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    漲知識 | 6063鋁棒質量如何提高?

    漲知識 | 6063鋁棒質量如何提高?

    • 分類:新聞資訊
    • 作者:
    • 來源:
    • 發布時間:2021-07-29
    • 訪問量:0

    【概要描述】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。

    漲知識 | 6063鋁棒質量如何提高?

    【概要描述】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。

    • 分類:新聞資訊
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    • 發布時間:2021-07-29
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    詳情

    一.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,要生產磨砂料,Mg/Si應小一些為好,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.雜質元素的影響

    ①鐵,鐵是鋁合金中的主要雜質元素,在6063合金中,國家標準中規定不大于0.35,如果生產中用一級工業鋁錠,一般鐵含量可控制在0.25以下,但如果為了降低生產成本,大量使用回收廢鋁或等外鋁,鐵就根容易超標。Fe在鋁中的存在形態有兩種,一種是針狀(或稱片狀)結構的β相(Al9Fe2Si2),一種為粒狀結構的α相(Al12Fe3Si),不同的相結構,對鋁合金有不同的影響,片狀結構的β相要比粒狀結構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青,光澤下降,著色后得不到純正色調,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其它雜質元素

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

    二.6063鋁合金的熔煉

    1.控制好熔煉溫度

    鋁合金熔煉是生產優質鑄棒的最重要工藝環節之一,若工藝控制不當,會在鑄捧中產生夾渣、氣孔,晶粒粗大,羽毛晶等多種鑄造缺陷,因此必須嚴加控制。

    6063鋁合金的熔煉溫度控制在750-760℃之間為佳,過低會增大夾渣的產生,過高會增大吸氫、氧化、氮化燒損。研究表明,鋁液中氫氣的溶解度在760℃以上急劇上升,當熱減少吸氫的途徑還有許多,如烘干溶煉爐和熔煉工具,防止使用熔劑受潮變質等。但熔煉溫度是最敏感因素之一,過離的熔煉溫度不但浪費能源,增加成本,而且是造成氣孔,晶粒粗大,羽毛晶等缺陷的直接成因。

    2.選用優良的熔劑和適當的精煉工藝

    熔劑是鋁合金熔煉中使用的重要輔助材料,目前市場上所售熔劑中主要成份為氯化物,氟化物,其中氯化物吸水性強,容易受潮,因此,熔劑的生產中必須烘干所用原料,徹底除去水份,包裝要密封,運輸、保管中要防止破損,還要注意生產日期,如保管日期過長,同樣會發生吸潮現象,在6063鋁合金的熔煉中,使用的除渣劑、精煉劑、覆蓋劑等熔劑如果吸潮,都會使鋁液產生不同程度的吸氫。

    選擇好的精煉劑,選擇合適的精練工藝也是非常重要的,目前6063鋁合金的精煉絕大多數采用噴粉精煉,這種精煉方法能使精煉劑與鋁液充分接觸,可使精煉劑發揮最大效能。雖然這個特點是顯而易見的,但是精煉工藝也必須注意,否則得不到應有效果,噴粉精煉中所用氮氣壓力以小為好,能滿足吹出粉劑為佳,精煉中如果使用的氮氣不是高純氯(99.99%N2),吹入鋁液的氮氣越多,氟氣中的水份使鋁液產生的氧化和吸氫越多。另外,氟氣壓力高,鋁液產生的翻卷波浪大,增大產生氧化夾渣的可能性。如果精煉中使用的是高純氮,精煉壓力大,產生的氣泡大,大氣泡在鋁液中的浮力大,氣泡迅速上浮,在鋁液中的停留時間短,除氫效果并不好,浪費氮氣,增加成本。因此氮氣應少用,精煉劑應多用,多用精煉劑只有好處,沒有壞處。噴粉精煉的工藝要點是用盡可能少的氣體,噴進鋁液盡可能多的精煉劑。

    3.晶粒細化

    晶粒細化是鋁合金熔鑄中暈重要的工藝之一,也是解決氣孔、晶粒粗大、光亮晶、羽毛晶、裂紋等鑄造缺陷的最有效措施之一。在合金鑄造中,均是非平衡結晶,所有的雜質元素(當然也包括合金元素)絕大部分集中分布在晶界,晶粒越小,晶界面積就越大,雜質元素(或合金元素)的均勻度就越高。對雜質元素而言,均勻度高,可減少它的有害作用,甚至將少量雜質元素的有害變為有益;對合金元素面言,均勻度高,可發揮合金元素更大的合金化艘能,達到充分利用資源的目的。

