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罗钧 广州南方有色金属有限公司
倪
1.前言
6082铝合金属于Al-Mg-Si系热处理可强化的铝合金,具有中等强度和良好的焊接性能和耐腐蚀性,主要被用于交通运输和结构工程上,如桥梁、起重机、屋顶构架、交通车和运输船等。
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等合金元素会阻碍挤压时和挤压后再结晶或再结晶晶粒的生长,细化晶粒。
但(Mn Cr)总量过高可能形成分别含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。同时,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。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
6082铝合金最大的特点是含难熔金属Mn,Mn适量存在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:
首先,熔炼应注意温度的控制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
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合金变形抗力大,所以铸锭加热温度应偏上限(480-500℃);
(2)取模具温度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以上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。产品离开前梁后,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
时效性是型材达到规定力学性能的最后一个环节。合理的时效性体系不仅要保证产品的性能,还要考虑生产效率和生产成本。结合实验研究,6082型材的最佳时效性体系为:时效性温度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%左右。
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,淬火温度应保证500℃型材挤压出口温度应控制在以上500-530℃,淬火力求强度大、速度快。
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