發(fā)布時間2022-08-06，由cyanbat發(fā)布 | 關(guān)鍵詞：鋁合金6063

什么是鋁合金6063？

6063鋁材廣泛用于建筑鋁門窗、幕墻的骨架。為保證門窗幕墻具有較高的抗風(fēng)壓、裝配性能、耐腐蝕和裝飾性能，對鋁合金型材的綜合性能要求遠(yuǎn)高于行業(yè)型材標(biāo)準(zhǔn)。

在國標(biāo)GB/T3190規(guī)定的6063鋁材成分范圍內(nèi)，不同的化學(xué)成分值會導(dǎo)致不同的材料特性。當(dāng)化學(xué)成分范圍較大時，性能差異會在較大范圍內(nèi)波動。, 從而使型材的綜合性能一發(fā)不可收拾。

6063鋁的化學(xué)成分已成為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋁合金建筑型材的最重要部分。

7009鋁合金，美式變形鋁及鋁合金。鋁合金分為兩大類：

鑄造鋁合金，以鑄態(tài)狀態(tài)使用；變形鋁合金，可承受壓力加工，比鑄態(tài)具有更高的力學(xué)性能。可加工成各種形狀和規(guī)格的鋁合金材料。主要用于制造航空設(shè)備、日用品、建筑門窗等。

6063是用于擠壓的代表性合金。其強(qiáng)度比6061低，具有良好的可擠壓性，可用作具有復(fù)雜截面的形狀。具有良好的耐腐蝕性和表面處理能力。

它是一種低合金Al-Mg-Si系高塑性合金。具有許多有價值的功能：

– 通過熱處理強(qiáng)化，沖擊韌性高，對缺陷不敏感。 – 具有良好的熱塑性，可高速擠壓成復(fù)雜的薄壁空心型材或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鍛件。淬火溫度范圍寬，淬火敏感性低。擠壓鍛造脫模后，只要溫度高于淬火溫度即可。可用噴水或透水淬火。薄壁零件（6個小于3mm）也可以風(fēng)淬。 – 優(yōu)良的焊接性能和耐腐蝕性能，無應(yīng)力腐蝕開裂傾向。在可熱處理鋁合金中，Al-Mg-Si系合金是6063中未發(fā)現(xiàn)應(yīng)力腐蝕開裂現(xiàn)象的合金。 – 加工后表面非常光滑，易于陽極氧化和著色。缺點(diǎn)是淬火后如果在室溫下放置一段時間，會對強(qiáng)度產(chǎn)生不利影響（停車效果）。適用范圍及用途

在國標(biāo)GB/T3190規(guī)定的6063鋁合金成分范圍內(nèi)，不同的化學(xué)成分值會導(dǎo)致不同的材料特性。當(dāng)化學(xué)成分范圍較大時，性能差異會在較大范圍內(nèi)波動。, 使型材的綜合性能不受控制。因此，優(yōu)選6063鋁合金的化學(xué)成分成為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋁合金建筑型材的重中之重。合金元素的作用及其對性能的影響 6063鋁合金是AL-Mg-Si系列中的一種中等強(qiáng)度可熱處理強(qiáng)化合金。Mg和Si是主要的合金元素。

