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  1、6063 铝合金铸锭生产的基本工艺及具体步骤一Al-Mg-Si 系合金根底特点：6063 铝合金化学成份在GB/T5237-93 标准中为 02-06硅、045-09镁、铁最高限量为0. 35，其它杂质元素(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-硅系列可热处理强化型铝合金，在AL-Mg-Si 组成三元系中，没有三元化合物，只有两个二元化合物Mg2Si 和 Mg 2Al3，以 (Al)-Mg2Si 伪二元截面为分界，组成两个三元系，(Al)-Mg2Si-(Si)和 (Al)-Mg2Si-Mg2Al3，图一、田二所表示：在 Al-Mg

  2、-Si 系合金中，关键强化相是Mg2Si，合金在淬火时，固溶于基体中Mg2Si 越多，时效后合金强度就越高，反之，则越低，图2 所表示，在 (Al)-Mg2Si 伪二元相图上，共晶温度为 595，Mg2Si 最大溶解度是 185，在500时为 1. 05，由此可见，温度对M g2Si 在Al 中固溶度影响很大，淬火温度越高，时效后强度越高，反之，淬火温度越低，时效后强度就越低。有些铝型材厂生产型材化学成份合格，强度却达不到要求，缘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，强化相Mg2Si 镁硅重量比为 173，假设合金中有过剩镁(即 Mg：S

  3、i1. 73)，镁会降低 Mg2Si 在铝中固溶度， 以此来降低Mg2Si 在合金中强化效果。假设合金中存在过剩硅，即 Mg： Si173，则硅对Mg2Si 在铝中固溶度没有影响，由此可见，要得到较高强度合金，必需Mg：Si173。二合金成份选择1. 合金元素含量选择6063 合金成份有一个很宽范围，具体成份除了要考虑机械性能、加工性能外，还应该要考虑外表处理性能，即型材怎样进展外表处理和要得到什么样外表。比方，要生产磨砂料，Mg/Si 应小局部为好，通常选择在 Mg/Si=1-13 范围，这是由于有较多相对过剩Si，有利于型材得到砂状外表；假设生产光亮材、着色材和电泳涂漆材，Mg/Si 在 15-

  4、17 范围为好，这是由于有较少过剩硅，型材抗蚀性好，轻易得到光亮外表。另外，铝型材挤压温度通常选在 480左右，所以，合金元素镁硅总量应在 10左右，由于在500时，Mg2Si 在铝中固溶度只有 10 5，过高合金元素含量会造成在淬火时Mg2Si 不能全部溶入基体， 有较多末溶解Mg2Si 相，这些Mg2Si 相对合金强度没多少作用， 反而会影响型材外表处理性能，给型材氧化、着色(或涂漆)造成麻烦。2. 杂质元素影响铁，铁是铝合金中关键杂质元素，在6063 合金中，国家标准中要求小于 035，假设生产中用一级工业铝锭，通常铁含量可掌握在 02 5 以下，但假设为降低生产本钱，大量使用回收废

  5、铝或等外铝，铁就根轻易超标。Fe 在铝中存在形态有两种，一个是针状(或称片状)构造 相(Al9Fe2Si2)，一个为粒状构造 相(Al12Fe3Si)，不一样相构造， 对铝合金有不一样影响，片状构造 相要比粒状构造 相破坏性大多， 相可使铝型材外表粗糙、机械性能、抗蚀性能变差，氧化后型材外表发青，光泽下降，着色后得不到纯粹色调，所以，铁含量必需加以掌握。为降低铁有害影响可实行以下方法。a)熔炼、铸造用全部工具在使用前涂涮涂料，尽可能降低铁溶人铝液。b)细化晶粒，使铁相变细，变小，降低其有害作用。c) 参加适量锶，使 相转变成 相，降低其有害作用。d) 对废杂料细心选择，尽可能降低铁丝、铁钉、

  6、铁屑等杂物进入熔铝炉造成铁含量上升。其它杂质元素其它杂质元素在电解铝锭中全部极少，远远低于国家标准，在使用回收废杂铝时就可能超出标准；在生产中，不仅要掌握每个元素不能超标，而且要掌握杂质元素总量也不能超标，当单个元素含量不超标， 但总量超标时，这些杂质元素一样对型材质量有很大影响。尤其需要提出强调是，实践证明，锌含量到005 时(国家标准中小于 01)型材氧化后外表就消灭白色斑点，所以锌含量要掌握到005 以下。三6063 铝合金熔炼1. 掌握好熔炼温度铝合金熔炼是生产优质铸棒最关键工艺步骤之一，假设工艺掌握不妥， 会在铸捧中产生夹渣、气孔，晶粒粗大，羽毛晶等多个铸造缺点，所以必需严加掌握。6

