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西南鋁業(yè)6系列產(chǎn)品物理性能，化學(xué)成分介紹：如6063鋁合金是屬鋁-鎂-硅系列可熱處理強(qiáng)化型鋁合金，在AL-Mg-Si組成的三元系中，沒有三元化合物，只有兩個(gè)二元化合物Mg2Si和Mg2Al3，以α(Al)-Mg2Si偽二元截面為分界，構(gòu)成兩個(gè)三元系，α(Al)-Mg2Si-(Si)和α(Al)-Mg2Si-Mg2Al3，

  一.6系合金物理化學(xué)成分   在Al-Mg-Si系合金中，主要強(qiáng)化相是Mg2Si，合金在淬火時(shí)，固溶于基體中的Mg2Si越多，時(shí)效后的合金強(qiáng)度就越高，反之，則越低，在α(Al)-Mg2Si偽二元相圖上，共晶溫度為595℃，Mg2Si的溶解度是1．85％，在500℃時(shí)為1. 05％，由此可見，溫度對Mg2Si在Al中的固溶度影響很大，淬火溫度越高，時(shí)效后的強(qiáng)度越高，反之，淬火溫度越低，時(shí)效后的強(qiáng)度就越低。有些鋁型材廠生產(chǎn)的型材化學(xué)成份合格，強(qiáng)度卻達(dá)不到要求，原因就是鋁捧加熱溫度不夠或外熱內(nèi)冷，造成型材淬火溫度太低所致。

     在Al-Mg-Si合金系列中，強(qiáng)化相Mg2Si的鎂硅重量比為1．73，如果合金中有過剩的鎂(即Mg：Si＞1. 73)，鎂會(huì)降低Mg2Si在鋁中的固溶度，從而降低Mg2Si在合金中的強(qiáng)化效果。如果合金中存在過剩的硅，即Mg：Si＜1．73，則硅對Mg2Si在鋁中的固溶度沒有影響，由此可見，要得到較高強(qiáng)度的合金，必須Mg：Si＜1．73。    

 

二．合金成份的選擇    

1．合金元素含量的選擇

     6063合金成份有一個(gè)很寬的范圍，具體成份除了要考慮機(jī)械性能、加工性能外，還要考慮表面處理性能，即型材如何進(jìn)行表面處理和要得到什么樣的表面。例如，要生產(chǎn)磨砂料，Mg/Si應(yīng)小一些為好，一般選擇在Mg/Si=1-1．3范圍，這是因?yàn)橛休^多相對過剩的Si，有利于型材得到砂狀表面；若生產(chǎn)光亮材、著色材和電泳涂漆材，Mg/Si在1．5-1．7范圍為好，這是因?yàn)橛休^少過剩硅，型材抗蝕性好，容易得到光亮的表面。

     另外，鋁型材的擠壓溫度一般選在480℃左右，因此，合金元素鎂硅總量應(yīng)在1．0％左右，因?yàn)樵?00℃時(shí)，Mg2Si在鋁中的固溶度只有1．05％，過高的合金元素含量會(huì)導(dǎo)致在淬火時(shí)Mg2Si不能全部溶入基體，有較多的末溶解Mg2Si相，這些Mg2Si相對合金的強(qiáng)度沒有多少作用，反而會(huì)影響型材表面處理性能，給型材的氧化、著色(或涂漆)造成麻煩。

 2．雜質(zhì)元素的影響

     ①鐵，鐵是鋁合金中的主要雜質(zhì)元素，在6063合金中，國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定不大于0．35，如果生產(chǎn)中用一級工業(yè)鋁錠，一般鐵含量可控制在0．25以下，但如果為了降低生產(chǎn)成本，大量使用回收廢鋁或等外鋁，鐵就根容易超標(biāo)。Fe在鋁中的存在形態(tài)有兩種，一種是針狀(或稱片狀)結(jié)構(gòu)的β相(Al9Fe2Si2)，一種為粒狀結(jié)構(gòu)的α相(Al12Fe3Si)，不同的相結(jié)構(gòu)，對鋁合金有不同的影響，片狀結(jié)構(gòu)的β相要比粒狀結(jié)構(gòu)α相破壞性大的多，β相可使鋁型材表面粗糙、機(jī)械性能、抗蝕性能變差，氧化后的型材表面發(fā)青，光澤下降，著色后得不到純正色調(diào)，因此，鐵含量必須加以控制。

