6082铝合金挤压铝型材生产工艺研究

加工铝型材外壳时，环境温度会影响铝型材外壳。随着挤压条件的变化，挤压过程中的挤压温度和挤压速度也在不断变化。挤压铝型材壳体时，挤压温度低，挤压速度慢，铝壳导热高。  

       一、结构变化  一般来说，当铝型材壳体冷却时，材料结构发生变化，这使得材料发定性并呈现性能各向异性。它可能会失去原有的特征或变化。这时，它只能降低变异的概率，引导它向对自己有利的方向发展。

二、导致加工脆化  铝型材外壳的变化将导致晶体的损坏、晶格的变化、自身塑性指数的急剧下降，并且铝型材外壳将变得易碎、使用起来易碎并且容易变形。

三、影响理化性质  1.低温会破坏铝型材壳体的化学结构，导致化学反应，破坏原有的共价键，腐蚀铝壳。  2.晶间物质的破坏导致晶粒有序的无序。  3.破坏铝外壳的物理结构。当它们在低温下长时间加工时，密度会发生变化，并出现小的损坏。  温度对挤压型材的表面质量有很大的影响，所以每道工序的温度都要严格控制。需要控制的地方包括挤压过程中的温度和挤压过程中摩擦引起的温升、铸锭容器的温度、模具的温度、铝棒的温度和热处理的温度。青岛即东诺佳厂家结合多年的生产经验，找到了更合适的生产工艺，确保产品质量得到更大的保证。

拓展资料

工业铝型材挤压温度对铝合金的变形过程、变形后的组织性能，特别是对后续热处理后的组织和性能有着极其重要的影响。

工业铝型材挤压受温度的影响：   如果工业铝型材挤压过程中温度过低，就会产生变形抗力过大，容易引起闷车，变形难以进行。挤压高镁合金、硬铝和超硬铝时，当设备的比例较小而铝型材挤压系数较大时，出现闷车的几率很高；如果工业铝型材挤压过程中加热温度过高，变形抗力减少，不会闷车，但是必须在低速下挤压生产。这个问题看似简单，但在实际工业铝型材挤压生产过程中，由于加热温度和挤压工、模具温度的控制往往不到位，或高或低，由此发生的闷车现象和挤压裂纹总是不断发生；因此挤压硬铝合金型材，特别是挤压高镁合金，设备能力若嫌欠缺，最好在生产前先挤压一两块软合金，以提升工、模具的温度后，再进入正常挤压生产过程，可明显减少闷车现象的发生，有的企业将此称为“牵引挤压”，如果工业铝型材挤压温度高，挤压速度快，立刻就可能产生裂纹；当前在硬铝合金的挤压生产中，裂纹废品所占比重基本上总是处于首要位置，对于软铝合金来说，温度对于铝型材挤压过程并没有太大的影响。

工业铝型材产品组织性能受温度的影响：  工业铝型材挤压温度高，对某些铝合金，如6061、6063等软铝合金（这些铝合金熔点较高，其正常挤压温度远低于熔点温度），会出现晶粒粗大，其抗拉强度、屈服强度、硬度降低，伸长率提高；特别是有些铝合金在高温挤压时就已经发生再结晶或部分结晶，在随后热处理时，以结晶晶粒会迅速长成粗大晶粒组织而降低力学性能。对一些铝合金型材，如2系和7系列铝合金，挤压加工后，大部分都要进行淬火工艺以提高工业铝型材的力学性能。  工业铝型材高温挤压反而会使粗晶组织减少，提高力学性能；而低温挤压反而会加重粗晶环的形成，最终导致铝型材力学性能的恶化。

（3）工业铝型材挤压温度对表面质量的影响：  冷态下挤压的工业铝型材产品尺寸精确，表面光洁度好；随着工业铝型材挤压温度的上升，就整体而言，表面光洁度随之恶化；就同一根铝型材制品而言，前段温度低于后端，前端表面质量明显优于后端，温度太高时，很容易产生麻点或麻面。

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1.加工强化

加工强化也称冷作硬化，就是金属材料在再结晶温度以下冷变形加工如锻造、压延、拉拔、拉伸等，冷变形时，金属内部位错密度增大，且相互缠结并形成胞状结构，阻碍位错运动。变形度越大位错缠结越严重，变形抗力越大，强度越高。冷变形后强化的程度随变形度、变形温度及材料本身的性质而不同。同一材料在同一温度下冷变形时，变形度越大则强度越高，塑性则越低。

2．固溶强化

在纯铝中添加某些合金元素形成无限固溶体或有限固溶体，不仅能获得高的强度，而且还能获得优良的塑性与良好的压力加工性能。在一般铝合金中固溶强化最常用的合金元素是铜、镁、锰、锌、硅、镍等元素。一般铝的合金化都形成有限的固溶体，如Al-Cu，Al-Mg，Al-Zn，Al-Si，Al-Mn等二元合金均形成有限固溶体，并且都有较大的极限溶解度能起较大的固溶强化效果。