  7、063 铝合金熔炼温度掌握在 750-760之间为佳，过低会增大夹渣产生，过高会增大吸氢、氧化、氮化烧损。争论说明，铝液中氢气溶解度在 760以上急剧上升，当热降低吸氢路径还有很多，如烘干溶炼炉和熔炼工具，预防使用熔剂受潮变质等。但熔炼温度是最敏感缘由之一，过离熔炼温度不仅铺张能源，增加本钱，而且是造成气孔，晶粒粗大，羽毛晶等缺点直接成因。2. 选择优良熔剂和适宜精炼工艺熔剂是铝合金熔炼中使用关键关心材料，现在市场上所售熔剂中关键成份为氯化物，氟化物，其中氯化物吸水性强，轻易受潮，所以，熔剂生产中必需烘干所用原料，根本除去水份，包装要密封，运输、保管中要预防破损，还要留意生产日期，如保管日期过

  8、长，一样会发生吸潮现象，在 6063 铝合金熔炼中，使用除渣剂、精炼剂、掩盖剂等熔剂假设吸潮，全部会使铝液产生不一样程度吸氢。选择好精炼剂，选择适宜精练工艺也是很关键，现在6063 铝合金精炼绝大多数实行喷粉精炼，这种精炼方法能使精炼剂和铝液充分接 触，可使精炼剂发挥最大效能。即使这个特点是显而易见，不过精炼工艺也必需留意，不然得不到应有效果，喷粉精炼中所用氮气压力以小为好，能满足吹出粉剂为佳，精炼中假设使用氮气不是高纯氯(999 9N2)，吹入铝液氮气越多，氟气中水份使铝液产生氧化和吸氢越多。另外，氟气压力高，侣液产生翻卷波浪大，增大产生氧化夹渣可能性。假设精炼中使用是高纯氮，精炼压力大，产

  9、生气泡大，大气泡在铝液中浮力大，气泡快速上浮，在铝液中停滞时间短，除氢效果并不好， 铺张氮气，增加本钱。所以氮气应少用，精炼剂应多用，多用精炼剂只有好处，没有害处。喷粉精炼工艺关键点是用完可能少气体，喷进铝液尽可能多精炼剂。3. 晶粒细化晶粒细化是铝合金熔铸中晕关键工艺之一，也是处理气孔、晶粒粗大、光亮晶、羽毛晶、裂纹等铸造缺点最有效方法之一。在合金铸造中， 均是非平衡结晶，全部杂质元素(固然也包含合金元素)绝大局部集中 分布在晶界，晶粒越小，晶界面积就越大，杂质元素(或合金元素)均 匀度就越高。对杂质元素而言，均匀度高，可降低它有害作用，甚至将少许杂质元素有害变为有益；对合金元素面言，均匀度

  10、高，可发挥合金元素更大合金化艘能，达成充分的利用资源目标。细化晶粒、增大晶界面积、增大元素均匀度作用可经过下面计算加以说明。假设金属块 1 和 2 有一样体积V，均由立方体晶粒组成，金属块1 晶粒边长为 2a，2 边长为a，那么金属块 1 晶界面积为：金属块 2 晶界面积为：金属块 2 晶界面积是金属块 12 倍。由此可见合金晶粒直径减小一倍，晶界面积就要增大倍，晶界单位面积上杂质元素将降低一倍。在 6063 铝合金生产中，对磨砂料来说，由于要经过腐蚀使型材产生均匀砂面，那么合金元素及杂质元素均匀分布就显得很关键。晶粒越细，合金元素(杂质元素)分布越均匀，腐蚀后得到砂面就越均匀。四6063 铝