     為了減少鐵的有害影響可采取如下措施。

     a)熔煉、鑄造用所有工具在使用前涂涮涂料，盡可能減少鐵溶人鋁液。

     b)細(xì)化晶粒，使鐵相變細(xì)，變小，減少其有害作用。

     c)加入適量的鍶，使β相轉(zhuǎn)變成α相，減少其有害作用。

     d)對廢雜料細(xì)心挑選，盡可能的減少鐵絲、鐵釘、鐵屑等雜物進(jìn)入熔鋁爐造成鐵含量升高。

     ②其它雜質(zhì)元素

其它雜質(zhì)元素在電解鋁錠中都很少，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)，在使用回收廢雜鋁時(shí)就可能超過標(biāo)準(zhǔn)；在生產(chǎn)中，不但要控制每個(gè)元素不能超標(biāo)，而且要控制雜質(zhì)元素總量也不能超標(biāo)，當(dāng)單個(gè)元素含量不超標(biāo)，但總量超標(biāo)時(shí)，這些雜質(zhì)元素同樣對型材質(zhì)量有很大影響。特別需要提出強(qiáng)調(diào)的是，實(shí)踐證明，鋅含量到0．05時(shí)(國標(biāo)中不大于0．1)型材氧化后表面就出現(xiàn)白色斑點(diǎn)，因此鋅含量要控制到0．05以下。    

三．6063鋁合金的熔煉    

1．控制好熔煉溫度

     鋁合金熔煉是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鑄棒的重要工藝環(huán)節(jié)之一，若工藝控制不當(dāng)，會(huì)在鑄捧中產(chǎn)生夾渣、氣孔，晶粒粗大，羽毛晶等多種鑄造缺陷，因此必須嚴(yán)加控制。

     6063鋁合金的熔煉溫度控制在750-760℃之間為佳，過低會(huì)增大夾渣的產(chǎn)生，過高會(huì)增大吸氫、氧化、氮化燒損。研究表明，鋁液中氫氣的溶解度在760℃以上急劇上升，當(dāng)熱減少吸氫的途徑還有許多，如烘干溶煉爐和熔煉工具，防止使用熔劑受潮變質(zhì)等。但熔煉溫度是敏感因素之一，過離的熔煉溫度不但浪費(fèi)能源，增加成本，而且是造成氣孔，晶粒粗大，羽毛晶等缺陷的直接成因。

 2．選用優(yōu)良的熔劑和適當(dāng)?shù)木珶捁に?/span>

     熔劑是鋁合金熔煉中使用的重要輔助材料，目前市場上所售熔劑中主要成份為氯化物，氟化物，其中氯化物吸水性強(qiáng)，容易受潮，因此，熔劑的生產(chǎn)中必須烘干所用原料，徹底除去水份，包裝要密封，運(yùn)輸、保管中要防止破損，還要注意生產(chǎn)日期，如保管日期過長，同樣會(huì)發(fā)生吸潮現(xiàn)象，在6063鋁合金的熔煉中，使用的除渣劑、精煉劑、覆蓋劑等熔劑如果吸潮，都會(huì)使鋁液產(chǎn)生不同程度的吸氫。

     選擇好的精煉劑，選擇合適的精練工藝也是非常重要的，目前6063鋁合金的精煉絕大多數(shù)采用噴粉精煉，這種精煉方法能使精煉劑與鋁液充分接觸，可使精煉劑發(fā)揮效能。雖然這個(gè)特點(diǎn)是顯而易見的，但是精煉工藝也必須注意，否則得不到應(yīng)有效果，噴粉精煉中所用氮?dú)鈮毫σ孕�為好，能滿足吹出粉劑為佳，精煉中如果使用的氮?dú)獠皇歉呒兟?99．99％N2)，吹入鋁液的氮?dú)庠蕉�，氟氣中的水份使鋁液產(chǎn)生的氧化和吸氫越多。另外，氟氣壓力高，侶液產(chǎn)生的翻卷波浪大，增大產(chǎn)生氧化夾渣的可能性。如果精煉中使用的是高純氮，精煉壓力大，產(chǎn)生的氣泡大，大氣泡在鋁液中的浮力大，氣泡迅速上浮，在鋁液中的停留時(shí)間短，除氫效果并不好，浪費(fèi)氮?dú)�，增加成本。因此氮�(dú)鈶?yīng)少用，精煉劑應(yīng)多用，多用精煉劑只有好處，沒有壞處。噴粉精煉的工藝要點(diǎn)是用盡可能少的氣體，噴進(jìn)鋁液盡可能多的精煉劑。

3．晶粒細(xì)化

     晶粒細(xì)化是鋁合金熔鑄中暈重要的工藝之一，也是解決氣孔、晶粒粗大、光亮晶、羽毛晶、裂紋等鑄造缺陷的有效措施之一。在合金鑄造中，均是非平衡結(jié)晶，所有的雜質(zhì)元素(當(dāng)然也包括合金元素)絕大部分集中分布在晶界，晶粒越小，晶界面積就越大，雜質(zhì)元素(或合金元素)的均勻度就越高。對雜質(zhì)元素而言，均勻度高，可減少它的有害作用，甚至將少量雜質(zhì)元素的有害變?yōu)橛幸妫粚�合金元素面言，均勻度高，可發(fā)揮合金元素更大的合金化艘能，達(dá)到充分利用資源的目的。

 

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