概述
① 主要合金元素为镁和硅,是典型的挤压合金,具有优异的加工性能、优异的焊接性能、挤出性和电镀性能、良好的耐腐蚀性和韧性,易于抛光和着色膜,具有优异的阳极氧化效果。6063铝合金型材以其塑性好、热处理强度适中、焊接性能好、阳极氧化处理后表面华丽等优点,广泛应用于建筑型材、灌溉管道、车辆、架子、家具、电梯、栅栏等。
②属于低合金化Al-Mg-Si高塑性合金。它有许多有价值的特点:1.热处理强化,冲击韧性高,对缺口不敏感。2.具有优异的热塑性,可高速挤压成结构复杂、壁薄、中空的各种型材,或锻造成结构复杂的锻件。淬火温度范围广,淬火敏感性低。挤压锻造脱模后,只要温度高于淬火温度,就可以喷水或穿水淬火。薄壁零件(δ<3mm)风淬也可风淬。3.焊接性能和耐腐蚀性好,无应力腐蚀开裂倾向,在热处理可强化型铝合金中,Al-Mg-Si系合金是唯一没有发现应力腐蚀开裂的合金。4.加工后,表面非常干净,容易阳极氧化和着色。缺点是淬火后,如果在室温下停放一段时间,会对强度(停放效应)产生不利影响。
③6063铝合金广泛应用于建筑铝门窗和幕墙的框架中。为了保证门窗和幕墙具有较高的抗风压性、装配性、耐腐蚀性和装饰性,对铝合金型材综合性能的要求远高于工业型材标准。
④在国家标准GB/T3190在规定的6063铝合金成分范围内,不同的化学成分值会获得不同的材料特性。当化学成分范围很大时,其性能差异会在很大范围内波动,导致型材的综合性能无法控制。
6063铝合金的化学成分已成为生产优质铝合金建筑型材的最重要环节。
化学成份
铝 Al :余量
硅 Si :0.20~0.6
铜 Cu :≤0.10
镁 Mg:0.45~0.9
锌 Zn:≤0.10
锰 Mn:≤0.10
钛 Ti :≤0.10
铬 Cr:≤0.10
铁 Fe: 0.000~ 0.350
杂质:单个:≤0.05;合计:≤0.15
一、合金元素的作用及其对性能的影响
6063铝合金是AL-Mg-Si中等强度的可热处理强化合金,Mg和Si它是主要合金元素,优化化学成分的主要工作是确定Mg和Si百分含量(质量分数,下同)。
1.1 Mg 的作用和影响Mg和Si组成强化相Mg2Si,Mg含量越高,Mg2Si数量越多,热处理强化效果越大,型材抗拉强度越高,但变形阻力也增加,合金塑性降低,加工性能差,耐腐蚀性差。
1.2 Si 的作用和影响Si合金中的一切数量应使合金中的一切Mg都能以Mg2Si存在相的形式,以确保Mg充分发挥作用。Si含量增加,合金颗粒细化,金属流动性增加,铸造性能好,热处理强化效果增加,型材抗拉强度降低,耐腐蚀性差。
二、Mg和Si含量的选择
2.1 Mg2Si量的确定
2.1.1 Mg2Si 在合金中的作用Mg2Si它可以随着温度的变化而溶解或沉淀,并以不同的形式存在于合金中: (1)弥散相β’’固溶体中析出的Mg2Si相弥散质点,随着温度的升高,不稳定相会生长。(2)过渡相β’ 是β由生长而成的中间亚稳定相也会随着温度的升高而生长。(3)沉淀相β是由β 相生长而成的稳定相大多聚集在晶界和枝晶界。能起到强化作用Mg2Si相等于其处β‘’当弥散相状态时,就会β相变成β相的过程是强化过程,反之亦然是软化过程。
2.1.2 Mg2Si 6063铝合金的热处理强化效果随之而来Mg2Si随着数量的增加而增加Mg2Si的量在0.71在%~1.03%范围内,抗拉强度随之而来Mg2Si随着数量的增加,近似线性增加,但变形阻力也随之增加,加工变得困难。Mg2Si当量小于0.72%时,对于挤压系数小(小于或等于30)的产品,抗拉强度值有不符合标准要求的危险。Mg2Si量超过0.9%时,合金的塑性会下降。GB/T52371-2000标准要求6063铝合金T5状态型材的σb≥160MPa,T6状态型材σb≥205MPa,实践证明,合金最高可达260MPa。但影响大规模生产的因素很多,不可能保证这么高。综合考虑,型材不仅要有高强度,还要保证产品符合标准要求,使合金容易挤压,有利于提高生产效率。当我们设计合金强度时,T5状态交货型材,取200MPa为设计值。
