[发明专利]一种避免6063挤压铝合金晶粒粗大的新工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种6063铝合金的生产工艺，特别涉及一种避免6063挤压铝合金晶粒粗大的新工艺。

背景技术

6063铝合金属于A-lMg-Si系,其特点是:具有中等强度,有良好的塑性,优良的可焊性和耐腐蚀性,特别是无应力腐蚀开裂倾向。铝合金板材往往是以轧制方式生产为主,大规格挤压板材的开发是在铝合金应用市场不断扩大的基础上,为了满足国内外客户的需求,才借助大型挤压设备生产的。与轧制板材相比,挤压板材在经过同样热处理工艺之后,其力学性能一般都比较高,产品在进一步加工应用方面更具有性能优势。但是在生产500mm100mm、710mm8mm规格板材时,由于加热的环节比较多,产品在交付使用时出现性能不均匀的现象,而且部分产品还出现了热加工后变形的情况。经过对产品的断面进行低倍检查发现,制品断面的低倍组织出现周边部晶粒细小,而中心基体部分晶粒粗大,检查相应部位的力学性能发现其性能普遍偏低。为此我们对规格较大的挤压板材进行了技术攻关。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种6063铝合金的制备工艺，避免6063挤压铝合金晶粒粗大，以获得优异的性能。

本发明的技术方案是：一种6063挤压铝合金，铝合金化学成分质量分数：Si：0.6-0.7，Fe<0.35,Cu:0.2-0.3,Mn<0.1,Mg:1.0-1.1,Cr:0.05-0.08,Zn<0.15,Ti<0.15,其余Al。

一种避免6063挤压铝合金晶粒粗大的新工艺，6063铝合金铸锭的均匀化工艺:设定温度550℃;保温时间6h-8h；冷却方式,强风冷却至200℃再水冷，挤压温度为420-440℃，挤压速度为1.5-2.0m/min，挤压板材淬火工艺参数:炉子加热室温度525,保温时间根据板材厚度而定，时效制度为175℃，10h。

本发明的有益效果：适当调整6063铝合金的化学成分和铸锭均匀化温度,缩短均匀化保温时间,挤压时采用快速加热、降低挤压温度和挤压速度,降低淬火加热温度,适当调整淬火加热保温时间等措施,可使6063-T6511铝合金大规格挤压板材各部位的力学性能达到标准的要求。

具体实施方式

首先从铸锭成分入手,制定了6063铝合金大规格铸锭的化学成分调整方案,见表1。其次对均匀化工艺、挤压工艺、淬火工艺、时效工艺等进行了调整,根据规格的不同,淬火加热保温时间有所不同。具体挤压工艺参数见表2。

6063铝合金铸锭的均匀化工艺:设定温度550;保温时间6h~8h;冷却方式,强风冷却至200再水冷。挤压板材淬火工艺参数:炉子加热室温度525,保温时间根据板材厚度如表3所示。时效制度为175，10h。调整成分和工艺后的产品检测性能力学性能结果见表4。

试验结果分析

从表4可以看出,经过调整成分、工艺后,各种规格板材的性能都超过该标准中的要求值;产品在挤压、热处理后低倍组织检验表明,板材横截面的低倍组织细密均匀,晶粒度达到2级~3级。6063-T6511铝合金挤压板材通过调整均匀化温度和缩短保温时间,采用快速加热锭坯,降低挤压温度及挤压速度,降低淬火温度,调整淬火加热保温时间,可以使板材中间部分也得到细小的晶粒组织,同时也不影响Mg2Si相更加充分的固溶,在时效时通过适当延长时效时间可使Bd相析出更加均匀,从而使热处理后材料组织细密,力学性能提高。

多数情况下,材料的晶粒都会随着固溶温度增高而粗化,这是因为实际加热时都已经发展到晶粒长大阶段,其粗化实际上是晶粒长大的结果。温度越高,再结晶完成时间越短,在相同保温时间下,晶粒长大时间更长,高温下晶粒长大速率也越大,因此最终得到粗大的晶粒。增大加热速度细化再结晶晶粒的主要原因是:快速加热时,回复过程来不及进行或进行得很不充分,因此,不会使冷变形储能大幅度降低。快速加热提高了实际再结晶开始温度,使形核率加大,此外,快速加热能减少阻碍晶粒长大的第二相及其他杂质质点的溶解,使晶粒长大趋势减弱,这也是加热速度对多相合金更为敏感的原因。

结束语

适当调整6063铝合金的化学成分和铸锭均匀化温度,缩短均匀化保温时间,挤压时采用快速加热、降低挤压温度和挤压速度,降低淬火加热温度,适当调整淬火加热保温时间等措施,可使6063-T6511铝合金大规格挤压板材各部位的力学性能达到标准的要求。