6063型铝材常见不足之处
6063铝合金型材以其良好的塑性、适中的热处理强度、良好的焊接性能以及阳极氧化处理后表面华丽的色泽等诸多优点而被广泛应用。但在生产过程中经常会出现一些缺陷而致使产品质量低下，成品率降低，生产成本增加，效益下降，最终导致企业的市场竞争能力下降。因此，从根源上着手解决6063铝合金挤压型材的缺陷问题是企业提高自身竞争力的一个重要方面。笔者根据多年的铝型材生产实践，在此对6063铝合金挤压型材常见缺陷及其解决办法作一总结，和众多
同行交流，以期相互促进。
1 划、擦、碰伤划伤、擦伤、碰伤是当型材从模孔流出以及在随后工序
中与工具、设备等相接触时导致的表面损伤。
1．1 主要原因①铸锭表面附着有杂物或铸锭成分偏析。铸锭表面存在大量偏析浮出物而铸锭又未进行均匀化处理或均匀化处理效果不好时，铸锭内存在一定数量的坚硬的金属颗粒，在挤压过程中金属流经工作带时，这些偏析浮出物或坚硬的金属颗粒附着在工作带表面或对工作带造成损伤，最终对型材表面造成划伤；②模具型腔或工作带上有杂物，模具工作带硬度较低，使工作带表面在挤压时受伤而划伤型材；③出料轨道或摆床上有裸露的金属或石墨条内有较硬的夹杂物，当其与型材接触时对型材表面造成划伤；④在叉料杆将型材从出料轨道上送到摆床上时，由于速度过快造成型材碰伤；⑤在摆床上人为拖动型材造成擦伤；⑥在运输过程中型材之间相互摩擦或挤压造成损伤。
1．2 解决办法①加强对铸锭质量的控制；②提高修模质量，模具定期氮化并严格执行氮化工艺；③用软质毛毡将型材与辅具隔离，尽量减少型材与辅具的接触损伤；④生产中要轻拿轻放，尽量避免随意拖动或翻动型材；⑤在料框中合理摆放型材，尽量避免相互摩擦。
2机械性能不合格
2．1 主要原因①挤压时温度过低，挤压速度太慢，型材在挤压机的出口温度达不到固溶温度，起不到固溶强化作用；②型材出口处风机少，风量不够，导致冷却速度慢，不能使型材在最短的时间内降到200℃以下，使粗大的Mg2Si过早析出，从而使固溶相减少，影响了型材热处理后的机械性能；③铸锭成分不合格，铸锭中的Mg、Si含量达不到标准要求；④铸锭未均匀化处理，使铸锭组织中析出的Mg2Si相无法在挤压的较短时间内重新固溶，造成固溶不充分而影响了产品性能；⑤时效工艺不当、热风循环不畅或热电偶安装位置不正确，导致时效不充分或过时效。
2．2 解决办法①合理控制挤压温度和挤压速度，使型材在挤压机的出口温度保持在最低固溶温度以上；②强化风冷条件，有条件的工厂可安装雾化冷却装置，以期达到6063合金冷却梯度的最低要求；③加强铸锭的质量管理；④对铸锭进行均匀化处理；⑤合理确定时效工艺，正确安装热电偶，正确摆放型材以保证热风循环通畅。
3几何尺寸超差
3．1 主要原因①由于模具设计不合理或制造有误、挤压工艺不当、模具与挤压筒不对中、不合理润滑等，导致金属流动中各点流速相差过大，从而产生内应力致使型材变形；②由于牵引力过大或拉伸矫直量过大导致型材尺寸
超差。
3．2 解决办法①合理设计模具，保证模具精度；②正确执行挤压工艺，合理设定挤压温度和挤压速度；③保证设备的对中性；④采用适中的牵引力，严格控制型材的拉伸矫直量。
4 挤压波纹挤压波纹是指在挤压型材表面出现的类似于水波纹的情
况，一般无手感，在光的作用下表现明显。
4．1 主要原因①牵引机发生周期性上下跳动使型材表面发生局部弯折；②模具设计不合理，工作带在挤压力作用下发生颤动导致型材出现波纹。
4．2解决办法①保证牵引机运行平稳；②合理设计模具结构。
5 麻面麻面是指在型材表面出现的密度不等、带有拖尾、非常细小的瘤
状物，手感明显，有尖刺的感觉。
5．1 主要原因由于铸锭中的夹杂物或模具工作带上粘有金属或杂物，在挤压时被高温高压的铝夹带着脱落，在型材表面形成麻面。
5．2解决办法①适当降低挤压速度，采用合理的挤压温度和模具温度；
②严格控制铸锭质量，降低铸锭中的夹杂物含量，将铸锭进行均匀化处理；③
加强修模质量管理。
6 黑斑型材阳极氧化后局部出现近似圆形的黑灰色斑点，在型材纵向贴
摆床的面上等距离分布，大小不一。
6．1 主要原因由于挤压机出口处风冷量不够，导致铝材在较高温度下接触摆床，接触部位的冷却速度于其它位置不同，有粗大的Mg2Si相析出，在
阳极氧化处理后该部位变为黑灰色。
6．2 解决办法①加强风冷强度，避免摆床上型材的间隔过小，保证风冷的温度梯度；②有条件的工厂应采用雾化水冷与风冷相结合的方法，可完
全消除黑斑。
7 条纹挤压型材的条纹缺陷种类比较多，形成因素也较复杂，这里仅就
一些常见条纹的产生原因及解决方法加以论述。
7．1 摩擦纹模具每次光模上机挤压后，纹路都不能一一对应，有轻有
重。
7．1．1 主要原因在挤压过程中，型材流出模孔的瞬间与工作带紧紧地靠在一起，构成一对热状态下的干摩擦副，且将工作带分成两个区——粘着区
和滑动区。在粘着区内，金属质点受到至少来自两个方面的力的作用：摩擦力和剪切力。当粘着区内金属质点所受摩擦力大于剪切力时，金属质点就会粘附在粘着区工作带表面上，并将型材表面擦伤而形成摩擦纹。
7．1．2 解决办法①调整模具工作带出口角α，使其在-1°～-3°范围内，这样可降低工作带粘着区高度，减小该区的摩擦力，增大滑动区；②进行高效的模具氮化处理，使模具表面硬度保持在HV900以上；工作带表面渗硫可降
低粘着区摩擦力，减少摩擦纹。
7．2 组织条纹
7．2．1 主要原因铸锭铸造组织不均匀，成分偏析，铸锭表皮下存在较严重的缺陷，铸锭的均匀比处理不充分等，在随后的挤压过程中导致型材表面成分不均匀，从而使型材氧化后的着色能力不相同，形成组织条纹。
7．2．2 解决办法①合理执行铸造工艺，消除或减轻组织偏析；②铸锭表面车皮；③认真进行铸锭均匀化处理。
7．3 金属亮纹在氧化白料中表现发亮，大多数情况下为笔直条状且宽度不定，在氧化着色料中该条纹呈浅色条状。
7．3．1 主要原因由于金属流动出现摩擦或变形极其剧烈时，金属局部温度会上升很高，另外金属流动不均匀也会导致晶粒发生剧烈破碎，然后发生再结晶，致使该处组织发生变化，在随后的氧化处理中导致型材表面出现纵向的亮条纹，着色处理中致使型材着不上色或呈现浅色条纹。
7．3．2 解决办法①合理设计模具结构；②模具加工要注意工作带的过渡，防止出现工作带落差；③保证模桥呈水滴形，消除棱角。
7．4 焊合条纹焊合条纹又称焊缝，笔直通长，在氧化白料中多呈现浅
灰色，着色料中多显浅色。