膠條的應(yīng)用廣泛應(yīng)用于裝飾、包裝、建筑、交通、電子、航空、航天、兵器等行業(yè)。航空鋁材用于制造飛機(jī)蒙皮、機(jī)身框架、大梁、旋翼、螺旋槳、油箱、壁板和起落架支柱，以及火箭鍛環(huán)、航天器壁板等。交通用鋁材用于汽車、地鐵車廂、鐵路客車、高速客車的車身結(jié)構(gòu)材料、門窗、貨架、汽車發(fā)動機(jī)部件、空調(diào)、散熱器、車身面板、輪轂和艦船材料。包裝用鋁材全鋁易開罐主要用作金屬包裝材料，以薄板、箔的形式制成罐、蓋、瓶、桶、包裝箔等。廣泛用于飲料、食品、化妝品、藥品、香煙、工業(yè)產(chǎn)品的包裝。印刷用鋁材主要用于制作PS版材，鋁基PS版材是印刷行業(yè)自動化制版印刷的一種新型材料。建筑裝飾用鋁合金因其良好的耐腐蝕性、足夠的強(qiáng)度、優(yōu)良的工藝性能和焊接性能，經(jīng)東莞市鼎力金屬材料有限公司多位專家的引進(jìn)，主要廣泛用于建筑框架、門和如各種建筑門窗、幕墻鋁型材、鋁幕墻板、壓型板、花紋板、彩涂鋁板等。電子電器用鋁材主要用于母線、架空線、導(dǎo)體、電器元件、冰箱、空調(diào)、電纜等各個領(lǐng)域。規(guī)格：圓棒、方棒

代表性用途包括航空治具、電氣治具、通訊等，也廣泛應(yīng)用于自動化機(jī)械零件、精密機(jī)械加工、模具制造、電子及精密儀器、SMT、PC板焊料載體等。

鋁6063的化學(xué)成分鋁Al：余量硅Si：0.20～0.60 銅Cu：0.10 鎂：0.45～0.9 鋅鋅：0.10 錳錳：0.10 鈦鈦：0.10 鉻Cr：0.10 鐵鐵：0.35 鋁6063的控制范圍 3.1 Mg 的控制范圍 Mg 是一種易燃金屬，在冶煉操作過程中會燃燒。在確定Mg的控制范圍時，要考慮燒傷引起的誤差，但不能過寬，以免合金性能失控。根據(jù)經(jīng)驗和我廠的配料、冶煉和化驗水平，我們將Mg的波動范圍控制在0.04%以內(nèi)，T5型材為0.47%~0.50%，T6型材為0.57%~0.50%。60%。 3.2 Si的控制范圍當(dāng)Mg的范圍確定后，可以通過Mg/Si的比值來確定Si的控制范圍。因為工廠把Si控制在0.09%到0.13%之間，所以Mg/Si應(yīng)該控制在1.18到1.32之間。 3、36063鋁合金T5、T6狀態(tài)型材化學(xué)成分的選擇范圍。如果想改變合金成分，比如想增加Mg2Si的量到0.95%，以便于生產(chǎn)T6型材，可以沿著上部向上移動Mg到0.6%左右的位置和 Si 的下限。此時Si約為0.46%，Si為0.11%，Mg/Si為1。 3.4 結(jié)束語根據(jù)我廠的經(jīng)驗，6063鋁合金型材中Mg2Si的含量控制在0.75%～0.80%的范圍內(nèi)，完全可以滿足力學(xué)性能的要求。在正常擠壓系數(shù)（大于等于30）的情況下，型材的抗拉強(qiáng)度在200-240MPa范圍內(nèi)。但是，以這種方式控制合金不僅具有良好的塑性、易擠壓、高耐腐蝕性和良好的表面處理性能，而且還節(jié)省了合金元素。但應(yīng)特別注意嚴(yán)格控制雜質(zhì)Fe。Fe含量過高，擠壓力增大，擠壓材表面質(zhì)量變差，陽極氧化色差增大，顏色暗沉無光澤，而Fe也會降低合金的塑性和耐腐蝕性。實踐證明，將Fe含量控制在0.15%～0.25%范圍內(nèi)較為理想。成分優(yōu)化

6063-T5建筑鋁型材必須具備一定的力學(xué)性能。在其他條件相同時，其抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度隨著含量的增加而增加。6063臺金的強(qiáng)化相主要是Mg2Si相。Mg、Si和Mg2Si的量應(yīng)該是多少？Mg2Si 相由兩個鎂原子和一個硅原子組成。鎂的相對原子質(zhì)量為 24.3l，硅的相對原子質(zhì)量為 28.09。因此，Mg2Si化合物中鎂與硅的質(zhì)量比為1.73:1。

