1、摘要：6061铝合金在挤压过程中，不同的挤压工艺条件对粗晶组织产生不同的影响，通过合理调整6061铝合金挤压温度、挤压系数以及挤压速度可以控制粗晶的产生。关键词：6061铝棒；挤压速度；挤压温度；挤压系数；粗晶组织中图分类号：TG376 文献标识码：A 文章编号：1005-4898（2013）01-0022-03doi：10.3969/j.issn.1005-4898.2013.01.05作者简介： 1967收稿日期：2012-12-08成卫兵（ -），男，江苏省盐城市，工程师。6061挤压铝棒晶粒度的控制研究 成卫兵，房继业（仪征海天铝业有限公司，江苏 扬州仪征 211400）1.2 606
2、1挤压棒材目标值0 前言粗晶环深度小于等于2mm，晶粒度不大于1级。6061铝 合 金 属 于 Al-Mg-Si系 可 强 化 合 金 ，1.3 试验内容Mg Si相为强化相。该合金具有中等强度，良好的2 挤压工艺参数对6061挤压棒材晶粒度的影塑性，广泛地应用于汽车零部件。本文介绍的 响，通过不同的挤压温度、挤压速度及挤压系数6061铝合金主要用于加工汽车储气罐体，对晶粒 试验。挤压工艺参数见表2。度要求非常高。晶粒度达到1级，粗晶环深度小于2mm。本次试验通过研究挤压温度、挤压速度和 2 试验结果分析挤压系数对6061挤压铝棒晶粒度的影响程度，以 2.1 试验结果满足用户的要求。 晶粒度检
3、测结果见表3。2.2 挤压温度对晶粒度的影响1 试验用料与方案从表3中可以看出当挤压速度及压比一致时，1.1 试验材料采用高温挤压时，无论晶粒度还是粗晶环都要比试验用6061合金，其成分符合GB/T3190-2008 低温挤压时粗晶环要深，晶粒度相对要大些，这标准要求。见表1的规定。是因为采用低温挤压时挤压筒温度与金属加热温采用 214mm铸棒，铸棒进行均匀化，均匀度接近，内外层金属的变形抗力基本一致，使模化温度570，保温7h出炉快速冷却。孔处的金属变形不剧烈，不会大幅度提高金属表表1 试验用6061铝合金中元素 (质量分数/%)Si0.420.5Fe0.15 0.3Cu0.20 0.3Mn
4、0.05Mg0.82 0.95Zn0.05Ti0.02 0.06Cr0.06 0.12Al余量表2 挤压工艺参数 表3 不同挤压工艺参数表下试验结果214214214214214214214214214214214214214214214214214214铸锭规格/mm515151232323131313515151232323131313挤压系数350400400450450500350400400450450500350400400450450500350400400450450500350400400450450500350400400450450500铸锭温度/464646464646
5、464646686868686868686868挤压速度/-1mms380400380400380400380400380400380400380400380400380400380400380400380400380400380400380400380400380400380400挤压筒温度/303030454545606060303030454545606060成品直径/mm214214214214214214214214214214214214214214214214214214铸锭规格/mm515151232323131313515151232323131313挤压系数370 4004
6、20450470500370400420450470500370400420450470500370400420450470500370400420450470500370400420450470500铸锭温度/4 64646464646464646686868686868686868挤压速度-1/mms380 400380400380400380400380400380400380400380400380400380400380400380400380400380400380400380400380400380400挤压筒温度/成品直径/mm3030304545456060603030304
7、545456060601级2级2级1级1级2级1级1级1级1级2级2级1级1级2级1级1级1级晶粒度级3 6.54747.524.535.536无3646.548.54951025.52636.524.53536粗晶环深度/mm面能，而使晶粒形核和长大，当挤压温度高时， 间较长，使变形热散发较多，故金属温度上升很金属变形抗力降低，变形不均匀性增加，使得金 小甚至有下降趋势。表面金属能量聚集少，不足属与模具工作带接触处的金属结晶点阵遭到较大 以使晶粒继续长大，所以表面未形成粗晶环，内的畸变，原子的位能增加扩散激活能降低，结果 外层金属变形比较均匀。当挤压速度快时，一方有利于在结晶过程的进行。此外
