谁知道什么是铝合金挤压技术?
铝合金型材挤压
1.挤压件分类
2.简单挤压模具的结构和设计要点
3.分流组合挤压模的结构和设计要点:
挤压件分类:
实心型材:整个型材断面上均无孔。
中空型材:型材断面上有孔。
简单挤压模具的结构和设计要点:
筒单挤压模有两种:第一种是实心型材挤压模。第二种是空心型材挤压模。具体结构如下:
1)挤压筒:用高强度合金钢制造的多层圆筒体,一般内衬套可卸下。长度根据挤压机吨位确定。材料:外套5CrMnMo,
内套3Cr2W8V。
2)模支承:保证模子和模垫同心,是安装模子、模垫时的辅具。
3)
模垫:模垫和模子外形尺寸相同,其厚度为模子厚度的3倍,与模具一起承受挤压力。模垫、模孔尺寸比模子的稍大。材料:合金工具钢。
4)
压型嘴:保证模具在挤压过程中不移位及与挤压筒紧密配合的辅具,结构及尺寸根据挤压机吨位确定。
5)
挤压垫片:防止挤压轴与被挤压的金属直接接触的辅具。其外径较挤压筒内径小一些,厚度在40至150mm之间。
6)
挤压轴:挤压轴工作时伸进挤压筒中,并与挤压垫接触,挤压轴承受挤压机的最大挤压力。材料:3Cr2W8V。
模孔配置原则:
单孔型材模孔配置:一般是让模也重心与模具中心重合。如果壁厚变化非常大,应把最薄的部位配置在模具中心,
多孔型材模孔配置:对于断面较小或断面对称性较差的型材,通常采用多孔模。多孔模各模孔间距不应过小。
模孔工作带的确定:
1)
以整个型材难出料处为基准,该处工作带长度为成品厚度的(1.5至2)倍。
2)
与基准点相邻近的工作带长度为基准点工作带长度加1mm。
3)
型材厚度相同时,与模具中心距离相等处工作带长度也相同。
4)
由模具中心算起,每相距10mm工作带长度增减数值可查阅相关文献。
5)
工作带的空刀:空刀过多,模具工作带强度减弱。
阻碍角:
当模孔工作带长度大于15至25mm时,实际上,由于尺寸收缩金属已不与工作带贴合,此时,可用阻碍角调节金属流速。工作带母线与挤压中心线之间夹角为阻碍角,最有效阻碍角为3度至5度。
促流角:一般促流角是在模具工作端面上作成对称的锥面或者倾斜的锥面。
这些知识好多,要看专业书才能全面。
铝型材挤压加工工艺模具的制造要求
1、由于铝合金挤压加工模具的工作条件十分恶劣,在挤压过程中需要经受高温、高压、高摩擦的作用,因此,要求使用高强耐热合金钢,而这些钢材的熔炼、铸造、锻造、热处理、电加工、机械加工和表面处理等工艺过程都非常复杂,这给模具加工带来了一系列的困难。
2、为了提高铝型材挤压加工模具的使用寿命和保证产品的表面品质,要求模腔工作带的粗糙度达到0.8-0.4μm,模子平面的粗糙度达到1.6μm以下,因此,在制模时需要采取特殊的抛光工艺和抛光设备。
3、由于挤压产品向高、精、尖方向发展,有的型材和管材的壁厚要求降到0.5mm左右,其挤压铝制品公差要求达到±0.05mm,为了挤压这种超高精度的产品,要求模具的制造精度达到0.01mm,采用传统的工艺是根本无法制造出来的,因此,要求更新工艺和采用新型专用设备。例如:数控车床,数控加工中心以及慢走丝加工等先进高精密度加工设备。
4、铝型材断面十分复杂,特别是超高精度的薄壁空心铝型材和多孔空心壁板铝型材,要求采用特殊的挤压模具结构,往往在一块模子上同时开设有多个异形孔腔,各截面的厚度变化急剧,相关尺寸复杂,圆弧拐角很多,这给模具的加工和热处理带来了很多麻烦。
5、铝型材挤压加工产品的品种繁多,批量小,换模次数频繁,要求模具的适应性强,因此,要求提高制模的生产效率,尽量缩短制模周期,能很快变更制模程序,能准确无误地按图纸加工出合格的模具,把修模的工作量减少到*低程度。
