铝合金6061,6063,7075这三种牌号有什么分别?
该工艺生产出来的毛坯,外表面光洁度达到7级(Ra1.6),如冷挤压工艺或机加工出来的表面一样,有金属光泽。所以,我们将压铸模锻工艺称为“极限成形工艺”,比“无切削、少余量成形工艺”更进了一步。 压铸模锻工艺还有一个优势特点是,除了能生产传统的铸造材料外,它还能用变形合金、锻压合金,生产出结构很复杂的零件。这些合金牌号包括:硬铝、超硬铝合金、锻铝合金,如LY11、LY12、6061、6063、7075、2023、LC、LD等。这些材料的抗拉强度,比普通铸造合金高近一到二倍,达到400-600Mpa,对于铝合金汽车轮毂、车架等希望用更高强度耐冲击材料生产的部件,有更积极的意义。
从外形上,我们很难区,如果看到的是一只已加工后的零件,就更难区别了。 所以,我们只能倒过来分析与判断:
一是压铸件一般是“结构件”,而压铸模锻件则是“功能件”。“结构件”,与“功能件”是相对的。后者一般指要承受冲击、高温、压力、强度(力),以及要表面处理(如阳极氧化)、热处理(固熔强化)等。典型产品是发动机缸体、轮毂、活塞、连杆、刹车蹄、气动或液压阀体(如常见的三位五通阀)等。前者则如车门架、仪表面板、发动机外罩等。
二是从材料成份上判断。因为压铸件一般都是铸造类合金,对于其它牌号的合金,往往是用压铸模锻工艺生产。
三是从毛坯对其外表面的处理要求上判断。如铝压铸件,由于含有硅,且因压铸工艺生产出来的毛坯,外表面有显微气孔(俗称“水纹”),这种材料阳极氧化处理后表面会有“黑点”。所以,毛坯如要求阳极氧化,则这种毛坯都不会用普通压铸工艺生产。
四是从金相组织上进行判断。压铸件与压铸模锻件在金相上我们很容易区别。前者是枝晶状铸态组织,后者是均匀的破碎晶粒的锻态组织。
一、颗粒吸附成因分析
1、挤压型材表面出现的颗粒状毛刺分为四种:
1)、空气尘埃吸附,燃煤铝棒加热炉产生的灰尘、铝屑、油污及水份凝结成颗粒附着在热的型材表面。
2)、铝棒中的杂质,如:精炼不充分遗留的金属夹杂物和非金属夹杂物。
3)、时效炉内的灰尘附着。
4)、铝棒中的缺陷及成分中的β相AlFeSi在高温下析出,使金属塑性降低,抗拉强度降低,产生颗粒状毛刺。
2、原因
1)、铝棒质量的影响
由于高温铸造,铸造速度快,冷却强度大,造成合金中的β相AlFeSi不能及时转变为球状α相AlFeSi,由于β相AlFeSi在合金中呈现针状组织,硬度高、塑性差,抗拉强度很低,在高温挤压时不仅会诱发挤压裂纹,而且会产生颗粒状毛刺,这种毛刺不易清理,手感强烈,颗粒附近常伴随有蝌蚪状拖尾,在金相显微镜下观察,呈现灰褐色,成分中富含铁元素。
铝棒中的杂质影响,铝棒在熔铸过程中,精炼不充分,泥土、精炼剂、覆盖剂以及粉末涂料和氧化膜夹杂等混入棒中,这些物质在挤压过程中,使金属的塑性和抗拉强度显著降低,极易产生颗粒状毛刺。
棒的组织缺陷常见的有疏松、晶粒粗大、偏析、光亮晶粒等,所有这些铸棒缺陷有一个共同点,就是与铸棒基体焊合不好,造成了基体流动的不连续性,在挤压过程中,夹渣极易从基体中分离出来,通过模具的工作带时,粘附在入口端,形成粘铝,并不断被流动的金属拉出,极易产生颗粒状毛刺。
2)、模具的影响