7．4．1 主要原因①模具分流孔设计过小；②焊合室深度不够，不能保证有足够的压力；③挤压时模具焊合室内铝料供应不足；④挤压
工艺不合理，润滑不当。
7．4．2 解决办法①合理设计模具结构；②注意挤压温度和挤压速度的协调；③尽量减少润滑或不润滑。
8 裂纹挤压时型材受到拉应力作用而在表面形成程度不同的金属横向
撕裂现象。
8．1 主要原因①由于摩擦力的原因使金属表层受到附加拉应力的作用，当附加拉应力大于表层金属抗拉强度时就会产生裂纹；②挤压温度过
高，金属表层抗拉强度下降，在摩擦力作用下产生裂纹；③挤压速度过快时，金属表层所受的附加拉应力增加使型材产生裂纹。
8．2 解决办法严格控制挤压工艺参数以保证合理的出口速度和出口温
度。
9 波浪、扭拧、弯曲波浪、扭拧、弯曲是由于金属流动不均匀造成的型
材外形缺陷。
9．1 主要原因①模具工作带设计不合理导致金属流动不均匀；②挤压速度过快或挤压温度过高导致金属流动不均匀；③模具型孔布局不合理造成金属流动不均匀；④导路不合适或未安装导路；⑤润滑不合适。9．2 解决办法①修整模具工作带使金属流动均匀；②采用合理的挤压工艺，在保证出口温度的前提下尽量采用低温挤压；③合理设计模具结构；
④配置合适的导路；⑤合理润滑；⑥采用牵引机牵引挤压。
10 气泡型材表层金属与基体金属出现局部连续或断续的分离，表现为
圆形或局部连续凸起。
10．1 主要原因①由于挤压筒经长期使用后尺寸超差，挤压时筒内气体未排除，变形金属表层沿前端弹性区流出而造成气泡；②铸锭表面有沟槽或铸锭组织中有气孔，铸锭在墩粗时包进了气体，挤压时气体进入金属表层；
③挤压时，铸锭或模具中带有水分和油污，由于水和油污受热挥发成气体，在高温高压的金属流动中被卷入型材表面形成气体；④设备排气装置工作不正常；⑤金属填充过快，造成挤压排气不好。
10．2解决办法①合理选择和配备挤压工具，及时检查和更换；②加强铸锭的质量管理，严格控制铸锭的表面质量和含气量；③保证设备的排气系统正常工作；④剪刀、挤压筒和模具应尽量少涂油或不涂油；⑤合
理控制挤压速度，按要求进行排气。
11 石墨压入沿型材纵向浅表层呈条状半露的孔隙，短的几毫米，长则
几厘米或更长。孔隙中主要成分为石墨。
11．1 主要原因①由于石墨润滑剂中石墨比例过高或石墨没有完全搅拌均匀，有颗粒或块状石墨存在；②石墨润滑剂的涂抹过于接近分流或型孔，挤压时这些石墨没有进入压余，而是被高温高压的金属流卷入制品的浅表层
形成石墨压入。
11．2 解决办法①使用优质的润滑剂；②润滑剂涂抹时要离分流孔或型孔远一些，尽量少使用或不使用润滑
6063铝型材阳极氧化表面斑点腐蚀缺陷的原因分析6063铝型材经阳极氧化后，具有具有良好的耐蚀性能和装饰性能,近年来,随着国民经济的发展及人们生活水平的提高,铝合金门窗、铝合金幕墙的使用越来越普及,然而不少的铝合金在使用一段时间以后,表面出现形态各异的腐蚀缺陷，其中斑点腐蚀较为常见,严重影响铝型材的使用性能及装饰效果。为了合理改善铝型材的表面质量，达到控制表面斑点腐蚀的目的，很有必要对斑点缺陷做深入细致的分析。本文以6063铝型材经阳极氧化后表面出现的斑点腐蚀为研究对象，分析斑点腐蚀的本质、成因及生成机理，探讨产生斑点腐蚀的关键因素。 1 斑点腐蚀的本质分析 由所使用的6063铝型材成分可知，为了确保Mg元素充分形成强化相Mg2Si，一般在配制合金成分时人为的使Si元素适量过剩。因为随着Si含量的增加，合金的晶粒变细，热处理效果较好。但另一方面，Si的过剩也有负面作用，使合金的塑性降低，耐蚀性变坏。研究表明：过剩Si不仅能形成游离态的Si相，还会与基体形成α相(Al12 Fe2Si)和β相(Al9Fe3Si2)，这样在铝合金中存在游离态的Si相、α相(Al12 Fe2Si)、β相(Al9Fe3Si2)等阴极相粒子和阳极相Mg2Si粒子。α相和β相对合金的腐蚀性能影响很大，尤其是β相能显著降低合金的腐蚀性能。斑点处残留物的成分主要是游离Si相和AlFeSi相，同时发现氯元素在残留物处也发生了吸附，这说明Cl-参与了腐蚀过程。腐蚀区中锌元素含量较基体高得多，说明合金中的杂质元素锌也参与了腐蚀过程。 阳极氧化工序中，阳极相Mg2Si是合金的点蚀源。在阳极氧化碱洗时，Mg2Si粒子优先溶解而形成蚀坑，其中镁溶解在溶液中而硅在铝合金上残留下来，当蚀坑聚集在晶粒上就会使该晶粒颜色发暗。在硫酸中和工序中硅不易除去，故斑点腐蚀蚀坑底部硅含量较其他区域高。 2 斑点腐蚀的成因分析 影响斑点腐蚀的主要因素有预处理过程中的碱洗温度、碱洗时间以及合金成分中的Zn、Fe、Si元素含量与合金的挤压状态等。在诸多因素中，挤压状态起着关键性的作用，它关系到对腐蚀性能有较大影响的Zn、Fe、Si等元素的分布，以及金属键间化合物等粒子的析出位置。在较粗的挤压条纹区中，斑点腐蚀分布具有明显的方向性，因为这个区域挤压时阻力较大，应力多在此集中，该处金属的晶格发生严重畸变，成为局部高自由能区，在随后的再结晶过程中优先形核，为了降低界面能和处于稳定态，此处晶粒不仅异常长大，而且Mg2Si阳极相、游离Si、FeSiAl、FeAl3等阴极相优先析出，为后续的斑点腐蚀创造了条件。
铝板牌号和铝型材介绍 1、纯铝板：纯铝板系列常用的代号有1060、1065、1070。在所有铝板系列中纯铝板系列属于含铝量最多的一个系列。纯度可以达到99.00%以上。由于不含有其他技术元素，所以生产过程比较单一，价格相对比较便宜，是目前常规工业中最常用的一个系列。目前市场上流通的大部分为1060以及1070系列。 2、合金铝板： 2×××系列合金铝板：代表2a16（ly16）、2a06（ly6）。2×××系列铝板的特点是硬度较高，其中以铜原属含量最高，大概在3-5%左右。2×××系列铝板属于航空铝材，目前在常规工业中不常应用。 3×××系列合金铝板：代表3003铝板、3004铝板、3a21铝板为主。3×××系列铝板是由锰元素为主要成分，含量在1.0-1.5%之间。是一款防锈功能较好的系列。常规应用在空调，冰箱，车底等潮湿环境中，价格高于1×××系列，是一款较为常用的合金系列。 4×××系列合金铝板：代表为4a01。属于含硅量较高的系列。通常硅含量在4.5-6.0%之间。属建筑用材料,机械零件,锻造用材,焊接材料;低熔点, 耐蚀性好。 5×××系列合金铝板：代表5052铝板、5074铝板、5083铝板、5a05铝板系列。5×××系列铝板属于较常用的合金铝板系列，主要元素为镁，含镁量在3-5%之间。又可以称为铝镁合金。主要特点为密度低，抗拉强度高，延伸率高。在相同面积下铝镁合金的重量低于其他系列.故常用在航空方面，