6、由于铝型材挤压加工产品应用范围日趋广泛,规格范围十分宽广,因此,有轻至数千克的、外形尺寸为100mm×25mm的小模子,也有重达2000kg以上的、外形尺寸为1800mm×450mm的大模子。有轻至几千克的、外形尺寸为65mmx800mm的小型挤压轴,也有重达100t以上、外形尺寸为2500mmx2600mm的大型挤压筒。模具的规格和品质上的巨大差异,要求采用完全不同的制造方法和程序,采用完全不同的加工设备。
7、挤压工模具的种类繁多,结构复杂,装配精度要求很高,除了要求采取特殊的加工方法和采用特殊的设备以外,尚需采用特殊的工装卡具和刀具以及特殊的热处理方法。
8、为了提高模具的品质和使用寿命,除了选择合理的材料和进行优化设计以外,尚需采用*佳的热处理工艺和表面强化处理工艺,以获得适中的模具硬度和高表面品质,这对于形状特别复杂的难挤压制品和特殊结构的模具来说显得特别重要。
(2)铝型材挤压工模具上机前加热温度规定:挤压筒:400~450℃,挤压垫:350℃ ,模垫:350~400℃,平模:450~470℃,分流模:460~480℃,保温时间按模具厚度计算(l.5~2 分钟/mm);
(3)铝型材挤压工模具在炉内加热时间不允许超过10 小时,时间过长,模孔工作带容易腐蚀或变形;
(4)在铝合金型材挤压开始阶段,需缓慢加压力,因为冲击力很可能引起堵模。如果发生堵模时,需立即停机,以防压烂模孔工作带;
(5)模子卸机后,待冷至150~180℃ 时再放人碱槽煮,因为模子在高温下碱煮,容易被热浪冲击开裂。并应采用先进的蚀洗方法,以回收节省碱液,缩短腐蚀时间和实现无污染清洗;
(6)铝型材挤压模具修模工在对分流模装配时,应用铜棒轻轻颠打,不允许用大铁锤猛击,避免用力过大,震烂模具;
(7)铝型材挤压模具氮化前需对模孔工作带仔细抛光至表面粗糙度Ra0.8~0.4μm;
(8)铝型材挤压模子氮化前要求清洗干净,不允许有油污带入炉内;氮化工艺要合理(依设备特性与模具材料而定),氮化后表面硬度为HV900~1200,氮化层过厚、过硬会引起氮化层剥落。一套模具一般允许氮化3~5 次;复杂的高倍齿散热器型材模不进行氮化工序;
(9)对老产品的新模子、棒模、圆管模可不经试模直接进行氮化处理;新产品及复杂型材模必须经试模合格后才能进行氮化处理;
(10)铝型材挤压新模试模合格后,最多挤压10 个铸锭就应卸机进行氮化处理,避免将工作带拉出沟槽;两次氮化之间不可过量生产,一般平模为60~100 个锭,分流模为40~80 个锭为宜,过多会将氮化层拉穿。
(11)使用后的铝型材挤压模子抛光后,涂油人库保管。
气体软氮化的主要工艺参数为氮化温度,氮化时间,以及氮化气氛。
气体软氮化温度常用560-570℃,因该温度下氮化层硬度最高。氮化时间通常为3-4小时,因为化合物层的硬度在共渗2-3小时达到最高,而随时间的延长,氮化层深度增加缓慢。氮化气氛由氨气分解率和含碳渗剂的滴量速度所决定。
氮化的原理:
气体软氮化,即气体氮碳共渗,是指以气体渗氮为主,渗碳为辅的的低温氮碳共渗。常用介质有50%氨气+50%吸热式气体(Nitemper法);35%-50%氨气+50-60%放热式气体(Nitroc法)和通氨气时滴注乙醇或甲酰胺等数种。在软氮化时,由于碳原子在ε相中的溶解度高,软氮化的表层是碳、氮共同的化合物,这种化合物韧性好且耐磨。
