,這些雜質(zhì)元素同樣對型材質(zhì)量有很大影響。特別需要提出強調(diào)的是,實踐證明,鋅含量到0.05時(國標(biāo)中不大于0.1)型材氧化后表面就出現(xiàn)白色斑點,因此鋅含量要控制到0.05以下。

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