比如飞机油箱。在常规工业中应用也较为广泛。加工工艺为连铸连轧，属于热轧铝板系列故能做氧化深加工。在我国5×××系列铝板属于较为成熟的铝板系列之一。5×××系列合金铝板用作拉丝效果很好。 6×××系列合金铝板：代表6061铝板、6063铝板。主要含有镁和硅两种元素，故集中了4×××系列和5×××系列的优点，6061是一种冷处理铝锻造产品，适用于对抗腐蚀性、氧化性要求高的应用。可使用性好，接口特点优良，容易涂层，加工性好。可以用于低压武器和飞机接头上。 7×××系列合金铝板：代表7075 。主要含有锌元素。也属于航空系列，是铝镁锌铜合金,可热处理合金,属于超硬铝合金,有良好的耐磨性.7075铝板是经消除应力的,加工后不会变形、翘曲.所有超大超厚的7075铝板全部经超声波探测,可以保证无砂眼、杂质.7075铝板的热导性高,可以缩短成型时间,提高工作效率。主要特点是硬度大7075是高硬度、高强度的铝合金,常用于制造飞机。 铝型材的含义： 铝型材就是铝棒通过热熔,挤压.从而得到不同截面形状的铝材料. 铝型材分类方法： 可分为1024、2011、6063、6061、6082、7075等合金牌号铝型材，其中6系的最为常见.不同的牌号区别在于各种金属成分的配比是不一样的，除了常用的门窗铝型材如60系列、70系列、80系列、90系列、幕墙系列等建筑铝型材之外，工业铝型材没有明确的型号区分，大多数生产厂都是
6063铝合金型材表面腐蚀的分析 6063铝合金型材表面处理过程中，有时会发现在型材表面有不同程度的、无规则排列的点状暗灰色腐蚀点，这种腐蚀点与锌元素引起的腐蚀点其形状完全不一样，而且，在生产过程中是间断出现的。有些人认为其原因为操作者没有执行正确的表面处理工艺；槽液存在一些有害杂质离子；材质不好、夹杂太多。对此，我们分析如下。 1腐蚀点产生的原因分析 我们根据多年的生产经验和对铝合金型材生产中各工艺参数的考察，以及对操作者执行工艺情况的跟踪调查，认为产生该类型暗灰色腐蚀点的主要原因有下述几个方面： (1)有时因为某些原因在熔铸过程中镁、硅的添加比例不各适，使ω(Mg)/ω(Si)在1.0～1.3范围内，比最佳比值1.73小很多(一般控制在1.3～1.5范围内)。这样，虽然镁、硅成分含量在规定(ω(Mg)=0.45%～0.9%，ω(Si)=0.2%～0.6%)范围内。但有部分富余硅存在，这部分富余硅除有少量硅以游离态存在外，在铝合金中同时会形成三元化合物。当ω(Si)<ω(Fe)时，形成较多的α(A l12Fe3Si)相，它是一种脆性化合物、当ω(Si)＞ω(Fe)时，则形成较多的β(Al9Fe2Si12)相，这是一种更脆的针状化合物，它的有害作用比α相更大，往往使合金容易沿它断裂。这些在合金中形成的不溶性的杂质相或游离态杂质相往往聚集在晶界上，同时削弱晶界的强度和韧性，成为耐蚀性最差的薄弱环节，腐蚀首先从该处产生。 (2)在熔炼过程中，虽然镁、硅的添加比例在标准规定的范围内，但有时由于搅拌不均匀和不充分，造成熔体中的硅分布不均匀，局部存在着富集区和贫乏区。因为硅在铝中的溶解度很小，共晶温度577℃时为1.65%，而室温时仅为0.05%，铸棒后也就产生了成分不均匀的现象，它直接反映到铝型材产品上，铝基体中存在少量游离态硅时，不仅降低合金的抗蚀性能，而且粗化合金的晶粒。 (3)挤压时各工艺参数的控制，如棒坯预热温度过高，金属挤出流速、挤压时风冷强度、时效温度与保温时间等控制不当都易产生硅偏析和游离，使镁和硅没有完全成为Mg2Si相，而有部分游离硅存在。 2表面处理过程中的腐蚀现象 富余和游离硅多的6003铝合金型材在表面处理时出现下列现象：当把型材放入酸性槽(硫酸15%～20%)时，能明显地观察到在型材表面有很多小气泡，随着时间延长和槽液温度升高，反应速度越来越快，这表明原电池电化学腐蚀已经产生[5]。此时把型材从槽液中提出来观察，就会在型材表面上发现很多个与正常表面颜色不一样的点。继续进行以后的处理，如碱腐蚀、酸性中和出光及硫酸阳极氧化时，这种暗灰色腐蚀点就会暴露得更加明显和直观。 锌元素造成的腐蚀和硅元素引起的腐蚀在外观形态上有一些区别。锌造成的腐蚀点象雪花，沿晶界向外扩散，是有一定深度的坑[6,7]。而硅元素引起的腐蚀点象夹杂暗灰色点，沿晶界面没有向外扩散，也感觉不到深度.并且随着处理时间延长，数量越来越多，直到完全反应后才终止。这种暗灰色点通过延长腐蚀时间或退膜处理可基本上消除或减轻。
挤压铝型材表面颗粒状毛刺的形成原因与对策 在铝型材的挤压生产中，型材表面不同程度的存在一些小颗粒吸附在型材表面上，这种的缺陷，仅有轻微手感，不仔细观察或手摸较难发现。但它严重影响氧化、电泳涂漆及喷涂型材的表面美观，降低了生产效率和成品率，更是高档装饰型材的致命缺陷。因此，对其形成机理进行分析，同时在挤压生产实践中不断地观察分析，总结其成因，及时采取措施，是减少或杜绝这种缺陷的出现的有效手段。 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。 “吸附颗粒”的形成 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。
6063挤压型材条纹缺陷产生原因分析及解决措施 周春荣张宏辉 （广东豪美铝业有限公司，广东，清远511540） 摘要：根据多年现场的生产经验总结，主要分析了装饰用、表面质量要求高的6063热挤压铝型材表面条纹产生的原因，并提出了解决措施。 关键词：6063铝合金；挤压；条纹 随着人们生活质量的不断提高，建筑行业的不断发展，以及出口比例的不断增加，铝合金型材的用量也越来越大。与此同时，人们对铝型材的装饰性能的要求也越来越严格。给铝加工行业提出了新的挑战，同时也刺激了中 国铝加工行业的进步和发展。下面就我们在现场的多年生产经验，单就6063铝型材的表面和氧化后条纹这一缺陷进行分析和探讨。 1.条纹的分类 按照表面处理要求，可以分为表面处理前条纹和表面处理后条纹。按条纹产生的机理分，可分为组织条纹、变形条纹、加工条纹。组织条纹主要是由铸棒质量和化学成分引起的；变形条纹也就是工作带条纹，主要由模具设计和加工缺陷引起的；加工条纹为挤压过程中产生的，与铸棒的加热温度、挤压速度等工艺密切相关。 2.产生的原因及解决措施 2．