在气体软氮化过程中,由于碳原子的溶解度极低,所以很快达到饱和状态,析出许多超显微的渗碳体质点。这些渗碳体质点,作为氮化物结晶的核心,促使氮化物的形成。而当表层氮浓度达到一定时便形成ε相,而ε相的碳溶解能力很高,反过来又能加速碳的溶解。
气体软氮化后,其组织由ε相,γ′相和含氮的渗碳体Fe3(C,N)所组成,碳会降低氮的扩散速度,所以热应力和组织应力较硬氮化大,渗层更薄。但同时,由于软氮化层不存在ξ相,故氮化层韧性比硬氮化后更佳
压铸模具制作工艺流程:
审图—备料—加工—模架加工—模芯加工—电极加工—模具零件加工—检验—装配—飞模—试模—生产
A:模架加工:1打编号,2 A/B板加工,3面板加工,4顶针固定板加工,5底板加工
B:模芯加工:1飞边,2粗磨,3铣床加工,4钳工加工,5CNC粗加工,6热处理,7精磨,8CNC精加工,9电火花加工,10省模
C:模具零件加工:1滑块加工,2压紧块加工,3分流锥浇口套加工,4镶件加工
模架加工细节
1, 打编号要统一,模芯也要打上编号,应与模架上编号一致并且方向一致,装配时对准即可不易出错。
2, A/B板加工(即动定模框加工),a:A/B板加工应保证模框的平行度和垂直度为0.02mm,b :铣床加工:螺丝孔,运水孔,顶针孔,机咀孔,倒角c:钳工加工:攻牙,修毛边。
3, 面板加工:铣床加工镗机咀孔或加工料嘴孔。
4, 顶针固定板加工:铣床加工:顶针板与B板用回针连结,B板面向上,由上而下钻顶针孔,顶针沉头需把顶针板反过来底部向上,校正,先用钻头粗加工,再用铣刀精加工到位,倒角。
5, 底板加工 :铣床加工:划线,校正,镗孔,倒角。
(注:有些模具需强拉强顶的要加做强拉强顶机构,如在顶针板上加钻螺丝孔)
模芯加工细节
1) 粗加工飞六边:在铣床上加工,保证垂直度和平行度,留磨余量1.2mm
2) 粗磨:大水磨加工,先磨大面,用批司夹紧磨小面,保证垂直度和平行度在0.05mm,留余量双边0.6-0.8mm
3) 铣床加工:先将铣床机头校正,保证在0.02mm之内,校正压紧工件,先加工螺丝孔,顶针孔,穿丝孔,镶针沉头开粗,机咀或料咀孔,分流锥孔倒角再做运水孔,铣R角。
4) 钳工加工:攻牙,打字码
5) CNC粗加工
6) 发外热处理HRC48-52
7) 精磨;大水磨加工至比模框负0.04mm,保证平行度和垂直度在0.02mm之内
8) CNC精加工
9) 电火花加工
10) 省模,保证光洁度,控制好型腔尺寸。
11) 加工进浇口,排气,锌合金一般情况下浇口开0.3-0.5mm,排气开0.06-0.1mm,铝合金浇口开0.5-1.2mm排气开0.1-0.2,塑胶排气开0.01-0.02,尽量宽一点,薄一点。
滑块加工工艺
1, 首先铣床粗加工六面,2精磨六面到尺寸要求,3铣床粗加工挂台,4挂台精磨到尺寸要求并与模架行位滑配,5铣床加工斜面,保证斜度与压紧块一致,留余量飞模,6钻运水和斜导住孔,斜导柱孔比导柱大1毫米,并倒角,斜导柱孔斜度应比滑块斜面斜度小2度。斜导柱孔也可以在飞好模合上模后与模架一起再加工,根据不同的情况而定。
铝型材挤压加工的技术特性有:1.可以挤压接合金属粉末,碎屑以及其他金属;2.使用分流组合模可以成形薄壁空心不对称的制品;3.可以对塑性很低的铝合金材料进行加工成型;4.可以形成复杂的不规则的截面和制品;5.可以加工外层包履有防止氧化和表面裂纹的包履材的毛坯。
铝型材挤压加工也存在其经济上的缺点,比如:容易引起模具破损,晶粒长大和表面裂纹,在正挤压的时候由于摩擦使得压力增大,能耗增加,以及要增加材料装卸等工序,生产速度低,效率低,温度不稳定导致品质不均匀以及挤压力要达到几千吨需要大功率挤压机等等。
