1、影响 6 系铝合金机械性能的重要因素6063、6063A、6A02、6061 铝合金多用于生产建筑材、工业材、家俱材、梯具材。多数客户对特殊用途的产品抗拉强度、延伸率的要求越来越高，因此根据多年来的实践经验对常用的 6 系铝合金如何获得更好的机械性能做如下分析：1）铝合金锭坯的化学成分：6063、6063A 是以 Mg2Si 为强化相的合金，所以首先应确定强化相的含量，一般当 Mg2Si 的量在 0.71%-1.03%范围内时，其抗拉强度随 Mg2Si 量的增加近似线性的提高，但变形抗力也跟着提高，加工变得困难，但 Mg2Si 量小于 0.72%时，对于挤压系数偏小（小于或等于 30）的制品，
2、抗拉强度值有达不到标准要求的危险，当 Mg2Si 量超过 0.9%时，合金的塑性有下降趋势。确定了强化相的量后再确定 Mg 的含量， Mg 是易燃金属，熔炼操作时会有烧损，在确定 Mg 的控制范围时要考虑烧损所带来的误差，但不能放得太宽，以免合金性能失控，Mg 的波动范围应在 0.04%之内，T5 型材取0.47-0.53%， T6 型材取 0.57-0.60%。当 Mg 的范围确定后，可用 Mg/Si 比来确定硅，Si 可与其它元素形成化合物如：AlFeSi ，所以 Si 应在原基础上补约 0.09-0.13%，Mg/Si 应控制在 1.18-1.32 之间。6061、6A02 合金其 Mg
3、2Si 量应控制在 1.4%左右，为加强其延伸率，Cu 的含量约为 0.2-0.4%。其维氏硬度大于或等于 152）铝合金锭坯均匀化：均匀化处理可改善锭坯的塑性，提高其工艺性能，改善制品组织异向性能，消除金属内部的残余应力。（无条件公司可不进行均匀化处理）3）铝型材挤压温度和速度：6063、6063A 其淬火温度不得低于 500 度，所以挤压温度一般控制在 470-490 度，6061 、6A02 其交货状态一般为 T6，淬火温度比 6063 略高约 510-520 度。具体挤压温度和挤压速度应根据型材壁厚、挤压特性和模具状况等因素来适当调整，坚持高温低速、低温高速的挤压原则。但其出口温度不得
4、低于产品淬火温度。4）铝型材淬火效果：淬火是为了将在高温下固溶于基体金属中的 Mg2Si 在出模后经快速冷却到室温而被保留下来，冷却速度常和强化相含量成正比，因其淬火敏感性增高，在 Mg2Si 为 0.8%的 6063 合金，从 454 度冷却至 204 度的临界冷却温度范围内，最小冷却速度为 38 度/分钟，而含 Mg2Si 为 1.4%的 6061合金在上述临界冷却温度范围的冷却速度不应小于 65 度/分钟，因此，6063 可以用风冷淬火，6061 必须用水冷淬火。均匀良好的淬火效果可有效的提高产品机械性能。5）铝型材人工时效：6063、6061 合金型材在刚挤出来的状态下的抗拉强度等于或
5、大于 140 兆帕，在快速冷却到室温后 8 小时内加以人工时效可以使其抗拉强度增强至 240 兆帕以上，人工时效一般采用 190-200 度保温 1-2 小时。6061、6A02 一般采用 180-190 度保温 4-6 小时。（具体应根据型材壁厚、化学成分及订单要求进行操作）在铝型材生产管理过程中切实控制好以上挤压工艺参数，可获得良好的产品机械性能，6063、6063A 可确保其维氏硬度约大于或等于 12。6061、6A02 其维氏硬度可大于或等于 15.及大限度满足各种产品的要求。1 前言在铝合金型材挤压车间生产 6063 合金的过程中，经常会出现因铝型材力学性能低而造成报废回炉现象。这不
6、但提高了生产成本，同时还可能因漏检为用户带来很大损失，甚至引发工程事故等问题。为此对挤压、时效生产管理中几个比较相关的问题简述如下。2 影响因素2.1 挤压过程影响因素2.1.1 铝棒加热为使铝棒在挤压时的强化相 Mg2Si 得到充分的固溶，一般 6063 铝合金棒在挤压前的温度应保持在 460510。具体应考虑不同的状态和模具类型，对其加热温度有所区别，相应参考温度如下表 1 所示。使用长棒热剪炉时，为保证棒温，剪棒速度不宜太快，具体以保证挤压机不用等棒挤压即可。棒温的控制这一点在实际生产中较容易被操作人员忽视，我们应从源头控制造成型材硬度不够的因素，避免造成不必要的浪费。表 1状态 平模