2.1.3 Mg含量的确定 Mg2Si一经确定,Mg 含量可按下式计算: Mg%=(1.73×Mg2Si%)/2.73。
2.1.4 Si含量的确定 Si必须满足所有含量Mg都形成Mg2Si因为Mg2Si中Mg和Si相对原子质量的比率Mg/Si=1.73 ,所以基本Si量为Si基=Mg/1.73。但实践证明,若按Si基材配料时,生产的合金抗拉强度往往较低,不合格。显然,在合金中Mg2Si数量不足。原因是合金Fe、Mn等杂质元素被抢Si,例如Fe可以与Si形成ALFeSi化合物。因此,合金中必须有过剩Si以补充Si损失。合金过剩Si它还将补充提高抗拉强度。合金抗拉强度的提高是Mg2Si和过剩Si贡献之和。合金中Fe当含量高时,Si还能降低Fe但由于不利影响。Si会降低合金的塑性和耐腐蚀性,因此Si过该有合理的控制根据实际经验,我厂认为过剩Si最好在0.09% ~0.13%范围内选择量。Si含量应是:Si%=(Si基 Si过)%
三、 合金元素控制范围的确定
3.1 Mg的控制范围
Mg是易燃金属,熔炼时会烧坏。Mg在控制范围内,应考虑烧损造成的误差,但不要放得太宽,以免合金性能失控。根据成分、熔化和试验水平,Mg的波动范围控制在0.04%之内,
T5型材取0.47%~0.50%,
T6型材取0.57%~0.60%。
3.2 Si的控制范围
当Mg确定范围后,Si控制范围可用Mg/Si比来确定。
3.3 6063铝合金T5和T6状态型材化学成分的选择范围。
如果你想改变合金成分,例如,你想Mg2Si量增加到0.95%,有利于生产T6型材时,可以沿过Si上下限将是Mg上移到0.6%左右。
此时Mg约为0.46%,Si过为0.11%,Mg/Si为1。
34 6063铝合金型材Mg2Si量控制在0.75%~0.80在%范围内,机械性能的要求已完全满足。在正常挤压系数(大于或等于30)下,型材的抗拉强度为200~240 MPa范围内。这种控制合金不仅具有良好的塑性、挤压方便、耐腐蚀性高、表面处理性能好,而且可以节省合金元素。但也应特别注意杂质Fe严格控制Fe含量过高会增加挤压力,使挤压材料表面质量变差,增加阳极氧化色差,颜色暗淡,Fe还降低了合金的塑性和耐腐蚀性。实践证明,将Fe含量控制在0.15%~0.25比较理想。6063铝合金熔化温度在655度以上,6063铝型材挤压温度在棒温下490-510℃,挤压筒420-450℃,一般来说,每个挤压型材的温度设计不同,但可能在这个范围内:模具温度470-490℃,根据自己的情况设置!
四、用途
1、板带广泛应用于装饰、包装、建筑、运输、电子、航空、航天、武器等行业。
2、航空航天铝用于制造飞机皮革、机身框架、梁、旋翼、螺旋桨、油箱、壁板和起落架柱,以及火箭锻造环、宇宙飞船壁板等。
3、车身结构件材料、门窗、货架、汽车发动机部件、空调、散热器、车身板、轮毂、船舶材料用于运输铝材。
4、铝罐作为金属包装材料。
5、印刷铝主要用于生产PS版,铝基PS版本是印刷刷是印刷行业的一种新材料。
6、铝合金具有良好的耐腐蚀性、足够的强度、优异的工艺性能和焊接性能,广泛应用于建筑结构、门窗、天花板、装饰表面等。如各种建筑门窗、幕墙铝型材、铝幕墙板、压板、图案板、彩色涂层铝板等。
7、电子家电铝主要用于各种母线、架线、导体、电气元件、冰箱、空调、电缆等领域。规格:圆棒、方棒
8、代表性用途包括航天固定装置、电气固定装置、通信等,也广泛应用于自动化机械零件、精密加工、模具制造、电子及精密仪器SMT、PC板焊锡载具等。
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