3Cr2W8V
牌号3Cr2W8V
化学成分%:
C0.30~0.40,
Si小于等于0.40,
Mn小于等于0.40,
Cr2.20~2.70,
W7.50~9.00,
V0.20~0.50,
p小于等于0.030,
S小于等于0.030;
用途:常用的压铸模具钢。碳含量较低,有较高韧性和良好的导热性;同时,含有较多的碳化物形成元素铬、钨、钒,相变温度提高,使钢有高的高温强度、硬度和良好的耐热疲劳性;淬透。适于制造高温、高应力,但不受冲击负荷的压铸铜、铝、镁合金用附模、型芯、浇口套、分流钉、高应力压腊、热剪切刀、热顶锻模、平锻机凸凹模、镶块等。
热处理:渗氮热处理
可显著提高材料表面的硬度,使其具有高的耐磨性、疲劳强度,抗蚀能力及抗烧伤性等,
铝合金型材挤压成型具有很多特点,主要是表现在挤压成型的过程中所发生的的应力应变状态,金属流动行为,产品的综合素质、生产的多样性和灵活性以及生产效率与成本等一些方面。
铝型材挤压加工的技术特性有:
可以挤压接合金属粉末,碎屑以及其他金属;2.使用分流组合模可以成形薄壁空心不对称的制品;3.可以对塑性很低的铝合金材料进行加工成型;4.可以形成复杂的不规则的截面和制品;5.可以加工外层包履有防止氧化和表面裂纹的包履材的毛坯。
在铝型材生产企业中,模具成本在型材挤压生产成本中占到35%左右。模具的好坏以及模具是否能够合理使用和维护,直接决定了企业是否能够正常、合格的生产出型材来。挤压模具在型材挤压生产中的工作条件是十分恶劣的,既需要在高温、高压下承受剧烈的摩擦、磨损作用,并且还需要承受周期性载荷作用。这都需要模具具有较高的热稳定性、热疲劳性、热耐磨性和足够的韧性。为满足以上几项要求,目前在国内普遍采用优质4Cr5MoSiV1(美国牌号H13)合金钢,并采用真空热处理淬火等方式来制作模具,以满足铝型材生产中的各项要求。>> 挤压模具设计的30个经验分享<<
然而,在实际生产中,仍然有部分模具在挤压时未能达到预定产量,严重的甚至挤压不到20条棒或上机不到2次就提前报废,致使采用昂贵的模具钢制作的模具远远不能实现其应有的效益。这种现象在国内许多家铝型材生产企业目前普遍存在。究其成因,需要从以下几方面入手。
一、铝型材截面本身就千变万化,并且铝挤压行业发展到今天,铝合金具有重量轻,强度好等重要优点,目前已经有许多行业采用铝型材来代替原有材料。由于部分型材的特殊导致模具由于型材截面特殊,设计和制作难度较大。如果还是使用采用常规的挤压方法往往难于达到模具额定产量,必须采用特殊工艺,严格控制各项生产工艺参数才能正常进行生产。并且有的模具由于本身型材截面的特殊或模具本身的质量问题,而导致模具不能挤压到额定产量,这就需要销售人员在接单时与技术部门和模具厂进行充分沟通。同时模具设计制作部门需要不断优化模具设计技术,提高模具制作精度,提高模具质量。
二、选择合适的挤压机型进行生产。进行挤压生产前,需对型材截面进行充分计算,根据型材截面的复杂程度,壁厚大小以及挤压系数λ来确定挤压机吨位大小。一般来讲,λ>7-10。当λ>8-45时,模具的使用寿命较长,型材生产过程较为顺畅。当λ>70-80后则属较难挤压型材,模具普遍寿命较短。产品结构越复杂,越容易导致模具局部刚性不够,模具腔内的金属流动难于趋向均匀,并伴随造成局部应力集中。型材生产时容易塞模和闷车或形成扭曲波浪,模具容易发生弹性变形,严重的还会发生塑性变形使模具直接报废。
