6063铝合金连续挤压工艺研究
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6063铝合金连续挤压工艺研究
一、6063铝合金特点
6063属低合金化的Al-Mg-Si系合金，国标GB/T 31901996规定该牌号的化学成分(%)为：Mg＝0.45～0.90，Si＝0.20～0.60，Fe0.35，Cu0.10，Mn0.10，Cr0.10，Zn0.10，Ti0.10，其它0.15，其余为Al。其中Mg和Si为主要强化元素，形成主要强化相Mg2Si。6063合金中Mg2Si含量为1.2%左右，Mg与Si的含量是按形成Mg2Si所需要的量，即Mg∶Si＝1.73而设计的。实际上按此比例往往Mg过剩，而过剩的Mg使Mg2Si在Al中的溶解度显著削减，降低强化效果，故多使Si稍偏高，过剩的Si有强化作用，但Si过剩太多则降低合金的抗蚀性。
从图1所示的伪二元Al-Mg2Si系相图可以看出，Mg2Si在Al中固溶度随温度明显变化，在共晶温度，Mg2Si的极限溶解度为1.85%；在200∶时，Mg2Si的溶解度为0.27%，因此AlMgSi系合金有明显的时效硬化效应。其中的6063合金，由于高温塑性好，淬火温度宽，临界淬火速度小，可挤压后喷水或风淬，不需要特地的固溶处理，因此在建筑型材、汽车工业等部门获得广泛的应用，从数量上来说，仅次于工业纯铝的用量。
二、6063铝合金连续挤压工艺讨论
连续挤压是本世纪七十年月问世的有色金属塑性加工新技术，尤其适用于软铝及其合金的加工。它采纳直径9.5mm的铝杆为原料，靠挤压轮槽壁的摩擦力将毛坯带进由挤压轮槽与模座组成的弧形挤 2 / 3
压室。坯料被伸入轮槽的挡料块拦住，在摩擦力的持续作用下，温度和压力不断上升，达到材料的屈服强度，便从设置在挡料块旁的模具中挤出形成产品。因此连续挤压不需要毛坯加热装置，节约了设备占地面积与。只要连续供应毛坯，便能生产出任意长度的产品。产品的特点是小截面(最小为6mm2)，高精度(直径与壁厚公差为0.05mm)。汽车等工业部门所用6063合金产品，因其截面小精度高，过去生产用常规挤压毛坯再进行拉拔的工艺，现在看来不如采纳连续挤压工艺经济。依据连续挤压的特点，探讨了如下问题：
(1)6063铝杆的退火处理
由于6063铝杆的屈服强度较工业纯铝高，加上自然时效使之强度增加塑性下降，因此连续挤压前铝杆应预先热处理。考虑到6063中合金成分易偏折，应采纳高温匀称化退火。高温退火后宜快冷，使Mg2Si相颗粒细小，硬度高，有助于提高挤压产品的机械性能。
(2)连续挤压与固溶处理的结合
所谓固溶处理，指合金加热至肯定温度，其次相溶入基体而得到单相固溶体。通常认为固溶温度要高，固溶时间要长，固溶效果才好。对于6063合金的常规挤压来说，其坯料为定长的铸造圆棒，挤压前在加热炉中高温长时间预热，挤压筒也充分预热，因此挤压时很简单达到预定的固溶温度，使Mg2Si相充分溶入基体。相比之下，连续挤压的铝杆没有预热装置。从室温的铝杆到变形后高温的产品，所需的变形能与热量全靠挤压轮的摩擦功转换。加之连续挤压时坯料从弧形挤压室的入口到出模口，加热的时间很短，大约为通常固溶保温时间 3 / 3
的几百分之一，故对于连续挤压能否与固溶淬火相结合的问题，进行了试验。对三组成分相同的试件，分别经过不同的加热温度与保温时间后，再按相同的规范淬火准时效，最终测量抗拉强度以判别固溶强化的效果。