1 铸棒质量铸棒质量是产生组织条纹的主要原因，我们可以从铸锭的化学成分和铸锭质量两个方面来分析和探讨。 2.1.1 化学成分的合理控制 6063合金是Al－Mg－Si系合金的典型代表，具有良好的可挤压性能。其化学成分范围见表一： 表表一为GB/T3190-1996的化学成分，从表中我们可以看出，6063化学元素的含量范 围比较大。但在实际生产中，需要根据不同的 用途来合理配置各种元素的范围。6063合金 中Si、Mg、Fe的合理配置对型材表面质量和 力学性能有很大的关系。Mg、Si的总量和比 例至关重要，根据多年的现场经验，要得到理 想的力学性能和表面质量，按不同的用途， Mg、Si元素的总量可控制在0.85～1.0％比较 合适。确定Mg、Si的总量后，我们需从Mg/Si 的比值和过剩硅及Fe元素含量来分析确定 Mg、Si、Fe的合理分配。我们知道Mg、Si 在6063成分中主要形成Mg2Si强化相，其比 例A＝Mg的原子×2/Si的原子量＝24.81× 2/28.09＝1.73，当A＞1.73时，即Mg元素过
铝合金典型用途1050 食品、化学和酿造工业用挤压盘管，各种软管，烟花粉1060 要求抗蚀性与成形性均高的场合，但对强度要求不高，化工设备是其典型用途1100 用于加工需要有良好的成形性和高的抗蚀性但不要求有高强度的零件部件，例如化工产品、食品工业装置与贮存容器、薄板加工件、深拉或旋压凹形器皿、焊接零部件、热交换器、印刷板、铭牌、反光器具1145 包装及绝热铝箔，热交换器1199 电解电容器箔，光学反光沉积膜1350 电线、导电绞线、汇流排、变压器带材2011 螺钉及要求有良好切削性能的机械加工产品2014 应用于要求高强度与硬度（包括高温）的场合。飞机重型、锻件、厚板和挤压材料，车轮与结构元件，多级火箭第一级燃料槽与航天器零件，卡车构架与悬挂系统零件2017 是第一个获得工业应用的2XXX系合金，目前的应用范围较窄，主要为铆钉、通用机械零件、结构与运输工具结构件，螺旋桨与配件2024 飞机结构、铆钉、导弹构件、卡车轮毂、螺旋桨元件及其他种种结构件2036 汽车车身钣金件2048 航空航天器结构件与兵器结构零件2124 航空航天器结构件2218 飞机发动机和柴油发动机活塞，飞机发动机汽缸头，喷气发动机叶轮和压缩机环2219 航天火箭焊接氧化剂槽，超音速飞机蒙皮与结构零件，工作温度为-270~300℃。焊接性好，断裂韧性高，T8状态有很高的抗应力腐蚀开裂能力2319 焊拉2219合金的焊条和填充焊料2618 模锻件与自由锻件。活塞和航空发动机零件2A01 工作温度小于等于100℃的结构铆钉2A02 工作温度200~300℃的涡轮喷气发动机的轴向压气机叶片2A06 工作温度150~250℃的飞机结构及工作温度125~250℃的航空器结构铆钉2A10 强度比2A01合金的高，用于制造工作温度小于等于100℃的航空器结构铆钉2A11 飞机的中等强度的结构件、螺旋桨叶片、交通运输工具与建筑结构件。航空器的中等强度的螺栓与铆钉2A12 航空器蒙皮、隔框、翼肋、翼梁、铆钉等，建筑与交通运输工具结构件2A14 形状复杂的自由锻件与模锻件2A16 工作温度250~300℃的航天航空器零件，在室温及高温下工作的焊接容器与气密座舱2A17 工作温度225~250℃的航空器零件2A50 形状复杂的中等强度零件2A60 航空器发动机压气机轮、导风轮、风扇、叶轮等2A70 飞机蒙皮，航空器发动机活塞、导风轮、轮盘等2A80 航空发动机压气机叶片、叶轮、活塞、涨圈及其他工作温度高的零件2A90 航空发动机活塞3003 用于加工需要有良好的成形性能、高的抗蚀性可焊性好的零件部件，或既要求有这些性能又需要有比1XXX系合金强度高的工作，如厨具、食物和化工产品处理与贮存装置，运输液体产品的槽、罐，以薄板加工的各种压力容器与管道3004 全铝易拉罐罐身，要求有比3003合金更高强度的零部件，化工产品生产与贮存装置，薄板加工件，建筑加工件，建筑工具，各种灯具零部件3105 房间隔断、档板、活动房板、檐槽和落水管，薄板成形加工件，瓶盖、瓶塞等3A21 飞机油箱、油路导管、铆钉线材等；建筑材料与食品等工业装备等5005 与3003合金相似，具有中等强度与良好的抗蚀性。用作导体、炊具、仪表板、壳与建筑装饰件。阳极氧化膜比3003合金上的氧化膜更加明亮，并与6063合金的色调协调一致5050 薄板可作为致冷机与冰箱的内衬板，汽车气管、油管与农业灌溉管；也可加工厚板、管材、棒材、异形材和线材等5052 此合金有良好的成形加工性能、抗蚀性、可烛性、疲劳强度与中等的静态强度，用于制造飞机油箱、油管，以及交通车辆、船舶的钣金件，仪表、街灯支架与铆钉、五金制品等5056 镁合金与电缆护套铆钉、拉链、钉子等；包铝的线材广泛用于加工农业捕虫器罩，以及需要有高抗蚀性的其他场合5083 用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合，诸如舰艇、汽车和飞机板焊接件；需严格防火的压力容器、致冷装置、电视塔、钻探设备、交通运输设备、导弹元件、装甲等5086 用
6063铝合金型材氧化缺陷原因分析及解决 1问题的提出 在实际生产中,加工率大(ε>95%),壁厚较薄(δ≤1.5mm)的T5状态的6063铝合金挤压型材在经硫酸阳极氧化处理后,其表面会呈现有规律(而有时无规律)分布的白色斑点(或无光斑痕)；严重时呈现深色斑痕——“白斑”。“白斑”的分布规律及特征是：它是在平行于挤压方向的平面上大致等间距的、呈线状或扁四边形状或不规则星点(片)状的、相对于基体表面有微小深度而呈凹槽形的一种表面缺陷。白斑通常分布于型材的一个或几个表面,有时会分布在型材的所有表面(对薄壁空心型材,则是分布于某一平面或曲面的内外两侧)。 2原因分析 在现场见到,“白斑”形成于“碱蚀”工序,在经随后的稀硝酸(或硫酸)“中和”之后,并未消失；经硫酸阳极氧化处理后,又更加清晰地呈现出来。 笔者专门截取了两段“白斑”点面积较大(F=30～40mm2)的碱蚀洗(槽液中,ω(Zn2＋)≥5×106)型材试样。然后,采用DV－5型原子发射火花直读光谱仪分别对上述两段试样的“白斑”区的成分做了定量分析,其结果如下(表中数据均为质量分数)： 由表1的分析结果可见：“白斑”处Si、Mg、Zn元素的含量明显增加：而表2的结果表明：“白斑”处Si、Zn元素的含量明显增加,而Mg元素的含量却有所下降。