3. 组织强化

在铝合金中添加微量元素以细化晶粒组织是提高铝合金力学性能的另一种重要手段。

变形铝合金中添加微量钛、锆、铍、锶以及稀土元素，它们能形成难熔化合物，在合金结晶时作为非自发晶核，起细化晶粒作用，提高合金的强度和塑性。

4．过剩相强化

当铝中加入的合金元素含水量超过其极限溶解度时，淬火加热时便有一部分不能溶入固溶体的第二相出现称之为过剩相。在铝合金中过剩相多为硬而脆的金属间化合物。它们在合金中起阻碍滑移和位错运动的作用，使强度、硬度提高，而塑性、韧性降低。合金中过剩相的数量愈多，其强化效果愈好，但过剩相多时，由于合金变脆而导致强度、塑性降低。

5．时效强化

铝合金热处理后可以得到过饱和的铝基固溶体。这种过饱和铝基固溶体在室温或加热到某一温度时，其强度和硬度随时间和延长而增高，但塑性降低。这个过程就称时效。时效过程中使合金的强度、硬度增高的现象称为时效强化或时效硬化。

6063就是具体牌号，6063不是指系列牌号，类似6000系才是。

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)。

1．1Mg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。

含量的选择

2．1Mg2Si量的确定

2．1．1Mg2Si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．该合金的抗拉强度最高可达到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。从图1可知，抗拉强度在200MPa左右时，Mg2Si量大约为0．8%，而对于T6状态的型材，我们取抗拉强度设计值为230 MPa，此时Mg2Si量就提高到0．95%。

2．1．3Mg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)%

控制范围

3．1Mg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。

3．36063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．

化学成分

硅Si：0.20-0.6

铁Fe: 0.35

铜Cu：0.10

锰Mn：0.10

镁Mg：0.45-0.9

铬Cr：0.10

锌Zn：0.10

钛Ti：0.10

铝Al：余量

其他：

单个：0.05 合计：0.15

力学性能

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力学性能：

抗拉强度 σb (MPa)：≥205

伸长应力 σp0.2 (MPa)：≥170

伸长率 δ5 (%)：≥7

注 ：棒材室温纵向力学性能

试样尺寸：直径≤12.5

表面腐蚀现象

硅引起6063铝合金型材腐蚀的行为完全是可以预防和控制的，只要对原材料的进货、合金成分进行有效控制，保证镁、硅比例在1.3～1.7范围内，并且对各工序的参数进行严格控制，避免硅产生偏析和游离，尽量使硅和镁形成有益的Mg2Si强化相。

如果发现有这种硅腐蚀点现象，在表面处理时就应该特别注意，在脱脂除油过程中，尽量使用弱碱性槽液，如果条件不允许，也应该在酸性除油液中浸泡的时间尽量缩短(合格的铝合金型材在酸性脱脂液中放20～30min无问题，而有问题的型材上只能放置1～3min)，而且以后的洗水pH值要高一些(pH>4，控制Cl-含量)，在碱腐蚀过程中尽量延长腐蚀时间，在中和出光时要使用硝酸出光液，在硫酸阳极氧化时应尽快通电氧化处理，这样，由硅引起的暗灰色腐蚀点就不明显，可满足使用要求。

现货规格

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6063板材现货规格：0.3mm-350mm(厚度)

6063棒材现货规格：3.0mm-500mm(直径)

6063线材现货规格：0.1mm-20mm(线径)

在时效热处理过程中，“6063铝合”金组织有以下几个变化过程：

1、形成溶质原子偏聚区－G·P（Ⅰ）区

在新淬火状态的过饱和固溶体中，铜原子在铝晶格中的分布是任意的、无序的。时效初期，即时效温度低或时效时间短时，铜原子在铝基体上的某些晶面上聚集，形成溶质原子偏聚区，称G·P（Ⅰ）区。G·P（Ⅰ）区与基体α保持共格关系，这些聚合体构成了提高抗变形的共格应变区，故使合金的强度、硬度升高。

2、G·P区有序化－形成G·P（Ⅱ）区

随着时效温度升高或时效时间延长，铜原子继续偏聚并发生有序化，即形成G·P（Ⅱ）区。它与基体α仍保持共格关系，但尺寸较G·P（Ⅰ）区大。它可视为中间过渡相，常用θ”表示。它比G·P（Ⅰ）区周围的畸变更大，对位错运动的阻碍进一步增大，因此时效强化作用更大，θ”相析出阶段为合金达到最大强化的阶段。

