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1、6063合金加工的根本知识一、合金介绍1、组成6063在铝合金系列中属于Al-Mg-Si系，基体为铝Al，主要的元素为镁Mg和硅Si，当把镁Mg 和硅Si参加到液态的铝中时，镁Mg和硅Si就会溶解在铝中，当冷却为固态，镁Mg和硅Si 仍然保存在铝基体中，不会析出，并且形成金属间化合物Mg2Si,同时因为铝中还有杂质元素铁Fe、锰Mn 等，还会形成AlFeSi，当参加的Mg比Si多时还可能形成Mg2Al3。2、元素的作用2.1Mg和Si金属中的Si先生成AlFeSi、AlFeMnSi,余下的生成Mg2Si,还有多余时生成游离的硅Si， 但假设硅Si缺乏即镁Mg、有多余时那么生成Mg2Al3。Mg
2、2S i的Mg和Si的重量比为Mg： Si=2X24.3 /28.1=1.73；其中24.3为镁的原子量；28.1为硅的原子量AlFeMnSi中的Fe+Mn和 Si重量比为Fe+Mn： Si=55.8+55/28.1=3.944；其中55.8为铁的原子量，55为锰的原子量。所以实际生成Mg2Si的硅Si量 为Si总-0.25Fe+Mn，这就是配料时要控制铁Fe、和锰Mn含量的原因。总、2.2硅（Si）的作用 生成Mg2Si可起强化作用，过量的硅Si可溶解于基体中5501时硅在铝中的溶 解度可达1.65%。在室温下析出细小质点有强化作用，但使挤压性能下降，常控制过量硅Si不多于0.2%； 当硅S
3、i缺乏时，过剩镁Mg生成Mg2Al3，使加工性能降低。2.3铜Cu作用 很少的铜溶解在基体中，促进时效时的析出物更细小，防止时效前因等待而造成的不 利作用；量多时会形成CuAl2相；很多时那么变为Al-Cu-Mg-Si系合金硬铝。2.4铬（Cr、作用 有利于抗拉强度提髙和成形性，可细化晶粒。2.5铁（Fe）作用 不可多于0.15%，否那么氧化后外表发灰。3、合金含量划分6063合金各项含量围：Mg2Si为0.61.2%,镁Mg、为0.450.9%,硅0.20.6%, 般分为如下三个区 间：2合金类型含量性能MgSiFeMg”Si过量Si68%HWA易挤型0.450.350.150.70.051
4、801279B普通型0.510.40.20.80.06230111012C高强型0.570.450.250.90.072501112144、合金含量计算方法:合金类型含量度 wt%f.rc .Mg2Sie .A易挤型0.03750.31250.26010.71010.05B普通型0.050.350.2950.8050.055C髙强型0.06250.43750.3290.8990.06说明：f 表示形成 AlFe(Mn)Si 相消耗的 Si, f =0.25(Fe%+Mn%) ； r 可形成 Mg Si 的 Si, r 二Si%- f，生sisisi2sisi成 Mg Si 需消耗的 Si, c
5、 =0.578Mg%； Mg Si 含量，Mg Si=Mg%+Si%； e.表示过量 Si, e = r - c.2si22sisisisi二、过程原理1、温度与时间过程a曲线为典型的T-H曲线，b曲线为省略了单独的均匀化过程，而将铸态铝棒慢速升温，在炉到达均匀 化条件再冷却到挤压温度的一种简便方法，实践证明该方法对6063是很有效的。2、Mg、S Mg2Si、AlFeSi在过程中的变化过程“图示说明熔铸熔 解.叶 *才才(*用-tgfc*丿,9 *4.-* 三一.Si 或 Al-12Si，Mg溶解到铝液中铸 造Si、Mg2Si、AlFeSi等合金或单体主要集中在铝 基体晶间、晶界，也有少量在