从金属材料腐蚀的观点看来,Mg2Si这种表面缺陷实质上是6063铝合金材料发生“剥落腐蚀”的结果。剥落腐蚀是一种浅表面的选择腐蚀,腐蚀是沿着金属表面发展的,其产物的体积往往比发生腐蚀的金属大得多,因而膨胀。一般而言,当铝与呈阴极性的异种金属相邻接时,“剥落腐蚀”程度上升。在电子显微镜下观察发现：“剥落腐蚀”通常沿不溶组成物(如Si,Mg2Si等),或沿晶界进行。 2.1铸锭质量的影响 6063铝合金的主要相组成是：α(Al)固溶体、游离Si(阳极相)和F eAl3(阳极相)；当铁含量大于时,有β(F e Si Al)(阳极相)；而当铁含量小于时,有α(F e Si Al)(阴极相)；其他可能的杂质相是：MgZn2、CuAl2等。 生产中,由于非平衡结晶过程而获得的6063铝合金铸锭往往存在宏观偏析或晶内偏析现象。因此,铸锭中的Si、Mg、Zn、Cu等元素分布不均匀。而一些铝型材加工企业缘于经济方面的因素,一般很少对小规格(如φ100mm以下)的铸锭进行均匀化退火处理,以消除偏析现象[2],从而为“白斑”的产生创造了条件。 2.2挤压—热处理工艺的影响 为提高生产效率,在生产操作中,常采用低温高速挤压,由于挤压速度引起的“热效应”使制品在模具出口处的淬火温度大大提高,而在固定出料台上与表面温度为80～110℃(或略低)的石墨板(或轮)接触时,型材表面就会因受到“急冷换热”作用而使该部分的合金元素Mg、Si的浓度比正常部位的偏高一些。在随后的人工时效过程中,该部位就会析出粗大的β′(Mg2Si)相；未经均匀化退火处理且加热温度偏低的6063铝合金铸锭由于挤压时所引起
6063 铝合金常见缺陷 6063 铝合金型材以其良好的塑性、适中的热处理强度、良好的焊接性能以及阳极氧化处理后表面华丽的色泽等诸多优点而被广泛应用。但在生产过程中经常会出现一些缺陷而致使产品质量低下，成品率降低，生产成本增加，效益下降，最终导致企业的市场竞争能力下降。因此，从根源上着手解决6063 铝合金挤压型材的缺陷问题是企业提高自身竞争力的一个重要方面。笔者根据多年的铝型材生产实践，在此对6063 铝合金挤压型材常见缺陷及其解决办法作一总结，和众多同行交流，以期相互促进。1 划、擦、碰伤划伤、擦伤、碰伤是当型材从模孔流出以及在随后工序中与工具、设备等相接触时导致的表面损伤。1．1 主要原因① 铸锭表面附着有杂物或铸锭成分偏析。铸锭表面存在大量偏析浮出物而铸锭又未进行均匀化处理或均匀化处理效果不好时，铸锭内存在一定数量的坚硬的金属颗粒，在挤压过程中金属流经工作带时，这些偏析浮出物或坚硬的金属颗粒附着在工作带表面或对工作带造成损伤，最终对型材表面造成划伤；②模具型腔或工作带上有杂物，模具工作带硬度较低，使工 作带表面在挤压时受伤而划伤型材；③出料轨道或摆床上有裸露的金属或石墨条内有较硬的夹杂物，当其与型材接触时对型材表面造成划伤；④在叉料杆将型材从出料轨道上送到摆床上时，由于速度过快造成型材碰伤；⑤在摆床上人为拖动型材造成擦伤；⑥在运输过程中型材之 间相互摩擦或挤压造成损伤。1．2 解决办法①加强对铸锭质量 的控制；②提高修模质量，模具定期氮化并严格执行氮化工艺；③
用软质毛毡将型材与辅具隔离，尽量减少型材与辅具的接触损伤； 生产中要轻拿轻放，尽量避免随意拖动或翻动型材；⑤在料框中合理摆放型材，尽量避免相互摩擦。2 机械性能不合格2．1 主要原 因①挤压时温度过低，挤压速度太慢，型材在挤压机的出口温度达不到固溶温度，起不到固溶强化作用；②型材出口处风机少，风量不够，导致冷却速度慢，不能使型材在最短的时间内降到200 C以下，使粗大的Mg2Si 过早析出，从而使固溶相减少，影响了型材热处理后的机械性能；③铸锭成分不合格，铸锭中的Mg、Si含量达不到标准要求；④铸锭未均匀化处理，使铸锭组织中析出的Mg2Si 相无法在挤压的较短时间内重新固溶，造成固溶不充分而影响了产品性能；⑤时效工艺不当、热风 循环不畅或热电偶安装位置不正确，导致时效不充分或过时效。2．2解决办法①合理控制挤压温度和挤压速度，使型材在挤压机的出口温度保持在最低固溶温度以上；②强化风冷条件，有条件的工厂可安装 雾化冷却装置，以期达到6063 合金冷却梯度的最低要求；③加强铸锭的质量管理；④对铸锭进行均匀化处理；⑤合理确定时效工艺，正确安装热电偶，正确摆放型材以保证热风循环通畅。 3 几何尺寸超差3. 1主要原因①由于模具设计不合理或制造有误、挤压工艺 不当、模具与挤压筒不对中、不合理润滑等，导致金属流动中各点流速相差过大，从而产生内应力致使型材变形；②由于牵引力过大或拉伸矫 直量过大导致型材尺寸超差。3. 2 解决办法①合理设计模具， 保证模具精度；②正确执行挤压工艺，合理设定挤压温度和挤压速度；③保证设备的对中性；④采用适中的牵引力，严格控制型材的拉伸矫
工业铝型材牌号分类 1050食品、化学和酿造工业用挤压盘管，各种软管，烟花粉 1060要求抗蚀性与成形性均高的场合，但对强度要求不高，化工设备是其典型用途 1100用于加工需要有良好的成形性和高的抗蚀性但不要求有高强度的零件部件，例如化工产品、食品工业装置与贮存容器、薄板加工件、深拉或旋压凹形器皿、焊接零部件、热交换器、印刷板、铭牌、反光器具 1145包装及绝热铝箔，热交换器 1199电解电容器箔，光学反光膜 1350电线、导电绞线、汇流排、变压器带材 2011螺钉及要求有良好切削性能的机械加工产品 2014应用于要求高强度与硬度（包括高温）的场合。飞机重型、锻件、厚板和挤压材料，车轮与结构元件，多级火箭第一级燃料槽与航天器零件，卡车构架与悬挂系统零件 2017是第一个获得工业应用的2XXX系合金，应用范围较窄，主要为铆钉、通用机械零件、结构与运输工具结构件，螺旋桨与配件 2024飞机结构、铆钉、导弹构件、卡车轮毂、螺旋桨元件及其他种种结构件 2036汽车车身钣金件 2048航空航天器结构件与兵器结构零件 2124航空航天器结构件 2218飞机发动机和柴油发动机活塞，飞机发动机汽缸头，喷气发动机叶轮和压缩机环 2219航天火箭焊接氧化剂槽，超音速飞机蒙皮与结构零件，工作温度为-270~300摄氏度。焊接性好，断裂韧性高，T8状态有很高的抗应力腐蚀开裂能力 2319焊拉2219合金的焊条和填充焊料 2618模锻件与自由锻件。