    在6063鋁合金的生產中,對磨砂料來說,由于要通過腐蝕使型材產生均勻砂面,那么合金元素及雜質元素的均勻分布就顯得尤為重要。晶粒越細,合金元素(雜質元素)的分布越均勻,腐蝕后得到的砂面就越均勻。

    三.6063鋁合金的澆鑄

    1.選擇合理的澆鑄溫度

    合理的澆鑄溫度也是生產出優質鋁棒的重要因素,溫度過低,易產生夾渣、針孔等鑄造缺陷。溫度過高,易產生晶粒粗大、羽毛晶等鑄造缺陷。

    做了晶粒細化處理后的6063鋁合金液,鑄造溫度可適當提高,一般可控制在720-740℃之間,這是因為:①鋁液經晶粒細化處理后變粘,容易凝固結晶。②鋁棒在鑄造中結晶前沿有一個液固兩相過度帶,較高的鑄造溫度有較窄的過度帶,過度帶窄有利于結晶前沿排出的氣體逸出,當然溫度不可過高,過高的鑄造溫度會縮短晶粒細化劑的有效時間,使晶粒變得相對較大。

    2.有條件時,充分預熱,烘干流槽、分流盤等澆鑄系統,防止水分與鋁液反應造成吸氫。

    3.鑄造中,盡可能的避免鋁液的紊流和翻卷,不要輕易用工具攪動流槽及分流盤中的鋁液,讓鋁液在表面氧化膜的保護下平穩流人結晶器結晶,這是因為工具攪動鋁液和液流翻卷都會使鋁液表面氧化膜破裂,造成新的氧化,同時將氧化膜卷入鋁液。經研究表明,氧化膜有極強的吸附能力,它含有2%的水份,當氧化膜卷入鋁液后,氧化膜中的水份與鋁液反應,造成吸氫和夾渣。

    4.對鋁液進行過濾,過濾是除去鋁液中非金屬夾渣最有效的方法,在6063鋁合金的鑄造中,一般用多層玻璃絲布過濾或陶瓷過濾板過濾,無論是采取何種過濾方法,為了保證鋁液能正常的過濾,鋁液在過濾前應除去表面浮渣,因為表面浮渣易堵塞過濾材料的過濾網孔,使過濾不能正常進行,除去鋁液表面浮渣的最簡單方法是在流槽中設置一擋渣板,使鋁液在過濾前除去浮渣。

    四.6063鋁合金的均勻化處理

    鑄造生產出的鋁合金棒其內部組織存在兩方面的問題:①晶粒間存在鑄造應力;②非平衡結晶引起的晶粒內化學成份的不平衡。由于這兩個問題的存在,會使擠壓變得困難,同時,擠壓出的產品在機械性能、表面處理性能方面都有所下降。因此,鋁棒在擠壓前必須進行均勻化處理,消除鑄造應力和晶粒內化學成份不平衡。

    均勻化處理就是鋁棒在高溫(低于過燒溫度)下通過保溫,消除鑄造應力和晶粒內化學成份不平衡的熱處理。Al-Mg-Si系列的合金過燒溫度應該是595℃,但由于雜質元素的存在,實際的6063鋁合金不是三元系,而是一個多元系,因此,實際的過燒溫度要比595℃低一些,6063鋁合金的均勻化溫度可選在530-550℃之間,溫度高,可縮短保溫時間,節約能源,提高爐子的生產率。

    均勻化處理的節能措施:均勻化處理需要在高溫下通過較長時間保溫,對能源需求大,處理成本高,因此,目前絕大多數型材廠對鋁棒未進行均勻化處理。其最重要的原因就是均勻化處理需要較高成本所致。降低均勻化處理成本的主要措施有:

    ①細化晶粒

    細化晶??捎行У目s短保溫時間,晶粒越細越好。

    ②加長鋁棒加熱爐,按均勻化和擠壓溫度分段控制,滿足不同工藝要求。這一工藝主要好處是:

    a)不增加均勻化處理爐。

    b)充分利用鋁捧均勻化后的熱能,避免擠壓時再次加熱鋁棒。

    c)鋁捧加熱保溫時間長,內外溫度均勻,有利于擠壓和隨后的熱處理。

    綜上所述,生產出優質6063鋁合金鑄棒,首先是根據生產的型材選擇合理的成分,其次是嚴格控制熔煉溫度、澆鑄溫度,做好晶粒細化處理、合金液的精煉、過濾等工藝措施,細心操作,避免氧化膜的破裂與卷入。最后,對鋁棒進行均勻化處理,這樣就可生產出優質鋁棒,為生產優質型材提供一個可靠的物質基礎。

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