在挤压生产中,模具是在高温高压的状态下工作的,受压力和温度的影响,模具产生弹性变形。模具工作带由开始平行于挤压方向,受到压力后,工作带变形成为喇叭状,只有工作带的刃口部分接触型材形成的粘铝,类似于车刀的刀屑瘤。在粘铝的形成过程中,不断有颗粒被型材带出,粘附在型材表面上,造成了"吸附颗粒"。随着粘铝的不断增大,模具产生瞬间回弹,就会形成咬痕缺陷。若粘铝堆积较多,不能被型材拉出,模具瞬间回弹时粘铝不脱落,就会形成型材的表面粗糙、亮条、型材撕裂、堵模等问题。模具的粘铝现象见图1。我们现在使用的挤压模具基本是平面模,在铸棒不剥皮的情况下,铸棒表面及内在的杂质堆积在模具内金属流动的死区,随着挤压铸棒的推进及挤压根数的增多,死区的杂质也在不断的变化,有一部分被正常流动的金属带出,堆积在工作带变形后的空间内。
有的被型材拉脱,形成了颗粒状毛刺。因此,模具是造成颗粒状毛刺的关键因素。另外工模具表面的粗糙度越高、工作带表面的硬度越低,也是造成粘铝,形成颗粒状毛刺原因之一。
3)、挤压工艺的影响
挤压中发现,挤压工艺参数的选择正确与否也是影响颗粒状毛刺的重要因素。经过现场观察,挤压温度、挤压速度过快颗粒毛刺就越多,原因温度高、速度快,型材流动速度增加模具变形的程度增加,金属的流动加快,金属的变形抗力相对减弱,更易形成粘铝现象;对大的挤压系数来说,金属的变形抗力相对增加了,死区相对增大,提高了形成粘铝的条件,形成"吸附颗粒"的概率增加;铸棒加热温度与模具温度之差过大,也易造成颗粒状毛刺问题。
4)、空气中的尘埃、水、油污等强烈附着于铝型材表面,原因是热的铝型材遇到灰尘后粘附,发生化学反应并产生胶状物质,在时效过程中又与炉中的灰尘结合,生成较大的颗粒状毛刺,在随后的氧化、电泳、喷涂过程中不易清除。
二、减少颗粒状毛刺的措施
1、提高铝棒质量,从源头抓起,对于表面质量要求高的型材,铸棒过程中要清洗炉膛,优选原料和辅料,如喷涂型材再制品禁止进入,选用优质铝锭等,加强铸造工艺过程控制,防止铸造缺陷等,提高金属高温塑性,减少发生颗粒状毛刺的几率。
2、狠抓模具质量,优化模具结构设计,较少死区金属流入,提高模具强度和刚度,减少模具挤压形变,采取合理的氮化工艺,提高工作带硬度和提高抛光质量,减少金属粘附。
3、优化工艺参数,不同的铝合金成分和型材断面,根据铝合金挤压原理,采用合理的挤压工艺温度,对挤压速度进行分段控制,减少棒温和模温的温度差,增大挤压筒与棒温差,可以进一步减少死区金属流入和铸棒表面金属氧化物和夹杂流入,从而减少夹渣和毛刺的出现。
4、对所有工作现场采取“5S”现场管理,提高环境质量,对铸棒表面清理,较少灰渣灰尘附着,杜绝"跑冒滴漏",及时清理型材表面的灰尘,尽可能减少灰尘附着。
T6是固溶加人工时效,关键是不要过烧.
下面四张铝合金金相的制样都很失败,特别是图三和图五。基本没有组织形态。所以用排除法来大概评定:
从金属型铸造Al-Cu合金、挤压铸造Al-Cu合金(70MPa)、铸造6061铝合金、喷射沉积6061铝合金。各个的特点来看,图四是等轴晶粒,很可能是喷射沉积6061铝合金成形。图五有许多空隙,应该是金属型铸造Al-Cu合金成形。图六有明显的枝晶,应该是挤压铸造Al-Cu合金(70MPa)。最后的图三,什么都没有,只有划痕和孔隙,就只有剩下的铸造6061铝合金了,正好铸造铝合金常检的项目就有针孔度……