活塞和航空发动机零件 2A01工作温度小于等于100摄氏度的结构铆钉 2A02工作温度200~300摄氏度的涡轮喷气发动机的轴向压气机叶片 2A06工作温度150~250摄氏度的飞机结构及工作温度125~250摄氏度的航空器结构铆钉 2A10强度比2A01合金的高，制造工作温度小于等于100摄氏度的航空器结构铆钉 2A11飞机的中等强度的结构件、螺旋桨叶片、交通运输工具与建筑结构件。航空器的中等强度的螺栓与铆钉 2A12航空器蒙皮、隔框、翼肋、翼梁、铆钉等，建筑与交通运输工具结构件 2A14形状复杂的自由锻件与模锻件 2A16工作温度250~300摄氏度的航天航空器零件，在室温及高温下工作的焊接容器与气密座舱 2A17工作温度225~250摄氏底的航空器零件 2A50形状复杂的中等强度零件 2A60航空器发动机压气机轮、导风轮、风扇、叶轮等 2A70飞机蒙皮，航空器发动机活塞、导风轮、轮盘等 2A80航空发动机压气机叶片、叶轮、活塞、涨圈及其他工作温度高的零件 2A90航空发动机活塞 3003用于加工需要有良好的成形性能、高的抗蚀性可焊性好的零件部件，或既要求有这些性能又需要有比1XXX系合金强度高的工作，如厨具、食物和化工产品处理与贮存装置，
6063铝合金型材“闪烁花纹”的成因及对策在6063 铝合金建筑装饰型材的生产中，常会见到一些空心、半空心的，甚至是一些断面曲率较大的实心的挤压材，经过硫酸阳极氧化生产工艺处理后，其表面局部会出现一种沿纵向连续分布的，具有一定宽度的显示为粗糙不平（似梨皮状）的，清晰可见的闪烁晶粒状的表面缺陷—“闪烁花纹”或（称“光亮花样”。）其分布规律是：① 沿挤压方向，尾部比头部更明显可见，严重时，首尾都很明显；② 沿垂直于挤压轴线的方向，“花纹”一般只出现在局部，尤其出现在型材曲率较大的部位，或是空心、半空心型材的焊缝区域，或是在型材的形成过程中6063 铝合金承受摩擦阻力最大的部位。 2 成因分析 2.1 氧化前处理工艺的影响 某些挤压材经硫酸脱脂并水洗后，表面无异常变化，而当其在wZn2＋ >4X406的碱蚀液中经正常的浸蚀并随后立即有效水洗后，就会看到闪烁花 纹”的存在。笔者对挤压材的挤压组织进行分析，结果表明：“闪烁花纹”对应的组织是晶粒度比正常部位的大得多的粗大等轴晶的再结晶组织——粗晶环，且晶粒越粗大，“闪烁花纹”越明显；这种现象也随着浸蚀的进行而越来越明显。 文献［1］指出：闪烁花纹”的形成除了与合金成分（尤其是Zn）、挤压材（RCS 状态）的组织状态有关外，还与碱蚀液中［Zn2+ ］有关。实验证明：在合金中，当wZn》0.033%且型材表面存在粗晶环的前提下，只要碱蚀液中wZn2+》4X40 6,就会产生闪烁花纹”产生闪烁花纹”的根本原因是碱蚀液中Zn污染引起的选择性晶间腐蚀［2］。晶间腐蚀的机理是电化学的，是晶界内的局部原电池作用的结果。沿晶粒边缘沉淀析出的第二相Mg2Si与贫乏的固溶体之间由于腐蚀电位的不同，在碱蚀电解质溶液中，形成了原电池a—Al —Mg2Si。 在实际生产中，一般都要求Si的含量过剩，则其晶间腐蚀敏感性增大，因为位于晶界及其附近区域的游离硅具有很强的阳极性［3］。研究结果表明：“闪烁晶粒”的晶界及其附近区域中的含Zn量相对偏高，即Zn参与了腐蚀过程。文献［4］推测：Zn是以溶解—再沉积”的方式促进晶界腐蚀的。碱洗时，固熔于a—Al中的Zn随a—Al的溶解而溶解；当槽液中wZn2+》4X406时，发生反应：
1．铝材的分类 （1）按有无合金成分，铝材分为纯铝及铝合金。铝合金按合金系列又分为Al-Mn合金、Al-Cu合金、Al-Si合金和Al-Mg合金等。 （2）按压力加工能力，可分为变形铝和非变形铝（例如：铸铝）。 （3）按能否热处理强化，铝合金又分为非热处理强化铝和热处理强化铝。铝没有同素异构体，纯铝、铝锰合金、铝镁合金等不可能通过热处理相变来提高强度。但是，铝铜和铝镁硅等合金可通过固溶时效析出强化相提高强度，称为可热处理强化铝。不能通过固溶时效析出强化相提高强度的称为不可热处理强化铝。 2．牌号表示方法和状态代号 （1）四位数字体系牌号命名方法 1997年1月1号，我国开始实施GB/T16474?996《变形铝和铝合金牌号表示方法》标准。新的牌号表示方法采用变形铝和铝合金国际牌号注册组织推荐的国际四位数字体系牌号命名方法，例如工业纯铝有1070、1060等，Al-Mn合金有3003等，Al-Mg合金有5052、5086等。 （2）四位字符体系牌号命名方法 1997年1月1号前，我国采用前苏联的牌号表示方法。一些老牌号的铝及铝合金化学成分与国际四位数字体系牌号不完全吻合，不能采用国际四位数字体系牌号代替，为保留国内现有的非国际四位数字体系牌号，不得不采用四位字符体系牌号命名方法，以便逐步与国际接轨。例如：老牌号LF21的化学成分与国际四位数字体系牌号3003不完全吻合，于是，四位字符体系表示的牌号为3A21。 四位数字体系和四位字符体系牌号第一个数字表示铝及铝合金的类别，其含义如下： 1）1XXX系列枣工业纯铝； 2）2XXX系列枣Al-Cu、Al-Cu-Mn合金，； 3）3XXX系列枣Al-Mn合金； 4）4XXX系列枣Al-Si合金； 5）5XXX系列枣Al-Mg合金； 6）6XXX系列枣Al-Mg-Si合金； 7）7XXX系列枣Al-Mg-Si-Cu合金； 8）8XXX系列枣其它。 （3）铝铸件牌号我国容器用铝铸件牌号采用ZAl+主要合金元素符号+合金元素含量数百分率表示。例如；ZAlSi7Mg1A、ZAlCu4、ZAlMg5Si等。 （4）状态代号相同牌号的铝及铝合金，状态不同时，力学性能不相同。按照GB/T16475《变形铝和铝合金状态代号》标准，新状态代号规定如下： O枣退火状态