8、，也促进第2相的 面由于金属与模孔工作带之间的摩擦力，使内外析出，温度越高，析出的第2相质点越容易集聚， 金属流速差加大，边部金属形成强烈的切变形区减弱不对晶粒的阻碍作用。在高温挤压时，金属 在切变形区内强烈的剪切变形使得这部分金属畸变形程度逐渐从制品中心部位向边部增大，使边 变能大大提高，从而聚集了大量的位错。有利于部金属的畸变能大于中心部位的畸变能，造成这 再结晶生成，另一方面切变形区金属剧烈的剪切一部分晶粒的晶界向另一部分的晶粒内迁移，结 变形同时也加剧了变形热效应，由此提高了金属果一部分晶粒长大，而另一部分晶粒消失，最终 局部温度，尤其是制品的边部温度的升高，更有得到较大晶粒。 利于这
9、部分金属的再结晶形核和长大。2.3 挤压速度对晶粒度的影响 2.4 挤压系数对晶粒度的影响表3中当挤压温度及压比一致时，快速挤压速 表3中看到当挤压温度及速度一致，挤压系数度的晶粒度要大于慢速挤压，这是由于在低速挤 越大，晶粒度长大及粗晶环加深，这是由于金属压时，金属与模具工作带之间存在摩擦，但金属 挤压系数越大，铸锭边部金属与挤压筒内壁，金变形热不剧烈，所产生的变形较少，同时由于挤 属与模具工作之间的摩擦越剧烈，使内外金属流压速度慢，金属与挤压筒和模具之间热传导的时 速差加大，边部金属形成强烈的切变形区，剪切 22 23 铝加工 技术工程 技术工程成卫兵，等 6061挤压铝棒晶粒度的控制研究
10、 ：2013 年第 1 期总第 210 期摘要：6061铝合金在挤压过程中，不同的挤压工艺条件对粗晶组织产生不同的影响，通过合理调整6061铝合金挤压温度、挤压系数以及挤压速度可以控制粗晶的产生。关键词：6061铝棒；挤压速度；挤压温度；挤压系数；粗晶组织中图分类号：TG376 文献标识码：A 文章编号：1005-4898（2013）01-0022-03doi：10.3969/j.issn.1005-4898.2013.01.05作者简介： 1967收稿日期：2012-12-08成卫兵（ -），男，江苏省盐城市，工程师。6061挤压铝棒晶粒度的控制研究 成卫兵，房继业（仪征海天铝业有限公司，江
11、苏 扬州仪征 211400）1.2 6061挤压棒材目标值0 前言粗晶环深度小于等于2mm，晶粒度不大于1级。6061铝 合 金 属 于 Al-Mg-Si系 可 强 化 合 金 ，1.3 试验内容Mg Si相为强化相。该合金具有中等强度，良好的2 挤压工艺参数对6061挤压棒材晶粒度的影塑性，广泛地应用于汽车零部件。本文介绍的 响，通过不同的挤压温度、挤压速度及挤压系数6061铝合金主要用于加工汽车储气罐体，对晶粒 试验。挤压工艺参数见表2。度要求非常高。晶粒度达到1级，粗晶环深度小于2mm。本次试验通过研究挤压温度、挤压速度和 2 试验结果分析挤压系数对6061挤压铝棒晶粒度的影响程度，以
12、2.1 试验结果满足用户的要求。 晶粒度检测结果见表3。2.2 挤压温度对晶粒度的影响1 试验用料与方案从表3中可以看出当挤压速度及压比一致时，1.1 试验材料采用高温挤压时，无论晶粒度还是粗晶环都要比试验用6061合金，其成分符合GB/T3190-2008 低温挤压时粗晶环要深，晶粒度相对要大些，这标准要求。见表1的规定。是因为采用低温挤压时挤压筒温度与金属加热温采用 214mm铸棒，铸棒进行均匀化，均匀度接近，内外层金属的变形抗力基本一致，使模化温度570，保温7h出炉快速冷却。孔处的金属变形不剧烈，不会大幅度提高金属表表1 试验用6061铝合金中元素 (质量分数/%)Si0.420.5F
13、e0.15 0.3Cu0.20 0.3Mn0.05Mg0.82 0.95Zn0.05Ti0.02 0.06Cr0.06 0.12Al余量表2 挤压工艺参数 表3 不同挤压工艺参数表下试验结果214214214214214214214214214214214214214214214214214214铸锭规格/mm515151232323131313515151232323131313挤压系数35040040045045050035040040045045050035040040045045050035040040045045050035040040045045050035040040045045
