6063铝棒质量提高的措施 al-mg-si系合金的基本特点:
6063铝合金的化学成份在gb/t5237-93标准中为0.2-0.6%的硅、0.45-0.9%的镁、铁的限量为0.35%,其余杂质元素(cu、mn、zr、cr等)均小于0.1%。这个成份范围很宽,它还有很大选择余地。
6063铝合金是属铝-镁-硅系列可热处理强化型铝合金,在al-mg-si组成的三元系中,没有三元化合物,只有两个二元化合物mg2si和mg2al3,以α(al)-mg2si伪二元截面为分界,构成两个三元系,α(al)-mg2si-(si)和α(al)-mg2si-mg2al3,如图一、二所示: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mg2si越多,时效后的合金强度就越高,反之,则越低,在α(al)-mg2si伪二元相图上,共晶温度为595℃,mg2si的大溶解度是1.85%,在500℃时为1.05%,由此可见,温度对mg2si在al中的固溶度影响很大,淬火温度越高,时效后的强度越高,反之,淬火温度越低,时效后的强度就越低。有些铝型材厂生产的型材化学成份合格,强度却达不到要求,原因就是铝捧加热温度不够或外热内冷,造成型材淬火温度太低所致。
在al-mg-si合金系列中,强化相mg2si的镁硅重量比为1.73,如果合金中有过剩的镁(即mg:si>1.73),镁会降低mg2si在铝中的固溶度,从而降低mg2si在合金中的强化效果。如果合金中存在过剩的硅,即mg:si<1.73,则硅对mg2si在铝中的固溶度没有影响,由此可见,要得到较高强度的合金,必须mg:si<1.73。
6061铝棒从电解槽吸出的铝液中含有各种杂质,因此铸造之前需要进行净化。工业上主要采用澄清、熔剂、气体等净化方法,也有尝试用定向凝固和过滤方法进行净化。
1.熔剂净化熔剂净化是利用加入铝液中的熔剂形成大量的细微液滴,使铝液中的氧化物被这些液滴湿润吸附和溶解,组成新的液滴升到表面,冷却后形成浮渣除去。净化用的熔剂选用熔点低、密度小,表面张力小、活性大、对氧化渣有很强吸附能力的盐组成。使用时,先将小块熔剂装入铁笼里,再插入混合炉底部来回搅动,至熔剂化完后取出铁笼,静止5~10min.捞出表面浮渣即可浇铸。根据需要也可将熔剂撤在表面上起覆盖作用。
6063铝合金的浇铸
1.选择合理的浇铸温度
合理的浇铸温度也是生产出优质铝棒的重要因素,温度过低,易产生夹渣、针孔等铸造缺陷。温度过高,易产生晶粒粗大、羽毛晶等铸造缺陷。
做了晶粒细化处理后的6063铝合金液,铸造温度可适当提高,一般可控制在720-740℃之间,这是因为:
①铝液经晶粒细化处理后变粘,容易凝固结晶。
②铝棒在铸造中结晶前沿有一个液固两相过度带,较高的铸造温度有较窄的过度带,过度带窄有利于结晶前沿排出的气体逸出,当然温度不可过高,过高的铸造温度会缩短晶粒细化剂的有效时间,使晶粒变得相对较大。
2.有条件时,充分预热,烘干流槽、分流盘等浇铸系统,防止水分与铝液反应造成吸氢
3.铸造中,尽可能的避免铝液的紊流和翻卷,不要轻易用工具搅动流槽及分流盘中的铝液,让铝液在表面氧化膜的保护下平稳流人结晶器结晶,这是因为工具搅动铝液和液流翻卷都会使铝液表面氧化膜破裂,造成新的氧化,同时将氧化膜卷入铝液。经研究表明,氧化膜有极强的吸附能力,它含有2%的水份,当氧化膜卷入铝液后,氧化膜中的水份与铝液反应,造成吸氢和夹渣。
4.对铝液进行过滤,过滤是除去铝液中非金属夹渣有效的方法,在6063铝合金的铸造中,一般用多层玻璃丝布过滤或陶瓷过滤板过滤,无论是采取何种过滤方法,为了保证铝液能正常的过滤,铝液在过滤前应除去表面浮渣,因为表面浮渣易堵塞过滤材料的过滤网孔,使过滤不能正常进行,除去铝液表面浮渣的最简单方法是在流槽中设置一挡渣板,使铝液在过滤前除去浮渣。
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