铝棒质量提高的措施探讨

1、6063铝棒质量提升的举措商讨一Al-Mg-Si系合金的基本特色：6063铝合金的化学成份在GB/T5237-93标准中为02-06的硅、045-09的镁、铁的最高限量为0.35，其他杂质元素(Cu、Mn、Zr、Cr等)均小于01。这个成份范围很宽，它还有很大选择余地。6063铝合金是属铝-镁-硅系列可热办理加强型铝合金，在AL-Mg-Si构成的三元系中，没有三元化合物，只有两个二元化合物二元截面为分界，构成两个三元系，(Al)Mg2Si和Mg2Al3，以(Al)-Mg2Si伪-Mg2Si-(Si)和(Al)-Mg2Si-Mg2Al3，如图一、田二所示：在Al-Mg-Si系合金中，主要加强相是

2、Mg2Si，合金在淬火时，固溶于基体中的Mg2Si越多，时效后的合金强度就越高，反之，则越低，如图2所示，在(Al)-Mg2Si二元相图上，共晶温度为595，Mg2Si的最大溶解度是185，在500时为伪1.05，因而可知，温度对Mg2Si在Al中的固溶度影响很大，淬火温度越高，时效后的强度越高，反之，淬火温度越低，时效后的强度就越低。有些铝型材厂生产的型材化学成份合格，强度却达不到要求，原由就是铝捧加热温度不够或外热内冷，造成型材淬火温度太低所致。在Al-Mg-Si合金系列中，加强相Mg2Si的镁硅重量比为173，假如合金中有剩余的镁(即Mg：Si1.73)，镁会降低Mg2Si在铝中的固溶度

3、，进而降低Mg2Si在合金中的加强成效。假如合金中存在剩余的硅，即Mg：Si173，则硅对Mg2Si在铝中的固溶度没有影响，因而可知，要获得较高强度的合金，一定Mg：Si173。二合金成份的选择合金元素含量的选择6063合金成份有一个很宽的范围，详细成份除了要考虑机械性能、加工性能外，还要考虑表面办理性能，即型材怎样进行表面办理和要获得什么样的表面。比如，要生产磨砂料，Mg/Si应小一些为好，一般选择在Mg/Si=1-13范围，这是因为有许多相对剩余的Si，有利于型材获得砂状表面；若生产光明材、着色材和电泳涂漆材，Mg/Si在15-17范围为好，这是因为有较少剩余硅，型材抗蚀性好，简单获得光明

4、的表面。此外，铝型材的挤压温度一般选在480左右，所以，合金元素镁硅总量应在10左右，因为在500时，Mg2Si在铝中的固溶度只有105，过高的合金元素含量会致使在淬火时Mg2Si不可以所有溶入基体，有许多的末溶解Mg2Si相，这些Mg2Si相对合金的强度没有多少作用，反而会影响型材表面办理性能，给型材的氧化、着色(或涂漆)造成麻烦。2杂质元素的影响铁，铁是铝合金中的主要杂质元素，在6063合金中，国家标准中规定不大于035，假如生产顶用一级工业铝锭，一般铁含量可控制在025以下，但假如为了降低生产成本，大批使用回收废铝或等外铝，铁就根简单超标。Fe在铝中的存在形态有两种，一种是针状(或称片状

5、)构造的相(Al9Fe2Si2)，一种为粒状构造的相(Al12Fe3Si)，不一样的相构造，对铝合金有不一样的影响，片状构造的相要比粒状构造相损坏性大的多，相可使铝型材表面粗拙、机械性能、抗蚀性能变差，氧化后的型材表面发青，光彩降落，着色后得不到纯正色彩，所以，铁含量一定加以控制。为了减少铁的有害影响可采纳以下举措。熔炼、锻造用所有工具在使用前涂涮涂料，尽可能减少铁溶入铝液。细化晶粒，使铁相变细，变小，减少其有害作用。加入适当的锶，使相转变为相，减少其有害作用。对废杂料仔细精选，尽可能的减少铁丝、铁钉、铁屑等杂物进入熔铝炉造成铁含量高升。其他杂质元素其他杂质元素在电解铝锭中都极少，远远低于国家