因此，根據(jù)上述分析結(jié)果，如果鎂硅比大于1.73，除了形成Mg2Si相外，合金中還有過量的鎂。相反，該比值小于1.73，說明硅除了形成Mg2Si相外，還有剩余的硅。

過量的鎂對合金的機(jī)械性能有害。鎂一般控制在0.5%左右，Mg2Si總量控制在0.79%。當(dāng)硅剩余量為0.01%時，合金的力學(xué)性能σb約為218Mpa，已大大超過國家標(biāo)準(zhǔn)性能，剩余硅由0.01%增加到0.13%，σb可提高到250Mpa，即即，增加了 14.6。%。要形成一定量的Mg2Si，首先要考慮Fe、Mn等雜質(zhì)引起的硅損失，即必須保證一定量的過量硅。為了使6063合金中的鎂與硅完全匹配，在實際配料中必須有意識地做到Mg:Si<1.73。鎂的過剩不僅削弱了強(qiáng)化效果，

因此，6063合金的成分一般控制為：Mg：0.45%-0.65%；硅：0.35%-0.50%；鎂：Si=1.25-1.30；雜質(zhì)Fe控制在<0.10%-0.25%；錳<0.10%。

鋁6063的退火工藝

在民用擠壓型材生產(chǎn)中，6063合金的高溫均勻化退火規(guī)范為：560±20℃，保溫4-6h，冷卻方式為強(qiáng)制風(fēng)冷或噴水冷卻。

合金的均質(zhì)化處理可以提高擠壓速度。與未經(jīng)均質(zhì)化處理的鋼錠相比，擠壓力可降低6%-10%左右。均質(zhì)化后的冷卻速度對組織的析出行為有重要影響。對于均熱后迅速冷卻的鑄錠，幾乎所有的Mg2Si都能溶解在基體中，多余的Si也會以細(xì)小顆粒的形式溶解或分散。這樣的鑄錠可以在較低的溫度下快速擠出，并獲得優(yōu)異的機(jī)械性能和表面光亮度。

在鋁擠壓生產(chǎn)中，用燃油或燃?xì)饧訜釥t代替電阻加熱爐，可以達(dá)到顯著的節(jié)能降耗效果。合理選擇爐型、燃燒器和空氣循環(huán)方式，可使?fàn)t子獲得均勻穩(wěn)定的加熱性能，達(dá)到穩(wěn)定工藝、提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。

燃燒式鑄錠加熱爐經(jīng)過幾年的運(yùn)行和不斷改進(jìn)，已推出燃燒效率40%以上的爐型。鋼錠入爐后，溫度迅速上升至570℃以上，保溫一段時間后，待出料區(qū)冷卻至接近擠壓溫度時出料擠壓。鑄錠在加熱爐中經(jīng)歷半均質(zhì)化過程。該工藝稱為半均質(zhì)處理，基本滿足6063合金熱擠壓工藝要求，可省去單獨(dú)的均質(zhì)化工序，可大大節(jié)省設(shè)備投資和能耗。這是一個值得推廣的過程。

擠壓和熱處理 3.1 鋼錠加熱

對于擠壓生產(chǎn)來說，擠壓溫度是最基本、最關(guān)鍵的工藝因素。擠出溫度對產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、模具壽命、能耗等有很大影響。

擠壓最重要的問題是金屬溫度的控制。從鋼錠的加熱到擠壓型材的淬火，必須保證可溶相結(jié)構(gòu)不從固溶體中析出或呈現(xiàn)小顆粒的分散。

6063合金錠的加熱溫度一般設(shè)定在Mg2Si析出的溫度范圍內(nèi)。加熱時間對Mg2Si的析出有重要影響，快速加熱可以大大減少可能的析出時間。一般來說，6063合金錠的加熱溫度可設(shè)置為：