6、晶，形成粗大化 合物均 质针状的B-AlFeSi转化为球状的a-AlFeSi， 使挤出品外表更好；晶界溶解，晶间化合物 溶解，均匀细小的B、BMg2Si大量成核， 极易在挤压时溶解；化学元素分布更均匀挤 压B、BMg2S i大量溶解成游离质点均匀分布 在铝基体中，a -AlFeSi均匀分布在铝基体中称为固溶过程时 效针状的Mg2Si在铝原子间形成网状结构，能 有效阻止铝原子互错，使铝变形困难，从而产 生强度三、生产过程1、熔铸过程1.1配料要依设定的Mg2Si,过剩Si量估算须多少镁Mg、硅Si控制铁Fe含量，然后炉前化 验铝锭，废料中含硅Si、镁Mg、，铁Fe、量决定添加量。1.2熔解防止硅
7、Si、沉底结渣，镁Mg、浮面燃损与吸氢1.3精炼 加精炼剂冰晶石将Al2O3溶解以浮渣形式去除，释放氯气与氢气结合形成HCL挥发，防止氮气不 纯含02, h20、造成二次污染，纯洁的n2,精练剂是可以将渣打到根本没有的。1.4 铸造 温度、速度、水压、水温有赖现场操作者找到最优条件，并以文件形式固定下来。2、挤压过程2.1 铝棒加温 本厂采用的 b、T-H 曲线工艺，故铝棒加热三区之成效须搞清楚 入料区：加温，尽可能调整油枪功率至1-2小时将棒温升到5701左右。 中间区：均匀化保温区，应保证棒在5701保温1-2小时。 出料区：降温区，将棒温降至挤压理想温度。2.2挤压应保证挤压出模孔温度在
8、500-5301之间，突破压力小于220kgf/cm2超过时应有主管在场控 制，速度以外表、焊合性、出口温度为标准调控，冷却速度应保证型材出模孔后1分钟冷却至最少3501, 最正确2501以下。可依型材分别采用水冷、雾冷、风冷、自然冷却。2.3 时效 6063 停放效应不十分严格，一般不必限制挤出到时效间歇时间，时效最主要的是要保证通风良 好，炉温均匀性在51以，炉温应准确，测温误差不超过31,主要原因是不同温度下时效保温时间与硬度 差异明显。3、挤压模具3.1 模具的使用 作为挤压工，首先要认识模具，每个模对应一个型号产品，不可搞混型号，一般在模出厂时已在模侧面打了钢印。要知道模具的装配，应
9、对每台挤压机弄清楚如下数据：a、b、c、j分别为模套的外形尺寸：厚度a，止口bXc,外径j； d、e、f、g分别为模具的 外形尺寸：厚度d，止口eXf,外径g；关系为da+2,j-壁厚-g=0.51； h为模支承垫厚度， 对模具强度起辅助作用，其孔应比模出料孔大，单边约510； i为模装配厚度调节垫，应调整到保证k值 符合总装要求。一般会做i-1、i-0.5、i、i+0.5、i+1共5个厚度以便现场灵活运用；l为模凸出模套端面 的局部，一般约 2mm。此外，模装配还应注意：模具方位的固定，定位销一定要有，模装配完后应从出料口方向观察，模孔有 无阻碍，否那么要重装；装配完成后送至挤压位，将剪刀开
10、下，检查剪刀面与模端面间隙要在0.51 mm。模具挤压时应限量，防止因过渡使用，导致疲劳损伤，一般模具挤压途中出现偏心变大即是已发生疲劳 变形引起的。3.2 模具的加热冷模入炉应写明入炉时间，模加温速度约25mm/H，到温后，保温在14小时较佳，保温太少可能模受热 不均，挤压受力时易断裂桥，保温太久那么模具会缓慢退火，失去强度，同时外表氧化可能性会加大。冷模应置于炉口附近至少约半小时，再转入炉，不可将冷模置于热模上面。3.3 模具的保养模具使用有条件时应清空入料孔残铝，以缩短泡模时间与减少铝耗；泡模前模温应降至100C以下，防止热模入碱槽损伤模具； 泡模后开模要均匀打止口，以防损伤止口与损坏芯
