铝合金挤压型材强度影响因素及措施分析

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1、铝合金挤压型材强度影响因素及措施分析6063铝合金型材是门窗、幕墙理想的结构和装饰材料，随着门窗、幕墙行业的发展,对6063铝合金型材的力学性能提出了更高的要求。高强度的型材可减低设计壁厚，减少结构重量，更受市场欢迎。6063铝合金系AI-Mg-Si系列可热处理强化型铝合金，塑性高，可高速挤压成断面复杂、壁厚各异的型材。淬火温度宽，淬火敏感性低.可实现在线风冷强制淬火，经人工吋效后有中等强度。挤压后型材表面光洁，极易阳极氧化和着色，还可生产电泳、喷涂、氟碳喷漆、木纹、断桥隔热等型材，因此在建筑型材屮具有垄断地位，在我国经济的快速发展，尤其是房地产

2、市场的高速发展中得到极广泛的应用。在Al-Mg-Si系合金中,主要强化相是Mg2Si,合金在淬火时，固溶于基体中的M^Si越多，时效后的型材强度就越高，反之，则越低。在实际生产中，铝合金挤压型材经常出现硬度偏低或不达标的现象出现。影响型材硬度强度的原因是多方面的（见鱼骨图），下面结合我厂的生产实际，从工艺、设备、操作等方面分析和总结影响6063铝合金型材强度的因素及采取的措施。1、6063铝合金化学成分的控制国家标准GB/T3190-2008和“和平”公司内控标准对6063铝合金的化学成分规定如表1所示。表16063铝合金化学成分（质量分数％）元

3、素SiFeCuMnMgCrZnTi其它AJ单个合计国标0.2〜0・6W0・35WO.10W0・100.45〜0.9WO.10WO.10WO.10WO.05WO.15余1内控标准C棒0.39〜0.42WO.20WO.10WO.100.54〜0.59W0.05W0・10W0・10WO.05W0・15余〕B棒0.39〜0・42W0・30wo.10W0・100.54〜0.59W0.05WO.10W0・10WO.05W0・15余I该合金主要元素足Mg和Si。他们在合金中形成金属化合物Mg：Si是合会的主要强化相。MgzSi中Mg和Si的比为1・73o当Mg

4、：Si>l.73时,尚有过剩的Mg存在，它会显著降低Mg2Si相在固态铝中的溶解度，由于过剩Mg的这种影响，使Mg2Si相在热处理时的强化效果显著降低，从而影响型材的力学性能。合金中Si含量的增加可以改善铸造性能和焊接性能。当Si

5、6063铸棒Mg：Si=1.38-1.40左右，其中Si过剩，有利于增强力学性能。2、铸棒均匀化退火为了改善或消除在熔炼过程中形成的成分不均匀性（即成分偏析），消除铸棒在铸造过程屮产生的内应力，并根据需要，改善铸棒的内部组织，需要对铸棒进行均匀化退火。铸造内部成分不均匀不但影响型材的机械性能.也会影响型材的表面处理质量。而铸棒内部的铸造应力会导致裂纹的产生。均匀化退火后不同的冷却方式，在于有效地控制MgzSi和的大小和分布状态。从而达到控制强度的目的。通常在570〜580°C保温6〜8ho为了使MgzSi相能以细小的质点均匀分布在整个金属基体中，

6、铸棒出炉后应以较高的冷却速度冷却，可以用水冷或强制风冷，切勿随炉冷却。我公司大部分的铸棒都是外购，并且大部分都是生产建筑型材，因此只有3000T挤压机用的①254的铸棒要求均匀化退火处理，其它棒径的铸棒都没有均质退火处理。我们可以采用相应的对策：使用厢式链条加热炉，将尾区（进口区）延长，并在炉子尾区和中区分别单独设立温度控制系统。该温控区温度设定为均质温度，将均质和加热放在铝棒加热炉内同炉同步完成。弥补一部分由于铝棒未均质处理造成的挤压工艺改变和对挤压模具的伤害，同时控制好加热炉出口铝棒温度，确保挤压型材淬火温度，进而确保型材强度。3、铸棒加热温

7、度及风冷淬火热挤压时铸棒必须加热，以使金属具有较高的塑性，减少变形抗力，同时为型材在时效时获得较好的机械性能创造条件。为了获得较高的强度.应选择较高的挤压温度，但必须确保挤压型材具有良好的表面质量。一般控制铸棒温度在440〜500°CZ间，我们实测出挤压型材的出口温度控制在500〜525°C之间。6063淬火敏感性低.只要挤出型材温度在500-525°C之间.尽快用风机强制冷却，即可阻止合金中强化相的析出，保持随后时效强化的能力。只是实际牛产中要注意两点:一是风机的数目和容量要足够大，确保冷却速度高于60°C/min；二是型材出模后要尽早开始强制

8、冷却，尤其对壁厚较厚M>2・5rmn）的型材更要确保冷却速度，使型材"淬透”o如果铸棒温度低，或岀料口风机冷却强度不够甚至不开风机，型材