6、标准，在使用回收废杂铝时便可能超出标准；在生产中，不只要控制每个元素不可以超标，并且要控制杂质元素总量也不可以超标，当单个元素含量不超标，但总量超标时，这些杂质元素相同对型材质量有很大影响。特别需要提出重申的是，实践证明，锌含量到005时(国标中不大于01)型材氧化后表面就出现白色斑点，所以锌含量要控制到005以下。三6063铝合金的熔炼1控制好熔炼温度铝合金熔炼是生产优良铸棒的最重要工艺环节之一，若工艺控制不妥，会在铸捧中产生夹渣、气孔，晶粒粗大，羽毛晶等多种锻造缺点，所以一定严加控制。6063铝合金的熔炼温度控制在750-760之间为佳，过低会增大夹渣的产生，过高会增大吸氢、氧化、氮化烧损

7、。研究表示，铝液中氢气的溶解度在760以上急剧上涨，当热减少吸氢的门路还有很多，如烘干溶炼炉和熔炼工具，防备使用熔剂受潮变质等。但熔炼温度是最敏感要素之一，过离的熔炼温度不只浪费能源，增添成本，并且是造成气孔，晶粒粗大，羽毛晶等缺点的直接成因。2采纳优秀的熔剂和适合的精华工艺熔剂是铝合金熔炼中使用的重要协助资料，当前市场上所售熔剂中主要成份为氯化物，氟化物，此中氯化物吸水性强，简单受潮，所以，熔剂的生产中一定烘干所用原料，完全除掉水份，包装要密封，运输、保存中要防备损坏，还要注意生产日期，如保存日期过长，相同会发生吸潮现象，在6063铝合金的熔炼中，使用的除渣剂、精华剂、覆盖剂等熔剂假如吸潮，

8、都会使铝液产生不一样程度的吸氢。选择好的精华剂，选择适合的精练工艺也是特别重要的，当前6063铝合金的精华绝大多半采纳喷粉精华，这类精华方法能使精华剂与铝液充分接触，可使精华剂发挥最大效能。固然这个特色是不言而喻的，可是精华工艺也一定注意，不然得不到应有成效，喷粉精华中所用氮气压力以小为好，能知足吹出粉剂为佳，精华中假如使用的氮气不是高纯氯(9999N2)，吹入铝液的氮气越多，氟气中的水份使铝液产生的氧化和吸氢越多。此外，氟气压力高，侣液产生的翻卷波涛大，增大产生氧化夹渣的可能性。假如精华中使用的是高纯氮，精华压力大，产生的气泡大，大气泡在铝液中的浮力大，气泡快速上调，在铝液中的逗留时间短，除

9、氢成效其实不好，浪费氮气，增添成本。所以氮气应少用，精华剂应多用，多用精华剂只有利处，没有缺点。喷粉精华的工艺重点是用尽可能少的气体，喷进铝液尽可能多的精华剂。3晶粒细化晶粒细化是铝合金熔铸中晕重要的工艺之一，也是解决气孔、晶粒粗大、光明晶、羽毛晶、裂纹等锻造缺点的最有效举措之一。在合金锻造中，均是非均衡结晶，所有的杂质元素(自然也包含合金元素)绝大多半集中散布在晶界，晶粒越小，晶界面积就越大，杂质元素(或合金元素)的平均度就越高。对杂质元素而言，平均度高，可减少它的有害作用，甚至将少许杂质元素的有害变为有利；对合金元素面言，平均度高，可发挥合金元素更大的合金化艘能，达到充分利用资源的目的。细

10、化晶粒、增大晶界面积、增大元素平均度的作用可经过下边的计算加以说明。假定金属块1与2有相同的体积V，均由立方体晶粒构成，金属块1的晶粒边长为2a，2的边长为a，那么金属块1的晶界面积为：金属块2的晶界面积为：金属块2的晶界面积是金属块1的2倍。因而可知合金晶粒直径减小一倍，晶界面积就要增大倍，晶界单位面积上的杂质元素将减少一倍。在6063铝合金的生产中，对磨砂料来说，因为要经过腐化使型材产生平均砂面，那么合金元素及杂质元素的平均散布就显得尤其重要。晶粒越细，合金元素(杂质元素)的散布越平均，腐化后获得的砂面就越平均。四6063铝合金的浇铸选择合理的浇铸温度合理的浇铸温度也是生产出优良铝棒的重要