三、合理选择锭坯及加热温度。要严格控制挤压锭坯的合金成分。目前一般企业要求铸锭晶粒度达到一级标准,以增强塑性和减少各项异性。当铸锭中有气孔、组织疏松或有中心裂纹时,挤压过程中气体的突然释放类似"放炮",使得模具局部工作带突然减载又加载,形成局部巨大的冲击载荷,对模具影响很大。有条件的企业可对锭坯进行均匀化处理,在550~570C保温8小时后强制冷却,挤压突破压力可降低7-10%,挤压速度可提高15%左右。
四、优化挤压工艺。要科学延长模具寿命,合理使用模具进行生产是不容忽视的一个方面。由于挤压模具的工作条件极为恶劣,在挤压生产中一定要采取合理的措施来确保模具的组织性能。
(1)采取适宜的挤压速度。在挤压过程中,当挤压速度过快时,会造成金属流动难于均匀,铝金属流和模具腔内壁摩擦加剧致使模具工作带磨损加速,模具温度实际较高等现象。如果此时金属变形产生的余热不能及时被带走,模具就可能因局部过热而失效。如果挤压速度适宜,就可避免上述不良后果的发生,挤压速度一般应控制在25mm/s以下。
(2)合理选择挤压温度。挤压温度是由模具加热温度、盛锭筒温度和铝棒温度来决定的。铝棒温度过低容易引起挤压力升高或产生闷车现象,模具容易出现局部微量的弹性变形,或在应力集中的部位产生裂纹而导致模具早期报废。铝棒温度过高会使金属组织软化,而使得黏附于模具工作带表面甚至堵模(严重时模具在高压下崩塌),未均匀铸锭合理加热温度在460-520°C,经过均匀化的铸锭合理加热温度在430-480°C。
五、挤压模具使用前期必须对模具进行合理的表面渗氮处理过程。表面渗氮处理能使模具在保持足够韧性的前提下大大提高模具的表面硬度,以减少模具使用时的产生热磨损。需要注意的是表面渗氮并不是一次就可以完成的,在模具服役期间必须进行3-4次的反复渗氮处理,一般要求渗氮层厚度达到0.15mm左右。比较合适的氮化过程为在模具入厂检验后进行第一次氮化。此时由于氮化层组织尚不稳定,应该在挤压5-10条棒后再次氮化。第二次氮化后,可挤压40-80条棒。第三次氮化后以不超过100-120条棒为宜。氮化前工作带一定要抛光,模具腔内要清理干净,不可残留碱渣或异物颗粒。一般情况下模具的氮化次数不超过4-5次,因为此时氮化层如果不是工作带被拉伤的话经过反复氮化和挤压生产,氮化层组织已经相对稳定。要注意的是前期氮化时要经过合适的生产过程方能进行氮化,氮化次数不能过于频繁,否则工作带易脱层。
六、模具上机前工作带必须经过研磨抛光,工作带一般要求抛光至镜面。对模具工作带的平面度和垂直度装配前要进行检查。氮化质量的好坏一定程度上决定了工作带抛光的光洁度。模具腔内必须用高压气以及毛刷清理干净,不得有粉尘或杂质异物,否则极易在金属流的带动下拉伤工作带,使挤压出来的型材产品出现面粗或划线等缺陷。
七、挤压生产时模具保温时间一般在2-3小时左右,但不能超过8小时,否则模具工作带氮化层硬度会降低而导致上机时不耐磨引起型材表面粗糙,严重的会引起划线等缺陷。使用模具时要有与模具相配套的模支撑、模套和支承垫,避免因支承垫内孔过大而导致模具出口面与支承垫接触面太小,使得模具变形或破裂。模具、挤压筒、挤压轴三者同心,同心度为±3mm以内,否则易产生偏心载荷以及模具各部位的设计流动速度改变,影响型材成型。
八、采用正确的碱洗(煮模)方法。模具卸模后,此时模具温度在500°C以上,如果立即浸入碱水中,由于碱水温度要比模具温度低得多,如果模具温度下降迅速,模具极易发生开裂现象。正确方法是等卸模后将模具在空气中放置到100°-150°C再浸入碱水中。普通分流组合模在卸模前进行拔模操作,可以大大减少煮模工作量,缩短煮模时间。具体做法是挤压结束后,挤压杆先于挤压筒后退,压余留在挤压筒中,然后挤压筒后退,可同时将模具分流孔中的部分残铝随同压余拔出,然后再进行碱煮。有的分流组合模芯头极小,甚至比钢笔还细,这类模具挤压结束后不允许拔模,煮模工开模时一定要事先看清楚模具结构,必须等模具腔中的残铝基本都煮掉才能开模。否则稍不留神就会将芯头碰断,致使模具报废。
