1、高档镜面抛光铝材生产技术之熔炼铸造挤压铝棒的纯净度,化学成分及内部组织对挤压坯料的表面质量及抛光光泽亮度影响巨大,因此,优质的铝棒是做好抛光铝材的前提。根据五月、六月两个月的生产状况,通过三次大的工艺调整,铝棒质量有较大进步,能够基本满足挤压生产,但还没有彻底解决问题。下面谈一下几次工艺改良的思路,供相关技术人员参考、共同研讨,进一步完善工艺。一、铝棒的纯净度铝棒的纯净度越高,挤压铝材的抛光效果越好。铝棒的纯净度决定铝棒中的金属杂质和非金属杂质的含量,金属杂质主要指Fe、Mn 、Cu、Zn 、Cr、Ti 等,这些杂质中最重要的是 Fe。Fe 的影响在于它会形成含有 Al、Si 的初级析出物,这
2、种析出物在铝中几乎没有固溶能力,将会增加对挤压速度敏感的表面缺陷、凹坑、撕裂的发生,进而严重影响到抛光的光洁度和亮度。Fe 的含量最好控制在 0.1%以下,美国一些抛光厂 Fe 的含量都规定在 0.08%以下。我公司根据实际情况,控制在 0.15%以下。另一方面,非金属杂质同样有着重要影响,特别 H2 气孔和 AL2O3 夹渣。铝棒中 H2 的气孔及 AL2O3 夹渣直接导致挤压表面恶化,严重时出现小白点、蚊子脚、工作带粘铝、甚至麻面。为了减少 H2 和 Al2O3 的含量,除了选用优质高纯度铝锭外,尽量不要加挤压边角料,特别是氧化废料,在保证炉内排气及精炼的同时,增加炉外排气及陶瓷过滤,确保
3、铝棒中 H2 含量在0.15mL/100g 以下。六月份改落差铸造为水平铸造,就是为了尽量减少氧化渣的形成,减少 H2 气的渗入,特别应注意,在铸造过程中,不得破坏液面上形成的一层氧化膜(即 Al2O3) 。并防止其渗入到铝棒中去。二、铝棒的化学成份挤压铝棒中的 Si、Mg 、Cu 的含量对 6463 合金抛光铝材同样有重要影响。首先考虑的问题是,在工艺条件满足铝材强度要求的前提下尽量采用低 Si 低 Mg。因为(Mg+Si)总量的降低,可以提高合金的固相温度,从而降低了发生液态撕裂的可能,相应还提高表面质量和光洁度。另一方面,Mg 和 Si 的比例也要适当。在形成强化相 Mg2Si 杂质相F
4、eALSi 之后, Mg 过量或 Si 过量会产生不同的后果。由于过量 Mg 会降低Mg2Si 的固溶度进而降低机械性能,同时过量 Mg 会显著增加挤压力(相对过量 Si) ;而 Si 的适当过量(还要考虑 Fe 消耗 Si)不仅提高机械性能,而且对挤压性能无太大影响(相对 Si 过量) ,但 Si 过量最好不要超过 0.2%,否则延伸率和延展性会降低。其次是 Cu 的含量,铝棒中加 Cu 的目的,主要是改善铝材对化学抛光的敏感性,同时还有提高亮度的作用,但含量不能太高,最好控制在 0.1%0.3%范围内,太高会影响挤压坯料的表面质量及挤压速度。在生产中,发现生产抛光料时用的是 6063 合金
5、铝棒(美国 PRD 订单除外) ,但生产 PRD 时用的 6463 合金铝棒的 Cu 含量高达 0.18%,Si 含量0.40%0.42%,Mg 含量是 1.5 倍,直接导致挤压困难、抛光、氧化工序表面质量难于控制成品率不足 20%。据此调整 6463 合金成份,规定凡生产抛光料,一律用 6463 合金棒。成份控制:Si:0.350.36%、Cu:0.01%0.13%、Mg: Si比 1.15。经过三次改良后,铝棒投入生产时,挤压工反应,铝棒好用,产量显著提高,坯料时效后,硬度达到 10 度13 度。根据生产完成拟对抛光料铝棒的化学成份作第四次调整。三、挤压用铝棒的组织铝棒的组织也是保障抛光铝
6、材表面光亮度的一个关键。铝棒的组织由铸造及均质来保证。首先,由于 6463 合金 Fe 含量较低其组织更容易出现晶粒粗大,同时,由于 TiB 能降低化学抛光的亮度,使得对 6463 组织细化必须相当谨慎。现场操作中,必须减少 TiB 的用量,比 6063 的用量应减少三分之一左右。同时,正在计划用 Al-Ti-C 细化,即解决细化问题,又避免了 TiB的影响。另一方面,铸造中粒大粒子会增加挤压的凹坑缺陷,产生撕裂。撕裂的原因是低熔点相的产生或金相反应形成的共晶,导致液相温度降低。我们必须通过加快铸造冷却速度和降低铝液深度(70%左右)保持液面平稳来消除,同时为使组织更均一,必须进行均质处理,使 Fe 相转型,以等轴粒子存在且分布均匀,主要尺寸不超过 34m,Mg 2Si 析出物全部以 相存在且均匀分布在晶粒内,粒子尺寸不大于 0.5m。对铝棒进行均质处理的作用还在于减少内在应力,使产品在挤压过程中的摩擦力减少而获得良好的表面。另外,控制好铝液的铸造温度(69010)以及冷却水的温度(35)对挤压表面也会有明显的改善。李奋律