14、0500铸锭温度/464646464646464646686868686868686868挤压速度/-1mms380400380400380400380400380400380400380400380400380400380400380400380400380400380400380400380400380400380400挤压筒温度/303030454545606060303030454545606060成品直径/mm214214214214214214214214214214214214214214214214214214铸锭规格/mm515151232323131313515151232
15、323131313挤压系数370 400420450470500370400420450470500370400420450470500370400420450470500370400420450470500370400420450470500铸锭温度/4 64646464646464646686868686868686868挤压速度-1/mms380 400380400380400380400380400380400380400380400380400380400380400380400380400380400380400380400380400380400挤压筒温度/成品直径/mm3030
16、304545456060603030304545456060601级2级2级1级1级2级1级1级1级1级2级2级1级1级2级1级1级1级晶粒度级3 6.54747.524.535.536无3646.548.54951025.52636.524.53536粗晶环深度/mm面能，而使晶粒形核和长大，当挤压温度高时， 间较长，使变形热散发较多，故金属温度上升很金属变形抗力降低，变形不均匀性增加，使得金 小甚至有下降趋势。表面金属能量聚集少，不足属与模具工作带接触处的金属结晶点阵遭到较大 以使晶粒继续长大，所以表面未形成粗晶环，内的畸变，原子的位能增加扩散激活能降低，结果 外层金属变形比较均匀。当挤压
17、速度快时，一方有利于在结晶过程的进行。此外，也促进第2相的 面由于金属与模孔工作带之间的摩擦力，使内外析出，温度越高，析出的第2相质点越容易集聚， 金属流速差加大，边部金属形成强烈的切变形区减弱不对晶粒的阻碍作用。在高温挤压时，金属 在切变形区内强烈的剪切变形使得这部分金属畸变形程度逐渐从制品中心部位向边部增大，使边 变能大大提高，从而聚集了大量的位错。有利于部金属的畸变能大于中心部位的畸变能，造成这 再结晶生成，另一方面切变形区金属剧烈的剪切一部分晶粒的晶界向另一部分的晶粒内迁移，结 变形同时也加剧了变形热效应，由此提高了金属果一部分晶粒长大，而另一部分晶粒消失，最终 局部温度，尤其是制品的
18、边部温度的升高，更有得到较大晶粒。 利于这部分金属的再结晶形核和长大。2.3 挤压速度对晶粒度的影响 2.4 挤压系数对晶粒度的影响表3中当挤压温度及压比一致时，快速挤压速 表3中看到当挤压温度及速度一致，挤压系数度的晶粒度要大于慢速挤压，这是由于在低速挤 越大，晶粒度长大及粗晶环加深，这是由于金属压时，金属与模具工作带之间存在摩擦，但金属 挤压系数越大，铸锭边部金属与挤压筒内壁，金变形热不剧烈，所产生的变形较少，同时由于挤 属与模具工作之间的摩擦越剧烈，使内外金属流压速度慢，金属与挤压筒和模具之间热传导的时 速差加大，边部金属形成强烈的切变形区，剪切 22 23 铝加工 技术工程 技术工程成
19、卫兵，等 6061挤压铝棒晶粒度的控制研究 ：2013 年第 1 期总第 210 期变形程度越大，加剧了变形热效应，由此大大提 3 结果高了金属的温度，有利于金属的再结晶形核和长 6061 挤压棒挤压温度为370400，挤压速大，从而使金属的晶粒度长大。 度为4 6mm/s 模筒温度为380 400 挤压系鉴于以上的试验结果得出较为理想的挤压工 数小于13。艺参数：挤压温度为370 400 挤压速度为4 按上述工艺制度，能够生产出晶粒度小于1级6mm/s，模筒温度为380 400 ，挤压系数小于13。 粗晶环深度小于等于1mm的产品。 ， ， ， Abstract: Various extru
20、sion conditions have different influences on the microstructure of coarse grains during the extrusion of 6061 aluminum alloy. The formation of coarse grains can be controlled by reasonably adjusting extrusion temperature, extrusion coefficient and extrusion speed.Keywords: 6061 aluminum extruded rod