九、模具使用上采用由低到高再到低的使用强度。模具刚进入服役期时,内部金属组织性能还处于浮动阶段,在此期间应采用低强度的作业方案,以使模具向平稳期过渡。模具使用中期,由于模具的各项性能已基本处于平稳状态,类似与刚过磨合期的汽车,可适当提高使用强度。到后期,模具的金属组织已经开始恶化,疲劳强度,稳定性和韧性经过长期的生产服役已经开始走入下降曲线,此时应适当降低模具的使用强度直至模具报废。
十、加强模具在挤压生产过程中的使用维护记录,完善每套模具的跟踪记录档案和管理。挤压模具从入厂验收到模具使用结束报废,这中间时间短则几个月,长的达一年以上。基本上来讲,模具的使用记录也记载着型材生产的各个过程。挤压模具数量大、品种多,对每套模具的使用过程进行管理,有利于帮助模具库管理员、模具使用者和模具设计制造人员了解每套库存模具的真实情况。模具的跟踪记录包括:
(1)模具的制造信息,包括每套模具的设计图纸,制作记录、检验记录(精度值,硬度值)等。
(2)模具每次上机挤压的工艺信息,如加温时间、铝棒温度、模具温度、挤压速度、挤压力、突破压力、铝棒长度、合格品支数、型材线密度、成材率等。
(3)每套模具的前三次修模方案、氮化处理时间、出入模具库时间、报废或返回模具厂维修的时间和原因等,这些记录的收集对改进模具管理、核算模具成本、优化模具设计和修模、评判模具质量好坏、提高挤压生产的稳定性、合理使用模具、确定模具最低库存等工作都有着直接的影响。
铝型材市场竞争的日益加剧,迫使各铝型材生产企业在挤压模具的采购、使用、维护与管理投入巨大的精力,这要求企业在改变以前的粗放式生产管理的同时改变自身观念,从细节抓起,做好模具的统计分析和成本消耗管理,才能适应新的市场形势,在市场中夺得先机。
此文章来自知乎:铝型材挤压模具应该如何进行维护
②属低合金化的Al-Mg-Si系高塑性合金。具有诸多可贵特点:1.热处理强化,冲击韧性高,对缺可不敏感。2.有极好的热塑性,可以高速挤压成结构复杂、薄壁、中空的各种型材,或锻造成结构复杂的锻件。淬火温度范围宽,淬火敏感性低,挤压和锻造脱模后,只要温度高于淬火温度,即可用喷水或穿水的方法淬火。薄壁件(δ<3mm)还可以实行风淬。3.焊接性能和耐蚀性优良,无应力腐蚀开裂倾向,在热处理可强化型铝合金中,Al-Mg-Si系合金是唯一没有发现应力腐蚀开裂现象的合金。4.加工后表面十分光洁,且容易阳极氧化和着色。其缺点是淬火后,若在室温停放一段时间,在时效上会对强度带来不利影响(停放效应)。 6063的密度为2.69g/cm3。 6063的硬度是95HB。
6063介绍
6063铝合金广泛用于建筑铝门窗、幕墙的框架,为了保证门窗、幕墙具有高的抗风压性能、装配性能、耐蚀性能和装饰性能,对铝合金型材综合性能的要求远远高于工业型材标准。 在国家标准GB/T3190中规定的6063铝合金成分范围内,对化学成分的取值不同,会得到不同的材质特性,当化学成分的范围很大时,其性能差异会在很大范围内波动,以致型材的综合性能会无法控制。编辑本段6063铝合金化学成分的概述 6063铝合金的化学成分成为生产优质铝合金建筑型材的最重要的一环。 