  11、合金浇铸1选择合理浇铸温度合理浇铸温度也是生产出优质铝棒关键缘由，温度过低，易产生夹渣、针孔等铸造缺点。温度过高，易产生晶粒粗大、羽毛晶等铸造缺点。做了晶粒细化处理后 6063 铝合金液，铸造温度可适宜提升，通常可掌握在 720-740之间，这是由于：铝液经晶粒细化处理后变粘， 轻易凝固结晶。铝棒在铸造中结晶前沿有一个液固两相过分带，较高铸造温度有较窄过分带，过分带窄有利于结晶前沿排出气体逸出， 固然温度不行过高，过高铸造温度会缩短晶粒细化剂有效时间，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，预防水分 和铝液反响造成吸氢。 3铸造中，尽可能避开铝液紊流和翻卷，不要

  12、轻易用工具搅动流槽 及分流盘中铝液，让铝液在外表氧化膜保护下平稳流人结晶器结晶， 这是由于工具搅动铝液和液流翻卷全部会使铝液外表氧化膜裂开，造成氧化，同时将氧化膜卷入铝液。经争论说明，氧化膜有极强吸附力量，它含有 2水份，当氧化膜卷入铝液后，氧化膜中水份和铝液反响，造成吸氢和夹渣。4对铝液进展过滤，过滤是除去铝液中非金属夹渣最有效方法，在 6063 铝合金铸造中，通常见多层玻璃丝布过滤或陶瓷过滤板过滤，不管是实行何种过滤方法，为了确认和保证铝液能正常过滤，铝液在过滤前应除去外表浮渣，由于外表浮渣易堵塞过滤材料过滤网孔，使过滤异常进展，除去铝液外表浮渣最简洁方法是在流槽中设置一挡渣板， 使铝液在过

  13、滤前除去浮渣。五6063 铝合金均化处理1. 非平衡结晶图三所表示，是由A、B 两种元素组成二元相图一局部，成份为F 合金凝固结晶，当温度下降到T1 时，固相平衡成份应为G，实际成份为 G，这是由于在铸造生产中，冷却凝固速度快，合金元素集中速度小于结晶速度，即固相成份不是按CD 转变，而是按 CD转变，由此产生了晶粒内化学成份不平衡现象，造成了非平衡结晶。2. 非平衡结晶产生问题铸造生产出铝合金棒其内部组织存在两方面问题：晶粒间存在铸造应力；非平衡结晶引发晶粒内化学成份不平衡。由于这两个问题存在，会使挤压变得困难，同时，挤压出产品在机械性能、外表处理性能方面全部会降低。所以，铝棒在挤压前必需

  14、进展均匀化处理，消退铸造应力和晶粒内化学成份不平衡。3. 均匀化处理均匀化处理就是铝棒在高温(低于过烧温度)下经过保温，消退铸造应力和晶粒内化学成份不平衡热处理。Al-Mg-Si 系列合金过烧温度应当是 595，但由于杂质元素存在，实际 6063 铝合金不是三元系，而是一个多元系，所以，实际过烧温度要比595低局部，6063 铝合金均匀化温度可选在 530-550之间，温度高，可缩短保温时间，节约能源，提升炉子生产率。4. 晶粒大小对均匀化处理影响由于固体原子之间结协力很大，均匀化处理是在高温下合金元素从晶界(或边缘)集中到晶内过程，这样的一个过程是很慢。轻易了解，粗大晶粒均化时间要比细晶粒均匀化时

  15、间长得多，所以晶粒越细，均匀化时间就越短。5. 均匀化处理节能方法均匀化处理需要在高温下经过较长时间保温，对能源需求大，处理本钱高，所以，现在绝大多数型材厂对铝棒未进展均匀化处理。其最关键缘由就是均匀化处理需要较高本钱所致。降低均匀化处理本钱关键方法有：细化晶粒细化晶粒可有效缩短保温时间，晶粒越细越好。加长铝棒加热炉，按均匀化和挤压温度分段掌握，满足不一样工艺技术要求。这一工艺关键好处是：a) 不增加均匀化处理炉。b) 充分的利用铝捧均匀化后热能，避开挤压时再次加热铝棒。c) 铝捧加热保温时间长，内外温度均匀，有利于挤压和随即热处理。 总而言之，生产出优质 6063 铝合金铸棒，首先是依据生产型材选择合理成份，其次是严格掌握熔炼温度、浇铸温度，做好晶粒细化处理、合金液精炼、过滤等工艺方法，细心操作，避开氧化膜裂开和卷入。最终，对铝棒进展均匀化处理，这么就可生产出优质铝棒，为生产优质型材供给一个牢靠物质根底

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