固溶时效处理对6063铸态铝合金硬度的影响.pdf

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1、23工业技术固溶时效处理对6063铸态铝合金硬度的影响钟　坤（重庆房地产职业学院,重庆401331）摘　要：本文主要研究了6063铸态铝合金在不同固溶时效工艺处理下硬度的变化，通过金相观察、SEM以及TEM检测初步探讨了其微观组织变化。结果表明，通过优化固溶时效工艺，可以将6063铸态铝合金硬度提高到80HV以上，完全满足顾客要求。关键词：6063铸态铝合金；固溶时效处理；硬度DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.01.019　　6063铝合金具有优良的可挤压性性能和抗腐蚀性能，良

2、好的阳极使用光学显微镜进行金相观察，使用扫描电镜和投射电镜对样品微观[1]氧化着色性和优秀的可抛光性，以及出色的焊接性能等。这些使得组织进行观察和分析。所用设备型号为ZEISSAxiovert.A1倒置光学6063铝合金在工业型材、建筑型材以及装饰性铝合金中都具有广泛的显微镜，ZEISSEVO18扫描电镜以及牛津IncaX-Max20电制冷X射应用。作为可热处理强化铝合金，时效处理已经是改善6063铝合金线能谱仪等设备。性能的重要途径，有关热处理工艺对其性能的影响已有大量研究，但2　试验结果与分析这些研究多是针对

3、6063挤压型材和轧制型材等，关于固溶时效工艺对铸态6063铝合金组织性能的影响，目前研究较少。根据客户需求，2.1　固溶时效工艺对硬度的影响本文主要研究了固溶时效工艺对铸态6063铝合金硬度的影响。　　由图1可以看出，经过人工时效后样品硬度均有大幅度提升。在　　有关6063铝合金时效强化机制，目前业界研究较多，一般认为175℃时效温度下，时效初期硬度迅速升高，4h后趋于稳定，随着保是析出相沉淀强化[2-3]。这是由于其合金元素较多、析出相复杂等因素，温时间继续延长，硬度缓慢提高。在10h的保温时间内，尚未出现硬

4、使得对其建立数学模型难度较大。O.R.MYHR等人在以往研究基础上度降低现象。在200℃时效温度下，时效初期硬度升高速率高于175℃[4]，对Al-Mg-Si合金时效强化机制进行了深入研究，综合考虑沉淀强温度下，在2h后硬度已经达到峰值，随着保温时间延长，硬度开始化和固溶强化机制，推导出了屈服强度与热处理工艺之间的关系，建逐渐下降。立了相应数学模型，并与实验结果进行了校正，对此合金数学模型的建立又前进了一步。1　试样制备与试验方法1.1　试样制备　　根据客户要求和以往企业生产经验设计铸锭化学成分，见表1。采用直冷

5、半连续铸造法生产规格为Φ448mm×6000mm的6063合金铸锭，铸造设备为Almax公司生产。表1　6063铝合金的化学成分（wt%）图1　不同时效工艺对6063合金硬度的影响SiFeCuMnMgCrTiAl　　根据图1，可以看出175℃保温四个小时以上，以及200℃保0.45-国标0.2-0.60.350.10.10.10.1余量温两小时和四小时，这些时效工艺均能满足客户对产品硬度的要求0.9样品0.4-0.60.3-0.50.10.050.5-0.80.10.1余量（客户要求硬度大于80HV）。但本着低耗

6、节约的原则，参照图1结果，又进一步对工艺进行了调整，见表2。根据表2结果，可以发现　　铸锭采用570℃/12h高温均匀化处理，室温自然冷却。距离铸锭合金经过固溶时效处理后，硬度都符合客户要求。综合考虑测量误顶部1/3处取试样一块，规格为60mm×150mm×30mm。将试样置差、批次误差、能源节约和顾客要求的情况下，可以选择如下工艺：于马弗炉中加热到550℃，保温4h，室温水淬。然后使用线切割设备550℃2h+200℃2h。将试样加工成30mm×30mm×30mm大小。留下两个试样作为对照试样，剩余试样随机分为A

7、组和B组进行时效处理。表2　不同固溶时效工艺处理后6063合金硬度1.2　试验方法　　（1）A组人工时效温度是175℃，时间分别为2h，4h，6h，8h，10h。　　（2）B组人工时效温度是200℃，时间分别为2h，4h，6h，8h。　　（3）试样经过砂纸打磨，抛光等步骤后，采用HV-1000Z型显微硬度计对试样进行显微硬度测量，随机选取三个测量点，取平均值。工业技术242.2　固溶时效工艺对铝合金微观组织的影响化相进一步析出，开始形成稳定β相，完全从基体中脱离，强化效果　　众所周知合金硬度的变化是合金显微组织变

8、化的外在体现。6063消失，称为过时效状态。这也是如图1中所示，在200℃温度下，时合金属于典型的可热处理强化合金，在经过不同温度热处理后，合金效时间超过四个小时后硬度开始下降的原因。析出相的数量和形态均产生相应变化。金相组织照片见图2。　　除了Mg2Si强化相之外，FeSiAl相也是一种强化相。它不仅分布在晶界也分布在晶内，尤其分布在晶界时可以使合金硬度得到明显提高。本