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    6063鋁材

    詳細描述:
     當前位置:產品展示
    產品名稱: 6063鋁材
    產品型號: 6063鋁材
    產品品牌: 西南鋁業
    執行標準:  
     詳細描述:
     6063鋁合金廣泛用于建筑鋁門窗、幕墻的框架,為了保證門窗、幕墻具有高的抗風壓性能、裝配性能、耐蝕性能和裝飾性能,對鋁合金型材綜合性能的要求遠遠高于工業型材標準。 在國家標準GB/T3190中規定的6063鋁合金成分范圍內,對化學成分的取值不同,會得到不同的材質特性,當化學成分的范圍很大時,其性能差異會在很大范圍內波動,以致型材的綜合性能會無法控制。

    6063鋁合金化學成分的概述

      6063鋁合金的化學成分成為生產優質鋁合金建筑型材的最重要的一環。

    1、合金元素的作用及其對性能的影響

      6063鋁合金是AL-Mg-Si系中具有中等強度的可熱處理強化合金,Mg和Si是主要合金元素,優選化學成分的主要工作是確定Mg和Si的百分含量(質量分數,下同)。
      1.1 Mg的作用和影響 Mg和Si組成強化相Mg2Si,Mg的含量愈高,Mg2Si的數量就愈多,熱處理強化效果就愈大,型材的抗拉強度就愈高,但變形抗力也隨之增大,合金的塑性下降,加工性能變壞,耐蝕性變壞。
      1.2 Si的作用和影響 Si的數量應使合金中所有的Mg都能以Mg2Si相的形式存在,以確保Mg的作用得到充分的發揮。隨著Si含量增加,合金的晶粒變細,金屬流動性增大,鑄造性能變好,熱處理強化效果增加,型材的抗拉強度提高而塑性降低,耐蝕性變壞。

    2、 Mg和Si含量的選擇

      2.1 Mg2Si量的確定
      2.1.1 Mg2Si相在合金中的作用 Mg2Si在合金中能隨著溫度的變化而溶解或析出,并以不同的形態存在于合金中: (1)彌散相β’’固溶體中析出的Mg2Si相彌散質點,是一種不穩定相,會隨溫度的升高而長大。 (2)過渡相β’ 是β’’由長大而成的中間亞穩定相,也會隨溫度的升高而長大。 (3)沉淀相β是由β’ 相長大而成的穩定相,多聚集于晶界和枝晶界。 能起強化作用Mg2Si相是當其處于β’’彌散相狀態的時候,將β相變成β’’相的過程就是強化過程,反之則是軟化過程。
      2.1.2Mg2Si量的選擇 6063鋁合金的熱處理強化效果是隨著Mg2Si量的增加而增大。當Mg2Si的量在0.71%~1.03%范圍內時,其抗拉強度隨Mg2Si量的增加近似線性地提高,但變形抗力也跟著提高,加工變得困難。但Mg2Si量小于0.72%時,對于擠壓系數偏小(小于或等于30)的制品,抗拉強度值有達不到標準要求的危險。當Mg2Si量超過0.9%時,合金的塑性有降低趨勢。 GB/T5237.1—2000標準中要求6063鋁合金T5狀態型材的σb≥160MPa,T6狀態型材σb≥205MPa,實踐證明.該合金的 最高可達到260MPa。但大批量生產的影響因素很多,不可能確保都達到這么高。綜合的考慮,型材既要強度高,能確保產品符合標準要求,又要使合金易于擠壓,有利于提高生產效率。我們設計合金強度時,對于T5狀態交貨的型材,取200MPa為設計值。從圖1可知,抗拉強度在200MPa左右時,Mg2Si量大約為0.8%,而對于T6狀態的型材,我們取抗拉強度設計值為230 MPa,此時Mg2Si量就提高到0.95%。
      2.1.3Mg含量的確定 Mg2Si的量一經確定,Mg含量可按下式計算: Mg%=(1.73×Mg2Si%)/2.73
      2.1.4 Si含量的確定 Si的含量必須滿足所有Mg都形成Mg2Si的要求。由于Mg2Si中Mg和Si的相對原子質量之比為Mg/Si=1.73 ,所以基本Si量為Si基=Mg/1.73。 但是實踐證明,若按Si基進行配料時,生產出來的合金其抗拉強度往往偏低而不合格。顯然是合金中Mg2Si數量不足所致。原因是合金中的Fe、Mn等雜質元素搶奪了Si,例如Fe可以與Si形成ALFeSi化合物。所以,合金中必須要有過剩的Si以補充Si的損失。合金中有過剩的Si還會對提高抗拉強度起補充作用。合金抗拉強度的提高是Mg2Si和過剩Si貢獻之和。當合金中Fe含量偏高時,Si還能降低Fe的不利影響。但是由于Si會降低合金的塑性和耐蝕性,所以Si過應有合理的控制。我廠根據實際經驗認為過剩Si量選擇在0.09% ~0.13%范圍內是比較好的。 合金中Si含量應是:Si%=(Si基+Si過)%

    3、 合金元素控制范圍的確定

      3.1Mg的控制范圍 Mg是易燃金屬,熔煉操作時會有燒損。在確定Mg的控制范圍時要考慮燒損所帶來的誤差,但不能放得太寬,以免合金性能失控。我們根據經驗和本廠配料、熔煉和化驗水平,將Mg的波動范圍控制在0.04%之內,T5型材取0.47%~0.50%,T6型材取0.57%~0.60%。
      3.2Si的控制范圍 當Mg的范圍確定后,Si的控制范圍可用Mg/Si比來確定。因為該廠控制Si過為0.09%~0.13%,所以Mg/Si應控制在1.18~1.32之間。
      3.3 6063鋁合金T5和T6狀態型材化學成分的選擇范圍。若要變更合金成分時,比如想將Mg2Si量增加到0.95%,以便有利于生產T6型材時,可沿過Si上下限區間將Mg上移至0.6%左右的位置即可。此時Si約為0.46%,Si過為0.11%,Mg/Si為1.
      3.4 結束語 根據我廠的經驗,在6063鋁合金型材中Mg2Si量控制在0.75%~0.80%范圍內,已完全能夠滿足力學性能的要求。在正常擠壓系數(大于或等于30)的情況下,型材的抗拉強度都處在200~240 MPa范圍內。而這樣控制合金,不僅材料塑性好,易于擠壓,耐蝕性高和表面處理性能好,而且可節約合金元素。但是還應特別注意對雜質Fe進行嚴格控制。若Fe含量過高,會使擠壓力增大,擠壓材表面質量變差,陽極氧化色差增大,顏色灰暗而無光澤,Fe還降低合金的塑性和耐蝕性。實踐證明,將Fe含量控制在0.15%~0.25%范圍內是比較理想的。

    6063化學成分

      硅Si:0.20-0.6
    鐵Fe: 0.35
      銅Cu:0.10
      錳Mn:0.10
      鎂Mg:0.45-0.9
      鉻Cr:0.10
      鋅Zn:0.10
      鈦Ti:0.10
      鋁Al:余量
      其他:
      單個:0.05 合計:0.15

    6063力學性能

      力學性能:
      抗拉強度 σb (MPa):≥150
      伸長應力 σp0.2 (MPa):≥110

      伸長率 δ5 (%):≥7

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