一、合金元素的作用及其对性能的影响 6063铝合金是AL-Mg-Si系中具有中等强度的可热处理强化合金,Mg和Si是主要合金元素,优选化学成分的主要工作是确定Mg和Si的百分含量(质量分数,下同)。 1.1 Mg的作用和影响 Mg和Si组成强化相Mg2Si,Mg的含量愈高,Mg2Si的数量就愈多,热处理强化效果就愈大,型材的抗拉强度就愈高,但变形抗力也随之增大,合金的塑性下降,加工性能变坏,耐蚀性变坏。 1.2Si的作用和影响 Si的数量应使合金中所有的Mg都能以Mg2Si相的形式存在,以确保Mg的作用得到充分的发挥。随着Si含量增加,合金的晶粒变细,金属流动性增大,铸造性能变好,热处理强化效果增加,型材的抗拉强度提高而塑性降低,耐蚀性变坏。 二、Mg和Si含量的选择 2.1Mg2Si量的确定 2.1.1 Mg2Si相在合金中的作用 Mg2Si在合金中能随着温度的变化而溶解或析出,并以不同的形态存在于合金中: (1)弥散相β’’固溶体中析出的Mg2Si相弥散质点,是一种不稳定相,会随温度的升高而长大。 (2)过渡相β’ 是β’’由长大而成的中间亚稳定相,也会随温度的升高而长大。(3)沉淀相β是由β’ 相长大而成的稳定相,多聚集于晶界和枝晶界。 能起强化作用Mg2Si相是当其处于β’’弥散相状态的时候,将β相变成β’’相的过程就是强化过程,反之则是软化过程。 2.1.2Mg2Si量的选择 6063铝合金的热处理强化效果是随着Mg2Si量的增加而增大。当Mg2Si的量在0.71%~1.03%范围内时,其抗拉强度随Mg2Si量的增加近似线性地提高,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,抗拉强度值有达不到标准要求的危险。当Mg2Si量超过0.9%时,合金的塑性有降低趋势。 GB/T5237.1—2000标准中要求6063铝合金T5状态型材的σb≥160MPa,T6状态型材σb≥205MPa,实践证明.该合金的 最高可达到260MPa。但大批量生产的影响因素很多,不可能确保都达到这么高。综合的考虑,型材既要强度高,能确保产品符合标准要求,又要使合金易于挤压,有利于提高生产效率。我们设计合金强度时,对于T5状态交货的型材,取200MPa为设计值。 2.1.3 Mg含量的确定 Mg2Si的量一经确定,Mg含量可按下式计算: Mg%=(1.73×Mg2Si%)/2.73 2.1.4Si含量的确定 Si的含量必须满足所有Mg都形成Mg2Si的要求。由于Mg2Si中Mg和Si的相对原子质量之比为Mg/Si=1.73 ,所以基本Si量为Si基=Mg/1.73。 但是实践证明,若按Si基进行配料时,生产出来的合金其抗拉强度往往偏低而不合格。显然是合金中Mg2Si数量不足所致。原因是合金中的Fe、Mn等杂质元素抢夺了Si,例如Fe可以与Si形成ALFeSi化合物。所以,合金中必须要有过剩的Si以补充Si的损失。合金中有过剩的Si还会对提高抗拉强度起补充作用。合金抗拉强度的提高是Mg2Si和过剩Si贡献之和。当合金中Fe含量偏高时,Si还能降低Fe的不利影响。但是由于Si会降低合金的塑性和耐蚀性,所以Si过应有合理的控制。我厂根据实际经验认为过剩Si量选择在0.09% ~0.13%范围内是比较好的。 合金中Si含量应是:Si%=(Si基+Si过)% 三、 合金元素控制范围的确定 3.1 Mg的控制范围 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。