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西南鋁業(yè)6系列產品物理性能，化學成分介紹：如6063鋁合金是屬鋁-鎂-硅系列可熱處理強化型鋁合金，在AL-Mg-Si組成的三元系中，沒有三元化合物，只有兩個二元化合物Mg2Si和Mg2Al3，以α(Al)-Mg2Si偽二元截面為分界，構成兩個三元系，α(Al)-Mg2Si-(Si)和α(Al)-Mg2Si-Mg2Al3，

  一.6系合金物理化學成分   在Al-Mg-Si系合金中，主要強化相是Mg2Si，合金在淬火時，固溶于基體中的Mg2Si越多，時效后的合金強度就越高，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，時效后的強度越高，反之，淬火溫度越低，時效后的強度就越低。有些鋁型材廠生產的型材化學成份合格，強度卻達不到要求，原因就是鋁捧加熱溫度不夠或外熱內冷，造成型材淬火溫度太低所致。

     在Al-Mg-Si合金系列中，強化相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)，鎂會降低Mg2Si在鋁中的固溶度，從而降低Mg2Si在合金中的強化效果。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合金成份有一個很寬的范圍，具體成份除了要考慮機械性能、加工性能外，還要考慮表面處理性能，即型材如何進行表面處理和要得到什么樣的表面。例如，要生產磨砂料，Mg/Si應小一些為好，一般選擇在Mg/Si=1-1．3范圍，這是因為有較多相對過剩的Si，有利于型材得到砂狀表面；若生產光亮材、著色材和電泳涂漆材，Mg/Si在1．5-1．7范圍為好，這是因為有較少過剩硅，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在1．0％左右，因為在500℃時，Mg2Si在鋁中的固溶度只有1．05％，過高的合金元素含量會導致在淬火時Mg2Si不能全部溶入基體，有較多的末溶解Mg2Si相，這些Mg2Si相對合金的強度沒有多少作用，反而會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．雜質元素的影響

     ①鐵，鐵是鋁合金中的主要雜質元素，在6063合金中，國家標準中規(guī)定不大于0．35，如果生產中用一級工業(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成本，大量使用回收廢鋁或等外鋁，鐵就根容易超標。Fe在鋁中的存在形態(tài)有兩種，一種是針狀(或稱片狀)結構的β相(Al9Fe2Si2)，一種為粒狀結構的α相(Al12Fe3Si)，不同的相結構，對鋁合金有不同的影響，片狀結構的β相要比粒狀結構α相破壞性大的多，β相可使鋁型材表面粗糙、機械性能、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，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)細化晶粒，使鐵相變細，變小，減少其有害作用。

     c)加入適量的鍶，使β相轉變成α相，減少其有害作用。

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

     ②其它雜質元素

其它雜質元素在電解鋁錠中都很少，遠遠低于國家標準，在使用回收廢雜鋁時就可能超過標準；在生產中，不但要控制每個元素不能超標，而且要控制雜質元素總量也不能超標，當單個元素含量不超標，但總量超標時，這些雜質元素同樣對型材質量有很大影響。特別需要提出強調的是，實踐證明，鋅含量到0．05時(國標中不大于0．1)型材氧化后表面就出現白色斑點，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

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

     6063鋁合金的熔煉溫度控制在750-760℃之間為佳，過低會增大夾渣的產生，過高會增大吸氫、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等。但熔煉溫度是敏感因素之一，過離的熔煉溫度不但浪費能源，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)良的熔劑和適當的精煉工藝

     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，容易受潮，因此，熔劑的生產中必須烘干所用原料，徹底除去水份，包裝要密封，運輸、保管中要防止破損，還要注意生產日期，如保管日期過長，同樣會發(fā)生吸潮現象，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，都會使鋁液產生不同程度的吸氫。

     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。雖然這個特點是顯而易見的，但是精煉工藝也必須注意，否則得不到應有效果，噴粉精煉中所用氮氣壓力以小為好，能滿足吹出粉劑為佳，精煉中如果使用的氮氣不是高純氯(99．99％N2)，吹入鋁液的氮氣越多，氟氣中的水份使鋁液產生的氧化和吸氫越多。另外，氟氣壓力高，侶液產生的翻卷波浪大，增大產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，在鋁液中的停留時間短，除氫效果并不好，浪費氮氣，增加成本。因此氮氣應少用，精煉劑應多用，多用精煉劑只有好處，沒有壞處。噴粉精煉的工藝要點是用盡可能少的氣體，噴進鋁液盡可能多的精煉劑。

3．晶粒細化

     晶粒細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，均是非平衡結晶，所有的雜質元素(當然也包括合金元素)絕大部分集中分布在晶界，晶粒越小，晶界面積就越大，雜質元素(或合金元素)的均勻度就越高。對雜質元素而言，均勻度高，可減少它的有害作用，甚至將少量雜質元素的有害變?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，達到充分利用資源的目的。

 

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