21、; extrusion speed; extrusion temperature; extrusion coefficient; coarse grainsControlling of Grain Size in 6061 Aluminum Extruded RodCHENG Wei-bing, FANG Ji-ye(Yizheng Haitian Aluminum Industrial Co., Ltd., Yizheng 211400, China)铝加工 技术工程/专利荟萃本发明涉及一种轧制钎焊带用的Al-Mn合金及其生产工艺。该合金成分（质量%）为：Si0.31.2，Fe0.5，Cu0
22、.1，Mn1.01.8，Mg0.3，(Cr+Zr)0.050.4，Zn0.1，Ti0.1，Sn0.15，其余为铝与不可避免的杂质，这些杂质的总和0.15，而每一种的量应该0.05，Sn/Si之比应0.03。其生产工艺包括：铸锭在520均匀化处理12h以上，然后进行热轧，热轧带最终温度应250，冷轧到最终厚度，不进行中间退火。铝-锰合金钎焊带生产工艺美国专利 US6743396 B2本 专 利 发 明 了 一 种 有 优 良 可 弯 曲 性 能 的 铝 合 金 ， 可 用 于 冲 压 成 形 汽 车 钣 金 件 。 其 成 分 （ 质 量 %） 为 ：Mg0.500.75，Si0.70.85，F
23、e0.10.3，Mn0.150.35，Cu00.4，其余为铝及不可避免的杂质。该板材生产工艺为：半连续铸造扁锭、热轧与冷轧、固溶处理、淬火到60120、卷取、在60120预时效后以小于10/h的降温速度冷却到室温。这种材料在T4P状态的屈服强度为125MPa，T8状态的屈服强度大于250 MPa。有优良弯曲性能的铝合金及其生产工艺美国专利 US6780259 B2氢气是铝合金铸件最易导致气孔等铸造缺陷的主要根源之一，因此浇注前铝液的除气是十分重要的，本专利提供了一种用电量来预测铝液中H 和Na的含量，对于监控铝液的质量十分有效，同时，如果传感器由于急热而损坏，也不会造成铝2液的污染。采用离子导
24、电的传感器用电量来预测铝液中H 和Na的含量2欧洲专利 EP1336098新型三合一低温抛光剂的技术研究胡效武，胡瑞生 （深圳市赛邦新材料有限公司，深圳 518052）合一处理工艺已不能适应市场需求。针对当前铝1 三合一工艺现状和不足以及新型三行业的发展形势，发展新型的三合一处理工艺势合一的发展思路在必行。根据目前普通的三合一存在的缺陷，新铝材的表面处理工艺是决定铝材品质的关键型的三合一低温抛光剂必须具备去污能力强、处环节，铝合金表面化学前处理技术在铝合金表面理铝材表面亮度高、对不同成分的铝材处理效果处理中占有非常重要的地位，铝合金表面处理后好、处理成本低等优点。的效果在很大程度上是由铝合金的
25、前处理决定的。传统的除油、碱洗、出光等表面前处理工 2 不同工艺的实验对比进行新型三合艺，工艺流程长，操作复杂，成本高。于是三合 一低温抛光剂成分的探索一前处理工艺应运而生，即揉合除油、碱洗、出传统的三合一抛光剂都是采用硫酸、磷酸、光为一体，水洗后可以直接进行氧化既简化工艺硝酸或氢氟酸等无机酸，表面活性剂也比较单流程，又节省成本，深得铝生产厂家青睐。同时一，处理效果不理想。新型的三合一的成分，在也可以作为喷涂前处理除油。但是普通的三合一传统的无机酸基础上，使用环保的低COD 复合有处理存在多方面的缺陷： 容易造成因除油不完机酸、高性能的乳化剂、润湿剂、缓蚀剂、络合全碱洗后铝材表面明显花斑； 合
26、金成分复杂的剂、光亮剂，以及酸雾抑制剂，以达到除油效果铝材处理后表面易形成灰黄的附着物； 处理后好、亮度高，而又环保的目的。铝材表面亮度不够； 成本消耗相对较高。随着2.1 复合有机酸的选择铝型材行业的迅猛发展，以及铝材行业的激烈竞酸是三合一低温抛光剂的基础。在相同条件争使得市场对铝材质量要求越来越高，普通的三作者简介： （1968 -）， 。收稿日期：2012-12-05胡效武 男，汉族，大学本科，高级工程师摘要：随着铝行业的迅猛发展，传统的三合一处理剂的处理效果满足不了市场的要求，而由本公司自主研发的新型三合一低温抛光剂SBA-612采用了特殊表面活性剂、复合有机酸、缓蚀剂、络合剂、光亮剂和酸雾抑制剂，提高除油效果，增强了铝表面的亮度，减少了铝材的腐蚀和药品成本，并能适应不同合金成份的铝材，具有很好的市场前景和使用价值，可用于氧化及喷涂前处理。关键词：三合一低温抛光；复合酸；表面活性剂；缓蚀剂 中图分类号：TG156.8 文献标识码：B 文章编号：1005-4898（2013）01-0025-04doi：10.3969/j.issn.1005-4898.2013.01.06铝加工 2013 年第 1 期总第 210 期 技术工程 24 25 2013 年第 1 期总第 210 期