6063铝合金挤压型材常见缺陷及其解决办法 6063铝合金型材以其良好的塑性、适中的热处理强度、良好的焊接性能以及阳极氧化处理后表面华丽的色泽等诸多优点而被广泛应用。但在生产过程中经常会出现一些缺陷而致使产品质量低下，成品率降低，生产成本增加，效益下降，最终导致企业的市场竞争能力下降。因此，从根源上着手解决6063铝合金挤压型材的缺陷问题是企业提高自身竞争力的一个重要方面。 1 划、擦、碰伤 划伤、擦伤、碰伤是当型材从模孔流出以及在随后工序中与工具、设备等相接触时导致的表面损伤。 1．1 主要原因 ①铸锭表面附着有杂物或铸锭成分偏析。铸锭表面存在大量偏析浮出物而铸锭又未进行均匀化处理或均匀化处理效果不好时，铸锭内存在一定数量的坚硬的金属颗粒，在挤压过程中金属流经工作带时，这些偏析浮出物或坚硬的金属颗粒附着在工作带表面或对工作带造成损伤，最终对型材表面造成划伤； ②模具型腔或工作带上有杂物，模具工作带硬度较低，使工作带表面在挤压时受伤而划伤型材； ③出料轨道或摆床上有裸露的金属或石墨条内有较硬的夹杂物，当其与型材接触时对型材表面造成划伤； ④在叉料杆将型材从出料轨道上送到摆床上时，由于速度过快造成型材碰伤； ⑤在摆床上人为拖动型材造成擦伤； ⑥在运输过程中型材之间相互摩擦或挤压造成损伤。 1．2 解决办法 ①加强对铸锭质量的控制； ②提高修模质量，模具定期氮化并严格执行氮化工艺； ③用软质毛毡将型材与辅具隔离，尽量减少型材与辅具的接触损伤； ④生产中要轻拿轻放，尽量避免随意拖动或翻动型材； ⑤在料框中合理摆放型材，尽量避免相互摩擦。 2机械性能不合格 2．1 主要原因 ①挤压时温度过低，挤压速度太慢，型材在挤压机的出口温度达不到固溶温度，起不到固溶强化作用； ②型材出口处风机少，风量不够，导致冷却速度慢，不能使型材在最短的时间内降到200℃以下，使粗大的Mg2Si过早析出，从而使固溶相减少，影响了型材热处理后的机械性能； ③铸锭成分不合格，铸锭中的Mg、Si含量达不到标准要求； ④铸锭未均匀化处理，使铸锭组织中析出的Mg2Si相无法在挤压的较短时间内重新固溶，造成固溶不充分而影响了产品性能； ⑤时效工艺不当、热风循环不畅或热电偶安装位置不正确，导致时效不充分或过时效。 2．2 解决办法 ①合理控制挤压温度和挤压速度，使型材在挤压机的出口温度保持在最低固溶温度以上； ②强化风冷条件，有条件的工厂可安装雾化冷却装置，以期达到6063合金冷却梯度的最低要求； ③加强铸锭的质量管理； ④对铸锭进行均匀化处理； ⑤合理确定时效工艺，正确安装热电偶，正确摆放型材以保证热风循环通畅。 3几何尺寸超差 3．1 主要原因 ①由于模具设计不合理或制造有误、挤压工艺不当、模具与挤压筒不对中、不合理润滑等，导致金属流动中各点流速相差过大，从而产生内应力致使型材变形；
建筑高强度6063铝合金型材以其良好的塑性和热处理后获得高强度、低重量建筑型材、良好的防锈蚀自防能力以及阳极氧化处理后可获得表面华丽多色泽等诸多优点而被广泛应用于建筑外装饰面材和结构承力构件。但在生产过程中经常会出现一些缺陷而导致使产品质量低下，成品率降低．生产成本增加，效益下降，最终导致企业的市场竞争能力下降, 造成工程不安全不可靠、社会不安全、不合谐的严重后果。 因此，从根源上着手解决6063(LD31)铝合金挤压型材质量的缺陷问题是企业提高自身竞争力的一个极其重要环节。作者根据多年耒在铝型材生产实践中对此6063(LD31)铝合金挤压型材生产过程中常见缺陷及其解决方法作一下小结和众多同行者交流，以期相互促进共同提高，确保产品质量以增强企业竞争力获得更大经济效益。 1、型材表面:划伤、擦伤、碰划 原因：1、铸锭表面附着杂物 2、铸锭成分偏析，表面存在大量偏析浮出物 3、一而铸锭又未进行均匀化处理或均匀化处理效果不好时铸锭内存在一定数量的坚硬的金属颗粒．在挤压过程中金属流经工作带时这些偏析浮出物或坚硬的金属颗粒附着在工作带表面或对工作带造成损伤，最终对型材表面造成划伤。 4、模具型腔或工作带上有杂物，模具工作带硬度较低，使工作带表面在挤压时受伤而划伤型材。 5、出料轨道或摆床上有裸露的金属或石墨条内有较硬的夹杂物．当其与型材接触时对型材表面造成划伤； 6、在叉料杆将型材从出料轨道上送到摆床上时，由于速度过快造成型材碰伤； 7、在摆床上人为拖动型材造成擦伤； 8、在运输过程中型材之间相互摩擦或挤压造成损伤。 解决方法：1、严格对铸锭化学成分质量的控制； 2、提高模具修理质量， 3、提高模具制造精度及模具定期氮化并严格执行氮化工艺参数； 4、用软质毛毡、塑胶条将型材与辅具隔离．尽量减少型材与辅具的接触损伤； 5、生产中要轻拿轻放，尽量避免随意拖动或翻动型材； 6、在料框中合理摆放型材，尽量避免相互摩擦。 2、力学性能不合格 原因：1、挤压时温度过低，挤压速度太慢，型材在挤压机的出口温度达不到固溶温度，起不到固溶强化作用； 2、型材出口处风机少．风量不够．导致冷却速度慢．不能使型材在最短的时间内降到200C°以下．使粗大的Mg2Si过早析出．从而使固溶相减少．影响了型材热处理后的机械性能； 3、铸锭成分不合格，铸锭中的Mg、si含量达不到标准要求； 4、铸锭未均匀化处理，使铸锭组织中析出的Mg2sj相无法在挤压的较短时间内重新固溶，造成固溶不充分而影响了产品性能； 5、时效工艺不当、热风循环不畅或热电偶安装位置不正确，导致时效不充分或过时效。 解决办法： 1、合理控制挤压温度和挤压速度，使型材在挤压机的出口温度保持在最低固溶温度以上； 2、强化风冷条件，有条件的工厂可安装雾化冷却装置，以期达到6063合金冷却梯度的最低要求： 3、加强铸锭的质量管理； 4、对铸锭进行均匀化处理； 5、合理确定时效工艺，正确安装热电偶。正确摆放型材以保证热风循环通畅。 3、形位及尺寸超差 原因：
6063铝合金型材以其良好的塑性、适中的热处理强度、良好的焊接性能以及阳极氧化处理后表面华丽的色泽等诸多优点而被广泛应用。但在生产过程中经常会出现一些缺陷而致使产品质量低下，成品率降低，生产成本增加，效益下降，最终导致企业的市场竞争能力下降。因此，从根源上着手解决6063铝合金挤压型材的缺陷问题是企业提高自身竞争力的一个重要方面。笔者根据多年的铝型材生产实践，在此对6063铝合金挤压型材常见缺陷及其解决办法作一总结，和众多同行交流，以期相互促进。 1 划、擦、碰伤 划伤、擦伤、碰伤是当型材从模孔流出以及在随后工序中与工具、设备等相接触时导致的表面损伤。 1．1 主要原因 ①铸锭表面附着有杂物或铸锭成分偏析。铸锭表面存在大量偏析浮出物而铸锭又未进行均匀化处理或均匀化处理效果不好时，铸锭内存在一定数量的坚硬的金属颗粒，在挤压过程中金属流经工作带时，这些偏析浮出物或坚硬的金属颗粒附着在工作带表面或对工作带造成损伤，最终对型材表面造成划伤； ②模具型腔或工作带上有杂物，模具工作带硬度较低，使工作带表面在挤压时受伤而划伤型材； ③出料轨道或摆床上有裸露的金属或石墨条内有较硬的夹杂物，当其与型材接触时对型材表面造成划伤； ④在叉料杆将型材从出料轨道上送到摆床上时，由于速度过快造成型材碰伤； ⑤在摆床上人为拖动型材造成擦伤； ⑥在运输过程中型材之间相互摩擦或挤压造成损伤。 1．2 解决办法 ①加强对铸锭质量的控制； ②提高修模质量，模具定期氮化并严格执行氮化工艺； ③用软质毛毡将型材与辅具隔离，尽量减少型材与辅具的接触损伤； ④生产中要轻拿轻放，尽量避免随意拖动或翻动型材；