7、分流模T5 480500 460500T6 480510 4805002.1.2 铝型材的淬火6063 铝合金型材的淬火过程一般采用风冷淬火。为确保铝型材形成过饱和固溶体和空位，在时效后达到标准规定的力学性能，冷却速度应足够大。具体要求是，铝型材在经过出料口冷却区及储料台冷却区冷却后，温度应降到 50以下。对于壁厚大于 5.0mm 的铝型材，风冷设备如果达不到要求，需要在铝型材出料口冷却区对铝型材增加水雾喷射，加快铝型材的冷却速度。2.1.3 铝 型材的装框同一框铝型材时效过程中，各点温度差应不超过 5。因此，在时效前的铝型材装框过程中，铝型材在物料框内应保证间距，防止铝型材互扣形式装框，确保
8、时效过程中的通风效果。这样做的目的可以减少时效工序的加温时间，节省能源，同时保证同一框铝型材硬度的一致性。2.2 人工时效过程中影响因素2.2.1 时效工艺参数的设置型材时效工艺参数的设置对型材力学性能的影响极为重要。时效工艺主要包括保温温度及保温时间。在保温温度达到最佳时，还要有一个最佳保温时间。时效温度过高和过低及保温时间过长或过短，都将使时效组织出现过时效或欠时效现象，使铝合金的力学性能满足不了国家标准。因此一般铝型材厂都是根据自己的实践经验，制定出各自的操作性强的生产工艺参数与相关的制度。某铝型材厂为提高生产效率，节约能源，制定出 6063 合金、壁厚2.5mm 铝型材的时效工艺参数如
9、下表 2 所示：表 2 时效工艺参数表合金牌号 供货状态 时效温度 保温时间6063 T5 2005 120min140minT6 1905 160min180min在此工艺条件下时效出来的铝型材，力学性能符合国家标准要求。2.2.2 厚壁铝型材的时效壁厚2.5mm 的铝型材时效与薄壁铝型材时效，炉内温度变化如下图 1 所示：图 1 厚、薄壁铝型材时效炉内温度变化曲线对比由图 1 可知，厚壁铝型材到达保温温度的时间比薄壁铝型材的要迟 2530 分钟。所以在实际生产中，壁厚2.5mm 的铝型材时效时，保温时间需要延长 2530分钟。2.2.3 时效设备的影响制定出好的工艺参数的同时，还要有一套控
10、温准确，保温性能好的设备来做保证。因此，设备是否以良好的状态运行，是保证时效后铝型材合格与否的关键因素之一。时效过程中最经常出现的设备故障及造成影响如下表 2 所示：表 2故障描述 影响火枪不点火或加温效率低 时效炉不升温或升温时间长风机传动带磨损 风机搅拌效果不佳，使炉内温度不均匀热电偶、温控表故障 时效炉内实际保温温度不符合工艺要求时间继电器故障 保温时间不符合工艺要求为防止因设备故障而生产不合格品，时效工在责任炉的时效过程中，须定时检查设备运转情况；维修工要定期对时效炉炉况进行检查，发现隐患及时处理；技术员定点、定时检测温控系统的准确性，以保证时效炉处于正常工作状态。3 结语针对 606
11、3 合金在生产过程中铝型材力学性能达不到要求的现象，现通过对生产实践过程进行分析总结，得出在挤压、时效过程中影响铝型材力学性能的几个关键因素。在铝型材挤压、时效过程中，影响型材硬度的因素很多。在实际生产中，如果出现时效后硬度不够的问题，应经过分析抓住主要因素，并结合企业生产实际，制定出最适宜的工艺参数和工艺条件，同时一定要严格执行工艺纪律，以杜绝硬度不够铝型材的出现。经淬火自然时效后的铝合金（如铝铜）重新加热到 200250，然后快冷到室温，则合金强度下降，重新变软，性能恢复到刚淬火状态；如在室温下放置，则与新淬火合金一样，仍能进行正常的自然时效，这种现象称为回归现象。在理论上回归处理不受处理次数的限制，但实际上，回归处理时很难使析出相完全重溶，造成以后时效过程中析出相呈局部析出，使时效强化效果逐次减弱。同时在反复加热过程中，固溶体晶粒有越来越大的趋势，这对性能不利。因此回归处理仅用于修理飞机用的铆钉合金，即可利用这一现象，随时进行铆接，而对其它铝合金很少有使用价值。 时效是提高可热处理强化铝合金力学性能的重要手段，只有摸清了时效强化的规律及其对于不同合金组织与性能的影响，我们才能利用这一工艺来提高铝合金的综合性能，以获得预期的效果
