铝合金棒产生粗晶环的原因

铝合金表面粗晶现象阳极化时能消除

接近表面镀层处理

金属或合金的电化学氧化.将金属或合金的制件作为阳极,采用电解的方法使其表面形成氧化物薄膜.金属氧化物薄膜改变了表面状态和性能,如表面着色,提高耐腐蚀性 、增强耐磨性及硬度,保护金属表面等.例如铝阳极氧化,将铝及其合金置于相应电解液(如硫酸、铬酸、草酸等)中作为阳极,在特定条件和外加电流作用下,进行电解.阳极的铝或其合金氧化 ,表面上形成氧化铝薄层 ,其厚度为5～20微米 ,硬质阳极氧化膜可达60～200微米 .阳极氧化后的铝或其合金,提高了其硬度和耐磨性,可达250～500千克／平方毫米,良好的耐热性 ,硬质阳极氧化膜熔点高达2320K ,优良的绝缘性 ,耐击穿电压高达2000V ,增强了抗腐蚀性能 ,在ω＝0.03NaCl盐雾中经几千小时不腐蚀.氧化膜薄层中具有大量的微孔,可吸附各种润滑剂,适合制造发动机气缸或其他耐磨零件；膜微孔吸附能力强可着色成各种美观艳丽的色彩.有色金属或其合金（如铝、镁及其合金等）都可进行阳极氧化处理,这种方法广泛用于机械零件,飞机汽车部件,精密仪器及无线电器材,日用品和建筑装饰等方面.

补充：除金属外,其他物质在阳极所引起的氧化作用,也称为“阳极氧化”

补充：在现实工艺中,针对铝合金的阳极氧化,比较多,可以应用在日常生活中,以为这种工艺的特性,使铝件表面产生坚硬的保护层,可用于生产厨具等日用品.但铸造铝的阳极氧化效果不好,表面不光良,还只能是黑色.铝合金型材就要好一点.

粗晶环是挤压制品的一种组织缺陷。粗晶环中的晶粒尺寸可超过原始晶粒尺寸的10～100倍。不润滑正向挤压时，锭坯表面与挤压筒的强烈摩擦使得外层金属的变形程度比中心区高几十倍，同时外层金属受到较大的剪切变形，晶粒遭到较大的破碎，使内能增高，再结晶温度降低。导致发生再结晶，使晶粒长大。制品由前端向后端变形程度越来越大，使晶粒越往后端越粗大。

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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区别； 成分不一样 ，性能不一样

材料名称：2A02 旧称：LY2标准：YS/T 439-2001

特性及适用范围：这是硬铝中强度较高的一种合金，其特点是：常温时有高的强度，同时也有较高的热强性，属于耐热硬铝。合金在热变形时塑性高，在挤压半成品中，有形成粗晶环的倾向，可热处理强化，在淬火及人工时效状态下使用。与2A70、2A80耐热锻铝相比，腐蚀稳定性较好，但有应力腐蚀破裂倾向；焊接性比2A70略好，可切削性良好

化学成份：硅 Si ：0.30铁 Fe： 0.30铜 Cu ：2.6-3.2镁 Mg：2.0-2.4锌 Zn：0.10锰 Mn：0.45-0.7钛 Ti ：0.15铝 Al ：余量注：单个：0.05；合计:0.10

6061合金中的主要合金元素为镁及硅，具有中等强度，良好的抗腐蚀性，可焊接性，氧化效果好．广泛应用于要求有一定强度和抗菌素蚀性高的各种工业结构件.属Al-Mg-Si系合金，中等强度，具有良好的塑性和优良的耐蚀性。特别是无应力腐蚀开裂倾向，其焊接性优良，耐蚀性及冷加工性好，是一种使用范围广.很有前途的合金。可阳极氧化着色，也可涂漆上珐琅，适应作建筑装饰材料。其含有少量Cu，因而强度高于6063的，但淬火敏感性也比6063高，挤压之后不能实现风淬，需要重新固溶处理和淬火时效，才能获得较高的强度.

化学成分 ：硅Si：0.40-0.8铁Fe: 0.7铜Cu：0.15-0.40锰Mn：0.15镁Mg：0.8-1.2铬Cr：0.04-0.35锌Zn：0.25钛Ti：0.15铝Al：余量其它：单个：0.05 合计：0.15

铝合金型材废品主要分为两大类: 几何废品和技术废品. 几何废品是铝合金型材挤压过程中不可避免产生的废品.如挤压的残料, 拉伸时制品两端的夹头, 定尺料因不够定尺长度而抛弃的料, 切取必要的试样, 分流组合模中残留在分流腔中的铝块, 铸锭和制品切取定尺短料的锯口消耗的铝屑以及试模时消耗的铝锭等技术废品是铝合金型材生产过程中因工艺不合理, 设备出现问题, 工人操作不当时产生的人为废品.它和几何废品不同, 通过技术改进, 加强管理, 可以有效地克服和杜绝技术废品的产生.技术废品可以分为: 组织废品: 如过烧, 粗晶环, 粗大晶粒, 缩尾, 夹渣等. 力学性能不合格废品: 强度, 硬度太低, 不符合国家标准或塑性太低, 没有充分软化不符合技术要求. 表面废品: 成层, 气泡, 挤压裂纹, 桔子皮, 组织条纹, 黑斑, 纵向焊合线, 横向焊合线, 擦划伤, 金属压入等.