⑤在料框中合理摆放型材，尽量避免相互摩擦。 2机械性能不合格 2．1 主要原因 ①挤压时温度过低，挤压速度太慢，型材在挤压机的出口温度达不到固溶温度，起不到固溶强化作用； ②型材出口处风机少，风量不够，导致冷却速度慢，不能使型材在最短的时间内降到200℃以下，使粗大的Mg2Si过早析出，从而使固溶相减少，影响了型材热处理后的机械性能； ③铸锭成分不合格，铸锭中的Mg、Si含量达不到标准要求； ④铸锭未均匀化处理，使铸锭组织中析出的Mg2Si相无法在挤压的较短时间内重新固溶，造成固溶不充分而影响了产品性能； ⑤时效工艺不当、热风循环不畅或热电偶安装位置不正确，导致时效不充分或过时效。 2．2 解决办法 ①合理控制挤压温度和挤压速度，使型材在挤压机的出口温度保持在最低固溶温度以上； ②强化风冷条件，有条件的工厂可安装雾化冷却装置，以期达到6063合金冷却梯度的最低要求； ③加强铸锭的质量管理； ④对铸锭进行均匀化处理； ⑤合理确定时效工艺，正确安装热电偶，正确摆放型材以保证热风循环通畅。 3几何尺寸超差 3．1 主要原因 ①由于模具设计不合理或制造有误、挤压工艺不当、模具与挤压筒不对中、不合理润滑等，导致金属流动中各点流速相差过大，从而产生内应力致使型材变形； ②由于牵引力过大或拉伸矫直量过大导致型材尺寸超差。
常见铝及铝合金牌号的分类以及命名规则 铝在众多应用领域中被认为是最为经济实用的，在其中加入合金元素及运用热处理方式来强化铝作为结构材料，从而诞生出铝合金。铝及铝合金的编号主要分为八个系列。按照铝合金系，从强度最低1xxx系纯铝到强度最高7xxx系铝锌合金。 铝及铝合金牌号说明 国际牌号（用四位阿拉伯数字，现常用表示方法）： 1XXX 表示为99%以上的纯铝系列，如1050 2XXX 表示是铝-铜合金系列，如2014 3XXX 表示是铝-锰合金系列，如3003 4XXX 表示是铝-硅合金系列，如4032 5XXX 表示是铝-镁合金系列，如5052 6XXX 表示是铝-镁-硅合金系列，如6063 7XXX 表示是铝-锌合金系列，如7001 8XXX 表示是上述以外的合金体系 9XXX表示备用合金组 纯铝的牌号命名法：铝含量不低于99.00%时为纯铝，其牌号用1XXX系列表示。牌号的最后两位数字表示最低铝百分含量。当最低铝百分含量精确到0.01%时，牌号的最后两位数字就是最低铝百分含量中小数点后面的两位。牌号第二位的字母表示原始纯铝的改型情况。如果第二位的字母为A，则表示为原始纯铝；如果是B~Y的其他字母（按国际规定用字母表的次序选用），则表示为原始纯铝的改型，与原始纯铝相比，其元素含量略有改变。 铝合金的牌号命名法：铝合金的牌号用2XXX~8XXX系列表示。牌号的最后两位数字没有特殊意义，仅用来区分同一组中不同的铝合金。牌号第二位的字母表示原始合金的改型情况。如果牌号第二位的字母是A，则表示为原始合金；如果是B~Y的其他字母（按国际规定用字母表的次序选用），则表示为原始合金的改型合金。
6063铝合金型材“闪烁花纹”的成因及对策 在6063铝合金建筑装饰型材的生产中，常会见到一些空心、半空心的，甚至是一些断面曲率较大的实心的挤压材，经过硫酸阳极氧化生产工艺处理后，其表面局部会出现一种沿纵向连续分布的，具有一定宽度的显示为粗糙不平(似梨皮状)的，清晰可见的闪烁晶粒状的表面缺陷—“闪烁花纹”(或称“光亮花样”)。其分布规律是：①沿挤压方向，尾部比头部更明显可见，严重时，首尾都很明显；②沿垂直于挤压轴线的方向，“花纹”一般只出现在局部，尤其出现在型材曲率较大的部位，或是空心、半空心型材的焊缝区域，或是在型材的形成过程中6063铝合金承受摩擦阻力最大的部位。 2 成因分析 2.1 氧化前处理工艺的影响 某些挤压材经硫酸脱脂并水洗后，表面无异常变化，而当其在wZn2＋ ≥4×10－6的碱蚀液中经正常的浸蚀并随后立即有效水洗后，就会看到“闪烁花纹”的存在。笔者对挤压材的挤压组织进行分析，结果表明：“闪烁花纹”对应的组织是晶粒度比正常部位的大得多的粗大等轴晶的再结晶组织——粗晶环，且晶粒越粗大，“闪烁花纹”越明显；这种现象也随着浸蚀的进行而越来越明显。 文献[1]指出：“闪烁花纹”的形成除了与合金成分(尤其是Zn)、挤压材(RCS状态)的组织状态有关外，还与碱蚀液中[Zn2＋]有关。实验证明：在合金中，当wZn≥0.033%，且型材表面存在粗晶环的前提下，只要碱蚀液中wZn2＋≥4×10－6，就会产生“闪烁花纹”。产生“闪烁花纹”的根本原因是碱蚀液中Zn污染引起的选择性晶间腐蚀[2]。晶间腐蚀的机理是电化学的，是晶界内的局部原电池作用的结果。沿晶粒边缘沉淀析出的第二相Mg2Si与贫乏的固溶体之间由于腐蚀电位的不同，在碱蚀电解质溶液中，形成了原电池α－Al－Mg2Si。在实际生产中，一般都要求Si的含量过剩，则其晶间腐蚀敏感性增大，因为位于晶界及其附近区域的游离硅具有很强的阳极性[3]。研究结果表明：“闪烁晶粒”的晶界及其附近区域中的含Zn量相对偏高，即Zn参与了腐蚀过程。文献[4]推测：Zn是以“溶解－再沉积”的方式促进晶界腐蚀的。碱洗时，固熔于α－Al中的Zn随α－Al的溶解而溶解；当槽液中wZn2＋≥4×10－6时，发生反应：Al＋Zn2＋→Zn＋Al3＋，单质Zn有选择地在阴极性区域沉积，进一步加剧了局部腐蚀。 2.2 铸锭质量的影响 我们知道；6063铝合金的主要相组成为：游离Si(阳极相)和FeAl3(阳极相)，当wFe≥wSi时，有α－(Al－Fe－Si)(阳极相)；当wFe≤wSi时，有β－(Al －Fe－Si)(阴极相)。实际生产中，要求6063合金的成分应符合国际GB3190－82之规定，并且要求按wFe∶wSi=1.73∶1相对过剩的Si元素的过剩量不大于0.20%。而在6063铝合金型材(RCS状态)的碱蚀处理过程中，当其他条件具备时，只要合金中wZn≥0.03%，就可能产生“闪烁花纹”缺陷；并且这种缺陷的清晰程度随合金中Zn含量的增加而增大。特别应该指出的是：在相同条件下，产生“闪烁花纹”缺陷时，合金中Zn的含量对空心型材的影响要比它对实心型材的影响更明显。 2.3 挤压－热处理工艺因素的影响 文献指出[5]：低层错能的金属(如α－Al)在挤压(ε=90%)时，只发生动态