11、要素，温度过低，易产生夹渣、针孔等锻造缺点。温度过高，易产生晶粒粗大、羽毛晶等锻造缺点。做了晶粒细化办理后的6063铝合金液，锻造温度可适合提升，一般可控制在720-740之间，这是因为：铝液经晶粒细化办理后变粘，简单凝结结晶。铝棒在锻造中结晶前沿有一个液固两相过分带，较高的锻造温度有较窄的过分带，过分带窄有利于结晶前沿排出的气体逸出，自然温度不行过高，过高的锻造温度会缩短晶粒细化剂的有效时间，使晶粒变得相对较大。2有条件时，充分预热，烘干流槽、分流盘等浇铸系统，防备水分与铝液反响造成吸氢。3锻造中，尽可能的防止铝液的紊流和翻卷，不要轻易用工具搅动流槽及分流盘中的铝液，让铝液在表面氧化膜的保护

12、下安稳流人结晶器结晶，这是因为工具搅动铝液和液流翻卷都会使铝液表面氧化膜破碎，造成新的氧化，同时将氧化膜卷入铝液。经研究表示，氧化膜有极强的吸附能力，它含有2的水份，当氧化膜卷入铝液后，氧化膜中的水份与铝液反响，造成吸氢和夹渣。4对铝液进行过滤，过滤是除掉铝液中非金属夹渣最有效的方法，在6063铝合金的锻造中，一般用多层玻璃丝布过滤或陶瓷过滤板过滤，不论是采纳何种过滤方法，为了保证铝液能正常的过滤，铝液在过滤前应除掉表面浮渣，因为表面浮渣易拥塞过滤资料的过滤网孔，使过滤不可以正常进行，除掉铝液表面浮渣的最简单方法是在流槽中设置一挡渣板，使铝液在过滤前除掉浮渣。五6063铝合金的均化办理非均衡结

13、晶如图三所示，是由A、B两种元素构成的二元相图的一部分，成份为F的合金凝结结晶，当温度降落到T1时，固相均衡成份应为G，实质成份为G，这是因为在锻造生产中，冷却凝结速度快，合金元素的扩散速度小于结晶速度，即固相成份不是按CD变化，而是按CD变化，进而产生了晶粒内化学成份的不均衡现象，造成了非平衡结晶。2非均衡结晶产生的问题锻造生产出的铝合金棒其内部组织存在双方面的问题：晶粒间存在锻造应力；非均衡结晶惹起的晶粒内化学成份的不均衡。因为这两个问题的存在，会使挤压变得困难，同时，挤压出的产品在机械性能、表面办理性能方面都有所降落。所以，铝棒在挤压前一定进行平均化办理，除去锻造应力和晶粒内化学成份不均

14、衡。3平均化办理平均化办理就是铝棒在高温(低于过烧温度)下经过保温，除去锻造应力和晶粒内化学成份不均衡的热办理。Al-Mg-Si系列的合金过烧温度应当是595，但因为杂质元素的存在，实质的6063铝合金不是三元系，而是一个多元系，所以，实质的过烧温度要比595低一些，6063铝合金的平均化温度可选在530-550之间，温度高，可缩短保温时间，节俭能源，提升炉子的生产率。4晶粒大小对平均化办理的影响因为固体原子之间的结协力很大，平均化办理是在高温下合金元素从晶界(或边缘)扩散到晶内的过程，这个过程是很慢的。简单理解，粗大晶粒的均化时间要比细晶粒的平均化时间长得多，因此晶粒越细，平均化时间就越短。5平均化办理的节能举措平均化办理需要在高温下经过较长时间保温，对能源需求大，办理成本高，所以，当前绝大多半型材厂对铝棒未进行平均化办理。其最重要的原由就是平均化办理需要较高成本所致。降低平均化办理成本的主要举措有：细化晶粒细化晶粒可有效的缩短保温时间，晶粒越细越好。加长铝棒加热炉，按平均化和挤压温度分段控