1.前言
6082铝合金属于Al - Mg - Si铝合金具有中等强度和良好的焊接性能和耐腐蚀性,主要用于桥梁、起重机、屋顶框架、运输车辆、运输船舶等运输和结构工程。
本文对6082铝合金在挤压型材生产中的应用进行了试验研究,压型材生产中的应用进行了试验研究。
2.熔铸工艺
2.1化学成分
GB/T3190 -1996铝合金化学成分见表16082。
2.2成分控制
6082铝合金成分有两个主要特点:一是含有适量Mn和Cr;第二,Mg、Si含量相对较高。Mn、Cr等合金元素会阻碍再结晶或再结晶晶粒在挤压和挤压后生长和细化晶粒。(Mn Cr) 如果总量过高,可能会分别形成Mn、Cr粗大的第二相,削弱Mg2Si沉淀强化作用抵消了阻碍再结晶和细化晶粒的作用。Mn、Cr元素会增加6082铝合金的淬火敏感性。而且容易α(Al)晶内偏析严重,导致挤压产品粗晶组织,降低型材氧化着色效果。对于Mg、Si6082铝合金成分Mg2Si在加强的同时,通过增加适量的过剩Si促进强化。
因此,重点对Mn测试确定含量:Mn含量为0.6% ~0.65%及0.9% ~0.95比较%Mn当含量偏高时,产品尾部粗晶组织较多,机械性能较低,因此比较确定Mn含量的优化范围为0. 6% ~0.65%。Cr应控制含量0.15%以下,(Mn Cr)总量控制在0.70% ~0.80%范围内。Mg2Si含量应控制在1.5% ~ 1.6%,过剩Si含量控制在0.3%左右。
6082铝合金实际成分控制范围见表2。
2.3工艺控制
由于6082铝合金最大的特点是含难熔金属Mn,Mn适量容易导致晶体偏析和固液区塑性降低,导致抗裂性不足。因此,熔铸工艺应注意三点:一是熔炼温度控制在740 ~760℃搅拌均匀,确保金属完全熔化,温度准确,成分均匀。第二,铸造应考虑金属Mn增加合金粘度,降低其流动性,影响合金铸造性能。应适当降低铸造速度,并控制在80~100mm/min范围内。三是增加冷却强度,加快冷却速度,消除晶体偏析。控制一次冷却强度,增加二次冷却强度,减少铸造过程中产生的应力集中,避免铸锭裂纹缺陷。冷却水压应控制在0. 1 ~0.3MPa范围内。
3.均匀化退火
6082铝合金具有较大的变形阻力和较高的机械性能指标。通过均匀处理工艺改善合金组织,达到三个主要效果:充分固体溶解Mg2Si相;消除晶内偏析;β(Al9Fe2Si2)相向α(Al12Fe3Si2)含铁相粒子相转化细化。
由于合金中Mn为了保持合金的挤压性能和挤压效果,采用中温均化工艺,即均匀化温度555 ~565℃;保温时间6h;冷却速度≥200℃/h。
4.挤压工艺
4.1铸锭加热方式
铸锭加热采用工频感应加热,加热时间短3min内即可达到500℃左右;温度控制准确,误差不超过±3℃。如果电阻炉加热缓慢,会导致Mg2Si影响强化效果的分析。
4.2挤压
考虑到6082铝合金的主要特点,挤压工艺结合实际生产如下:
(1)6082合金变形抗性大,铸锭加热温度应偏上限(480 ~500℃)。
(2)模具温度取460℃挤压筒温度为440 ~500℃。
(3)挤压速度控制7~11m/min的范围内;
(4)合金应主要加强相Mg2Si完全固溶,必须保证淬火温度在500℃因此,型材挤压出口的温度应控制在500 ~530℃范围内;
(5)6082合金淬火敏感性高,要求淬火冷却强度高,冷却速度快。产品出前梁后必须立即在线淬火。2.5mm以下型材可用强风冷却淬火;壁厚2.5mm上述型材必须用水雾淬火,温度必须迅速降低50℃以下。
(6)6082铝合金型材的拉伸矫直应控制拉伸率1.0% ~2.0在%范围内。挤压工艺参数见表3。
5.时效制度
时效是型材达到规定力学性能的最后一个环节。合理的时效制度不仅要保证产品的性能,还要考虑生产效率和生产成本。结合试验研究,6082型材的最佳时效制度为:时效温度为170 ~ 180℃,保温时间8h,时效前型材的停放时间不得超过8h。
6.结论
根据6082铝合金型材的特点和性能要求,上述工艺相对合理。在熔铸工艺中,6082铝合金成分控制的重点是Mn和Cr含量范围。Mn含量优化控制范围为0.6%~0. 65%,Cr应控制含量0. 15% 以下,(Mn Cr)总量控制在 0.70% ~0.80% 范围内。Mg2Si含量应控制在1.5% ~ 1.6%,过剩 Si含量控制在0.3约%。在挤压过程中,挤压出口温度和淬火效果控制是保证产品性能的关键,淬火温度在500℃型材挤压出口温度应控制在500 以上~530℃,淬火力求强度大,速度快。
2007年第四期《冶金丛刊》
作者:广州南方有色金属有限公司
倪希 广州铝材厂有限公司