3、形成过渡相θ

随着时效过程的进一步发展，铜原子在G·P（Ⅱ）区继续偏聚，当铜原子与铝原子比为1：2时，形成过渡相θ′。由于θ′的点阵常数发生较大的变化，故当其形成时与基体共格关系开始破坏，即由完全共格变为局部共格，因此θ′相周围基体的共格畸变减弱，对位错运动的阻碍作用亦减小，表现在合金性能上硬度开始下降。由此可见，共格畸变的存在是造成合金时效强化的重要因素。

4、形成稳定的θ相

过渡相从铝基固溶体中完全脱溶，形成与基体有明显界面的独立的稳定相Al2Cu，称为θ相此时θ相与基体的共格关系完全破坏，并有自己独立的晶格，其畸变也随之消失，并随时效温度的提高或时间的延长，θ相的质点聚集长大，合金的强度、硬度进一步下降，合金就软化并称为“过时效”。θ相聚集长大而变得粗大。

1、铝合金6061-T6的硬度是HB90-95度；

2、T5处理硬度是HB95：所以可见6061-T5的硬度高于6005-T5的硬度；

3、6061铝合金是经热处理预拉伸工艺生产的高品质铝合金产品，其强度虽不能与2XXX系或7XXX系相比，但其镁、硅合金特性多，具有加工性能极佳、优良的焊接特点及电镀性、良好的抗腐蚀性、韧性高及加工后不变形、材料致密无缺陷及易于抛光、上色膜容易、氧化效果极佳等优良特点。

扩展资料：

1、镁铝6061-T651是6系合金的主要合金，是经热处理预拉伸工艺的高品质铝合金产品；镁铝6061具有加工性能极佳、良好的抗腐蚀性、韧性高及加工后不变形、上色膜容易、氧化效果极佳等优良特点。

主要用途:广泛应用于要求有一定强度和抗蚀性高的各种工业结构件，如制造卡车、塔式建筑、船舶、电车、铁道车辆。

2、旗下种类：

T3-固溶热处理后进行冷加工，再，经自然时效至基本稳定的状态。适用于在固溶热处理后，进行冷加工、或矫直、矫平以提高强度的产品。

T4-固溶热处理后自然时效至基本稳定的状态。适用于固溶热处理后，不再进行冷加工（可进行矫直、矫平，但不影响力学性能极限），然后自然时效的产品。

T5-由高温成型过程冷却，然后进行人工时效的状态。适用于由高温成型过程冷却后，不经过冷加工（可进行矫直、矫平，但不影响力学性能极限），然后进行人工时效的产品。

T6-由固溶热处理后进行人工时效的状态。适用于由固溶热处理后，不再进行冷加工（可进行矫直、矫平，但不影响力学性能极限），然后人工时效的产品。

T7-由固溶热处理后进行人工时效的状态。 　适用于由固溶热处理后，为获取某些重要特性，在人工时效时，强度在时效曲线上越过了最高峰点的产品。

T8-固溶热处理后经冷加工，然后进行人工时效的状态。 　适用于经冷加工、或矫直、矫平以提高产品强度的产。

3、金属材料的各种硬度值之间，硬度值与强度值之间具有近似的相应关系。因为硬度值是由起始塑性变形抗力和继续塑性变形抗力决定的，材料的强度越高，塑性变形抗力越高，硬度值也就越高。

压入法（布氏、洛氏、维氏）测量硬度，硬度值表示材料表面抵抗另一物体压入时所引起的塑性变形的能力。回跳法（肖氏、里氏）测量硬度，硬度值代表金属弹性变形功能的大小。刻划法测量硬度，硬度值表示金属抵抗表面局部破裂的能力。

参考资料：百度百科-6061铝合金

参考资料：百度百科-硬度

参考资料：百度百科- 铝合金

硬铝2A11的抗拉强度:370MPa2A12的抗拉强度:390~420MPa

2A13的抗拉强度:315~345MPa铸铝:ZAlCu5Mn(ZL201):的抗拉强度:295~335MPa

铝合金具有比重小、导热性好、易于成形、价格低廉等优点，已广泛应用于航空航天、交通运输、轻工建材等部门，是轻合金中应用最广、用量最多的合金。

铝合金的发展可追溯到1906年时效强化现象在柏林被Alfred Wilm偶然发现，硬铝Duralumin、随之研制成功并用于飞机结构件上。在此基础上随后开发出的Al-Cu-Mg系合金，如2014和2024，其抗拉强度为350~480MPa'，至今仍在使用。

扩展资料：

铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。一些铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能、物理性能和抗腐蚀性能。

锻铝合金主要是Al—Zn—Mg—Si系合金，虽然加入元素种类多，但是含量少，因而具有优良的热塑性，适宜锻造，故又称锻造铝合金。

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参考资料来源：百度百科—铝合金

参考资料来源：百度百科—机械设计手册