(完整word版)6063铝合金加工基本知识资料

6063合金加工的基本知识

一、合金介绍

1、组成

6063在铝合金系列中属于Al-Mg-Si系，基体为铝（Al），主要的元素为镁（Mg）和硅（Si），当把镁（Mg）和硅（Si）加入到液态的铝中时，镁（Mg）和硅（Si）就会溶解在铝中，当冷却为固态，镁（Mg）和硅（Si）仍然保留在铝基体中，不会析出，并且形成金属间化合物Mg2Si，同时因为铝中还有杂质元素铁（Fe）、锰（Mn）等，还会形成AlFeSi，当加入的Mg比Si多时还可能形成Mg2Al3。

2、元素的作用

2.1Mg和Si 金属中的Si先生成AlFeSi、AlFe（Mn）Si，余下的生成Mg2Si，还有多余时生成游离的硅（Si），但若硅（Si）不足即镁（Mg）有多余时则生成Mg2Al3。Mg2Si的Mg和Si的重量比为Mg：Si=（2×24.3）/28.1=1.73；其中24.3为镁的原子量；28.1为硅的原子量。AlFe（Mn）Si中的（Fe+Mn）和Si重量比为（Fe+Mn）：Si=55.8+55/28.1=

3.94≈4；其中55.8为铁的原子量，55为锰的原子量。所以实际生成Mg2Si 的硅（Si）量为Si总-0.25（Fe+Mn），这就是配料时要控制铁（Fe）和锰（Mn）含量的原因。

2.2硅（Si）的作用生成Mg2Si可起强化作用，过量的硅（Si）可溶解于基体中（550℃时硅在铝中的溶解度可达1.65%）。在室温下析出细小质点有强化作用，但使挤压性能下降，常控制过量硅（Si）不多于0.2%；当硅（Si）不足时，过剩镁（Mg）生成Mg2Al3，使加工性能降低。

2.3铜（Cu）作用很少的铜溶解在基体中，促进时效时的析出物更细小，防止时效前因等待而造成的不利作用；量多时会形成CuAl2相；很多时则变为Al-Cu-Mg-Si系合金（硬铝）。

2.4铬（Cr）作用有利于抗拉强度提高和成形性，可细化晶粒。

2.5铁（Fe）作用不可多于0.15%，否则氧化后表面发灰。

3、合金含量划分

6063合金各项含量范围：Mg2Si为0.6~1.2%，镁（Mg）为0.45~0.9%，硅0.2~0.6%，一般分为如下三个区间：

合金类型

含量（%）性能

Mg Si Fe Mg2Si 过量Si б0.2δ%HW

A易挤型0.45 0.35 0.15 0.7 0.05 >180 12 7~9 B普通型0.51 0.4 0.2 0.8 0.06 >230 11 10~12 C高强型0.57 0.45 0.25 0.9 0.07 >250 11 12~14

合金类型

含量度Wt%

f si r si c si Mg2Si e si

A易挤型0.0375 0.3125 0.2601 0.7101 0.05

B普通型0.05 0.35 0.295 0.805 0.055

C高强型0.0625 0.4375 0.329 0.899 0.06

说明: f si表示形成AlFe(Mn)Si相消耗的Si，f si=0.25(Fe%+Mn%)；r si可形成Mg2Si的Si，r si=Si%- f si，生成Mg2Si需消耗的Si，c si=0.578Mg%；Mg2Si含量，Mg2Si=Mg%+Si%；e si表示过量Si，e si= r si- c si

1、温度与时间过程

a、有独立均质化处理的T-H曲线

a 曲线为典型的T-H 曲线，

b 曲线为省略了单独的均匀化过程，而将铸态铝棒慢速升温，在炉内达到均匀化条件再冷却到挤压温度的一种简便方法，实践证明该方法对6063是很有效的。

过程

图 示

说 明

熔 铸

熔 解

Si 或Al-12Si ，Mg 溶解到铝液中

铸 造

Si 、Mg 2Si 、AlFeSi 等合金或单体主要集中在铝基体晶间、晶界，也有少量在晶内，形成粗大化合物

均 质

①针状的β-AlFeSi 转化为球状的α-AlFeSi ，使挤出品表面更好；②晶界溶解，晶间化合物溶解，均匀细小的β′、β″Mg 2Si 大量成核，极易在挤压时溶解；③化学元素分布更均匀 挤 压

β′、β″Mg 2Si 大量溶解成游离质点均匀分布在铝基体中，α-AlFeSi 均匀分布在铝基体中（称为固溶过程）

b 、铝棒炉慢速加温的T-H 曲线

时效β′针状的Mg2Si在铝原子间形成网状结构，能有效阻止铝原子互错，使铝变形困难，从而产生强度

三、生产过程

1、熔铸过程

1.1 配料要依设定的Mg2Si，过剩Si量估算须多少镁（Mg）、硅（Si）控制铁（Fe）含量，然后炉前化验铝锭，废料中含硅（Si）、镁（Mg），铁（Fe）量决定添加量。

1.2 熔解防止硅（Si）沉底结渣，镁（Mg）浮面燃损与吸氢

1.3 精炼加精炼剂冰晶石将Al2O3溶解以浮渣形式去除，释放氯气与氢气结合形成HCL挥发，防止氮气不纯（含O2，H2O）造成二次污染，纯净的N2，精练剂是可以将渣打到基本没有的。

1.4 铸造温度、速度、水压、水温有赖现场操作者找到最优条件，并以文件形式固定下来。

2、挤压过程

2.1 铝棒加温本厂采用的b）T-H曲线工艺，故铝棒加热三区之功效须搞清楚

●入料区：加温，尽可能调整油枪功率至1-2小时内将棒温升到570℃左右。

●中间区：均匀化保温区，应保证棒在570℃保温1-2小时。

●出料区：降温区，将棒温降至挤压理想温度。

2.2 挤压应保证挤压出模孔温度在500-530℃之间，突破压力小于220kgf/cm2（超过时应有主管在场控制），速度以表面、焊合性、出口温度为标准调控，冷却速度应保证型材出模孔后1分钟内冷却至最少350℃，最佳250℃以下。可依型材分别采用水冷、雾冷、风冷、自然冷却。

2.3 时效6063停放效应不十分严格，一般不必限制挤出到时效间歇时间，时效最主要的是要保证通风良好，炉温均匀性在±5℃以内，炉温应准确，测温误差不超过3℃，主要原因是不同温度下时效保温时间与硬度差别明显。

3、挤压模具

3.1 模具的使用

3.1.1作为挤压工，首先要认识模具，每个模对应一个型号产品，不可搞混型号，一般在模出厂时已在模侧面打了钢印。