11、头，对装有固定螺丝的模具应先将螺丝拆除再开模， 模腔余铝太多时不可强行开模；模具抛光应用细砂纸最好选用1200号以上，防止损伤工作带； 模具不用时应抛光后封存模腔，不合格的模具不要入库；3.4 模具的氮化 氮化前模具应抛光至工作带镜面，并去除干净其他位置异物；氮化前应预热至 300400C；氮化时间应以模入后到温开场计，保持560C左右35小时，其间应通氧，以保持CNO-的再生； 氮化盐浓度CNO-应维持在3739%之间，一星期化验2次；氮化效验证，应用试块做，一个月两次，HV2900为合格4、挤压设备使用要项4.1 挤压机使用大功率电机，为星形三角形启动，主机手启动马达后一定要确认是否已完成
12、星三角转换， 在翻开电源开关，启动马达前应先按下紧急制动开关确认是否有效并断开可能带电的电磁阀；4.2检查液压油是否够，油温在45C以下，冷却水是否畅通；4.3检查挤压中心线，盛锭筒、挤压杆、模具三心合一，偏移小于1 mm；检查盛锭筒端面有无缺损与变形 或粘附物；4.4 检查挤压工具压饼、压盖、吊模环、牵料钳 、石墨、剪刀等是否齐全与正常；4.5 挤压时应先开手动，动作正常后再转自动；4.6 以下动作过程中，主机手须手触紧急制动，眼观动作： 送料架上升、挤杆快进、脱气、剪刀下降、模座进出、挤压突破前后、进展中的料中断；4.7换模挤压时前13个棒应使用温度较髙的棒挤压；4.8挤压力到达最髙持续3
13、5秒不出料视为闷车，应停车退模；4.9 挤压打滑时应停止挤压，查清原因，确认故障排除后再挤，必要时退模；4.10 挤压突破前不要把头伸到出料口附近望。5、挤压材缺陷挤压材缺陷大致分为如下 3 类：外观不良外观就能看得见的不良、外表处理后出现的不良、与部品 质有关的不良。5.1 外观不良外观就能看到的不良缺陷图例定义与产生原因缺陷图例定义与产生原因停止痕挤压中机器一时停止时，产品周 围发生的带状模样。石墨线制品接触了挤压机诱导产 品用的石墨而产生的伤。接头中空材或用金属板挤压后，一定 会发生的不良，从外观看和假接 头相似。另外在接头的稍后部位 新旧铝棒开场替换。刮伤纵伤 横伤因制品相互接触而产生
14、的 伤。凹凸不 平擅料 痕挤压制品外表象洗衣板一样凹 凸不平的不良。碰伤制品与物体相撞或因动的 荷重而产生的伤、变形。节状模 样假接 头挤压中模具吱嘎声响产生的节 状模样。变形因制品的荷重而产生的变 形，与因垫了垫片等而产生 的凹陷。毛刺制品外表因物理性摩擦在而引 起的点状不良。（白点） 凹陷因冷却不均一局部瞬间冷 却而发生的形变。裂纹沿挤压方向上卷引起的裂纹起皱过度拉伸矫正时，锰系合金 易看得见的与引方向呈 45的条形模样。模具伤与挤压方向相反，制品外表局部性发生的线状或带状伤。破裂因焊合不良制品外表就看 得见的裂纹。模痕线与挤压方向一致，贯穿于制品外 表模痕线且非常清晰地显现出 来的不良。气泡制品外表局部因气体而突 起的不良。波纹挤压时因局部速度差，出现象波 纹状起伏的不良。光泽不 均（阴 阳面）制品外表光泽因场所不同 或有光泽或光泽暗淡。段差（凸线）与挤压方向平行，某局部隆起的 不良，发生位置如图，足部和交 点处通常称之为“骨。支承垫碰伤挤