1.前言

6082铝合金属于Al - Mg - Si系热处理可强化的铝合金，具有中等强度和良好的焊接性能和耐腐蚀性，主要被用于交通运输和结构工程上，如桥梁、起重机、屋顶构架、交通车和运输船等。

本文对6082铝合金应用于挤压型材生产进行了试验研究，以确定合适的熔铸和挤压工艺制度。

2.熔铸工艺

2.1化学成分

GB/T3190 -1996中6082铝合金化学成分见表1。

6082铝合金成分具有两个主要特点：第一，含有适量的Mn和Cr；第二，Mg、Si含量相对较高。其中，Mn、Cr等合金元素可阻碍挤压时和挤压后发生再结晶或再结晶晶粒长大，细化晶粒。但（Mn + Cr) 总量过高可能形成分别含Mn、Cr的粗大第二相，削弱Mg 2 Si相的沉淀强化效果，抵消其阻碍再结晶和细化晶粒的作用。同时，Mn、Cr元素会增大6082铝合金的淬火敏感性。且易在α(Al)相中产生严重的晶内偏析，造成挤压制品粗晶组织，降低型材氧化着色效果。对于Mg、Si成分，6082铝合金在Mg 2 Si强化的同时，通过增加适量过剩Si来促进强化。

因此，重点对Mn的含量进行试验确定：以Mn含量为0.6% ~0.65%及0.9% ~0.95%进行对比。发现Mn含量偏上限时，制品尾部粗晶组织较多，且力学性能偏低，所以对比确定Mn含量的优化范围为0. 6% ~0.65%。Cr的含量宜控制在0.15%以下，（Mn + Cr)总量控制在0.70% ~0.80%范围内。Mg 2 Si含量宜控制在1.5% ~ 1.6%，过剩Si含量控制在0.3%左右。

6082铝合金的实际成分控制范围见表2。

2.3工艺控制

由于6082铝合金最大的特点是含难熔金属Mn，Mn的适量存在易引起晶内偏析及固液区塑性降低，导致抗裂能力不足，故熔铸工艺主要需注意三点：第一，熔炼应注意控制温度在740 760℃间并搅拌均匀，保证金属完全熔化、温度准确、成分均匀。第二，铸造应考虑金属Mn增大了合金的粘度，使其流动性下降，影响了合金铸造性能。铸造速度要适当降低，控制在80 100mm/min范围内。第三，加大冷却强度，加快冷却速度，以利于消除晶内偏析现象。控制一次冷却强度，加大二次冷却强度以减少铸造时产生的应力集中，避免产生铸锭裂纹缺陷。冷却水压应控制在0. 1 ~0.3MPa范围内。

3.均匀化退火

6082铝合金变形抗力大，力学性能指标偏高。通过均匀化处理工艺改善合金组织，达到三个主要效果：充分固溶解Mg 2 Si相；消除晶内偏析；β(Al 9 Fe 2 Si 2 )相向α(Al 12 Fe 3 Si 2 )相转变，并细化含铁相粒子。

由于合金中Mn的存在可降低转变温度、缩短转变时间，且为保持合金挤压性能和挤压效应，采用中温均化工艺，即均匀化温度555 ~565℃；保温时间6h；冷却速度≥200℃/h。

4.挤压工艺

4.1铸锭加热方式

铸锭加热采用工频感应加热，这种加热方式的特点是加热时间短，在3min内即可达到500℃左右；温度控制准确，误差不超过±3℃。如果用电阻炉缓慢加热，将会导致Mg 2 Si相析出，影响强化效果。

4.2挤压

综合考虑6082铝合金的主要特点，结合实践生产制订挤压工艺如下：

(1)、6082合金变形抗力大，所以铸锭加热温度应偏上限（480 ~500℃）。

(2)、模具温度取460℃为宜，挤压筒温度为440 ~500℃。

(3)、挤压速度控制在7~11m/min的范围内；

(4)、要使合金主要强化相Mg 2 Si完全固溶，须保证淬火温度在500℃以上，因此型材挤压出口温度应控制在500 ~530℃范围内；

(5)、6082合金淬火敏感性高，要求淬火冷却强度大、冷却速度快，制品出前梁后必须立即进行在线淬火。对于壁厚2.5mm以下的型材可考虑用强风冷却淬火；壁厚2.5mm以上的型材必须用水雾淬火处理，须使温度迅速降到50℃以下。

(6)、6082铝合金型材拉伸矫直，应将拉伸率控制在1.0% ~2.0%范围内。挤压工艺参数见表3。

5.时效制度

时效是型材达到规定力学性能的最后一个环节，合理的时效制度既要保证产品的性能，又要考虑生产效率及生产成本。结合试验研究，6082型材最佳时效制度定为：时效温度170 ~ 180℃，保温时间8h，时效前型材的停放时间不超过8h。

6.结论

根据6082铝合金型材的特点和性能要求，上述工艺是比较合理的。在熔铸工艺中，6082铝合金成分控制重点在于Mn和Cr含量范围。Mn含量优化控制范围为0.6%~0. 65%，Cr的含量宜控制在0. 15% 以下，（Mn + Cr)总量控制在0.70% ~0.80% 范围内。Mg 2 Si含量宜控制在1.5% ~ 1.6%，过剩 Si含量控制在0.3%左右。在挤压工艺中，挤压出口温度和淬火效果控制则是保证产品性能的关键，应保证淬火温度在500℃以上，型材挤压出口温度应控制在500 ~530℃，淬火力求强度大、速度快。