我们根据经验和本厂配料、熔炼和化验水平,将Mg的波动范围控制在0.04%之内, T5型材取0.47%~0.50%, T6型材取0.57%~0.60%。 3.2Si的控制范围 当Mg的范围确定后,Si的控制范围可用Mg/Si比来确定。 因为该厂控制Si过为0.09%~0.13%,所以Mg/Si应控制在1.18~1.32之间。 3.3 6063铝合金T5和T6状态型材化学成分的选择范围。若要变更合金成分时,比如想将Mg2Si量增加到0.95%,以便有利于生产T6型材时,可沿过Si上下限区间将Mg上移至0.6%左右的位置即可。 此时Si约为0.46%,Si过为0.11%,Mg/Si为1. 3.4 结束语 根据我厂的经验,在6063铝合金型材中Mg2Si量控制在0.75%~0.80%范围内,已完全能够满足力学性能的要求。在正常挤压系数(大于或等于30)的情况下,型材的抗拉强度都处在200~240 MPa范围内。而这样控制合金,不仅材料塑性好,易于挤压,耐蚀性高和表面处理性能好,而且可节约合金元素。但是还应特别注意对杂质Fe进行严格控制。若Fe含量过高,会使挤压力增大,挤压材表面质量变差,阳极氧化色差增大,颜色灰暗而无光泽,Fe还降低合金的塑性和耐蚀性。实践证明,将Fe含量控制在0.15%~0.25%范围内是比较理想的。 6063铝合金的融化温度是655度以上,6063铝型材挤压温度是棒温490-510,挤压筒420-450,一般来说,每个挤型材的温度设计都不一样的,但大概都是在这个范围:模温470-490,根据自身的状况来设定!
6063特性
属于Al-Mg-Si系合金,使用范围广泛,特别是建筑业离不开此合金,是最有前途的合金。耐蚀性好,焊接性优良,冷加工性较好,并具有中等强度。
一、板带的应用广泛应用于装饰、包装、建筑、运输、电子、航空、航天、兵器等各行各业。 二、航空航天用铝材用于制作飞机蒙皮、机身框架、大梁、旋翼、螺旋桨、油箱、壁板和起落架支柱,以及火箭锻环、宇宙飞船壁板等。 三、交通运输用铝材用于汽车、地铁车辆、铁路客车、高速客车的车体结构件材料,车门窗、货架、汽车发动机零件、空调器、散热器、车身板、轮毂及舰艇用材。 四、包装用铝材 全铝易拉罐制罐料主要以薄板与箔材的形式作为金属包装材料,制成罐、盖、瓶、桶、包装箔。广泛用于饮料、食品、化妆品、药品、香烟、工业产品等包装。 五、印刷用铝材主要用于制作PS版,铝基PS版是印刷业的一种新型材料,用于自动化制版和印刷。 六、建筑装饰用铝材铝合金因其良好的抗蚀性、足够的强度、优良的工艺性能和焊接性能、通过东莞市长安博扬金属材料行多位专家介绍主要广泛用于建筑物构架、门窗、吊顶、装饰面等。如各种建筑门窗、幕墙用铝型材、铝幕墙板、压型板、花纹板、彩色涂层铝板等。 七、电子家电用铝材主要用于各种母线、架线、导体、电气元件、冰箱、空调、电缆等领域。 规格:圆棒、方棒 代表用途包括航天固定装置、电器固定装置、通讯领域,也广泛应用于自动化机械零件、精密加工、模具制造、电子及精密仪器、SMT、PC板焊锡载具等等。
6063化学成份
铝 Al :余量 硅 Si :0.20~0.6 铜 Cu :≤0.10 镁 Mg:0.45~0.9 锌 Zn:≤0.10 锰 Mn:≤0.10 钛 Ti :≤0.10 铬 Cr:≤0.10 铁 Fe: 0.000~ 0.350 注:单个:≤0.05合计:≤0.15
6063力学性能
抗拉强度 σb (MPa):≥205 条件屈服强度 σ0.2 (MPa):≥170 伸长率 δ5 (%):≥9 注 :棒材室温纵向力学性能 试样尺寸:棒材直径(方棒、六角棒内切圆直径)≤25