非均質(zhì)錠：460-520℃；均化錠：430-480℃。

擠出溫度根據(jù)運(yùn)行時不同的產(chǎn)品和單位壓力進(jìn)行調(diào)整。在擠壓過程中，變形區(qū)鋼錠的溫度發(fā)生變化。隨著擠壓過程的完成，變形區(qū)的溫度逐漸升高，并且隨著擠壓速度的增加而升高。因此，為了防止擠壓裂紋，隨著擠壓過程的進(jìn)行和變形區(qū)溫度的升高，擠壓速度應(yīng)逐漸降低。

3.2 擠出速度

在擠出過程中，必須小心控制擠出速度。擠壓速度對變形的熱效應(yīng)、變形的均勻性、再結(jié)晶和固溶過程、制品的力學(xué)性能和制品的表面質(zhì)量都有重要影響。

擠出速度過快，制品表面會出現(xiàn)麻點(diǎn)、裂紋等傾向。同時，擠壓速度過快增加了金屬變形的不均勻性。擠壓過程中的流速取決于合金類型和型材的幾何形狀、尺寸和表面狀況。

6063合金型材擠壓速度（金屬流出速度）可選擇20-100m/min。

With the advancement of modern technology, the extrusion speed can be controlled by program or simulation program. At the same time, new technologies such as isothermal extrusion process and CADEX have also been developed. By automatically adjusting the extrusion speed to keep the temperature of the deformation zone within a certain constant range, the purpose of rapid extrusion without cracks can be achieved.

為了提高生產(chǎn)效率，過程中可以采取很多措施。使用感應(yīng)加熱時，沿鑄錠長度方向存在 40-60°C（梯度加熱）的溫度梯度。擠壓時，高溫端朝向擠壓模具，低溫端朝向擠壓墊，平衡一部分變形熱；水冷模具擠壓，即在模具后端通水強(qiáng)制冷卻，試驗證明擠壓速度可提高30%-50%。

近年來，國外采用氮?dú)饣蛞旱獙δ＞撸〝D壓模具）進(jìn)行冷卻，以提高擠壓速度，增加模具壽命，改善型材表面質(zhì)量。在擠壓過程中，向擠壓模出口通入氮?dú)猓墒估鋮s后的制品迅速收縮，使擠壓模和變形區(qū)金屬冷卻，從而帶走變形熱，并在同時，模具的出口受氮?dú)鈿夥盏挠绊憽？刂疲瑴p少鋁的氧化，減少氧化鋁的粘附和堆積，所以氮?dú)獾睦鋮s提高了產(chǎn)品的表面質(zhì)量，可以大大提高擠壓速度。CADEX 是一種新開發(fā)的擠壓工藝。擠壓溫度，

3.3 機(jī)上淬火

6063-T5淬火是在高溫下除去固溶在母材中的Mg2Si，然后快速冷卻到室溫并保留下來。冷卻速度通常與強(qiáng)化相含量成正比。6063合金可強(qiáng)化的最小冷卻速度為38℃/min，適合空冷淬火。改變風(fēng)扇和風(fēng)扇轉(zhuǎn)數(shù)可以改變冷卻強(qiáng)度，將拉伸矯直前的產(chǎn)品溫度降低到60℃以下。

3.4 張力矯直

型材出模孔后，一般用拖拉機(jī)牽引。牽引機(jī)工作時，對擠出的產(chǎn)品施加一定的牽引張力，與產(chǎn)品流出速度同步運(yùn)動。使用牽引機(jī)的目的是為了減少多線擠壓時的不均勻長度和劃痕，同時防止型材在離開模孔后出現(xiàn)扭曲彎曲，給張力矯直帶來麻煩。

拉伸矯直不僅可以消除產(chǎn)品的縱向形狀不規(guī)則性，而且可以減少其殘余應(yīng)力，提高強(qiáng)度特性，保持其良好的表面。

3.5 人工老化

時效處理要求溫度均勻，溫差不超過±3-5℃。6063合金的人工時效溫度一般為200℃。老化保持時間為1-2小時。為提高機(jī)械性能，也采用180-190℃時效3-4小時，但此時生產(chǎn)效率會降低。

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