6063合金型材力学性能的影响因素及改善对策

1、6063合金型材力学性能的影响因素及改善对策6063铝合金型材是门窗、幕墙理想的结构和装饰材料随着门 窗、幕墙行业的发展，对6063铝合金型材的力学性能提出了更高的 要求。高强度的型材可减低设计壁，减少结构重量，更受市场欢迎。1.合金化学成分6063合金化学成分见表1,其主要合金元素是 mg和si,并形成强化相mg sire, mg与si的质量比是1.73,当mg： si>l 73时合金含有多余的mg,过剩mg会降低mg si的固溶度，影 响时效强化效果，因此通常不容许过剩mg存在。即通常情况下mg： si>l 73,即含有过剩si,过剩si以aifesi杂质相和游离si形态存在,

2、 游离si能细化mg si质点，有利于mg si的固溶，增强合金的时效强 化效果，提高合金力学性能。si的过剩越多，合金的强度越高（见图 1）0但过剩si过多，会降低合金的抗蚀性和阳极氧化膜的光泽度， 因此过剩si通常小于0 2%。6063合金的强度主要依赖于mgo si 的含量（质量分数），从图1和表2的试验数据中看出，6063合金t5 状态抗强度随mg si含量的升高而增加。表1 6063合金化学成品（） si fe cu mn mg cr zn ti al 0.2-0.6 0.35 0.10 00 0.450 9 0.10 0.100.10余量表2不同6063合金成分的t5状态抗拉强度试

3、样号 合 金戏分 mg2si 含量 抗拉强度 mpa 1 0.7 168 2 0.8 183 3 1.0 239 mg2si的含量在一定范围内与强度近似成正比线性关系。因此，必须 通过严格控制mg和si的含量来获得一定数量的mg2si相。通常控 制mg2si的含量为0.8%-1%,其中mg含量为o.45%0.75%, si 为0.35%0.6%,过剩si小于0.2%,最佳fe含量为0.15%一 0 25%, fe含量过低，晶粒粗大：fe含量过高，会形成过多的fea13-alfesi 等脆性杂质相，会降低合金强度、耐蚀性及表面光高度。合适的化学 成分是6063合金满足力学性能要求的前提和保征。2

4、.铸锭均匀化处理铸锭均匀化处理是6063合金生产中比较重 要的一环，对挤压性能、力学性能和表面性能有重要影响。在铸态下, mg si是不均匀分布的，并有mg2si和alfesi大量析出。均匀化处 理的目的是使铸造时形成的mg2si溶解、消除晶内偏析、促使条状 的balfesi相转变成球状细小的。b-alfesi,均匀化出炉之后应 采用快速冷却制度，使析出的mg2si细小但均匀地分布，从而使 mg2si在随后的挤压过程中极易重溶，固溶度增加，改善热处理效果, 提高合金强度。均匀化处理还可降低挤压力并提高挤压速度。因此， 铸锭均匀化处理是获得优良力学性能的必要条件。均匀化处理一般规 范为565&#

5、176;c. 46小时。如果温度控制得精确还可以高些，炉温控制 精确度为±3°co均匀化后最好采用阶段冷却，即出炉后先以强大的气 流快速冷却到25o°c,冷却速度不低于350c/h,再用水冷却到 5o°co3挤压及淬火淬火是为了使在高温下固溶于铝中的强化相mg si经快速冷却到室温而被保留下来。固溶温度和淬火敏感性随mgo si含量的增加而增加，如含mgo si量为1.0%的合金充分固溶温度 应2500c,从450c冷却到200c的最小临界冷却速度为38c/ min：而含mg si量为1 4%的合金充分固溶温度应n500c由于6063合金淬火敏感性较低，

6、能够在挤压机列上实现淬火。为使mg si相充 分固溶于铝中，型材挤压日寸的出口温度应3500c,但不要超过 560c,否则型材表面质量下降。如型材出口温度470 oc,就不能 获得处于固溶状态的冶金组织，型材的力学性能得不到保证。型材出 模后可进行水雾冷却淬火或强制风冷淬火.冷却速度越快，获得的强 度越高。实际生产中，冷却速度可控制为：型材通过冷却区到达冷床 日寸的温度应250°c o如冷却速度过低会导致强度偏低。4.时效6063合金需经人工口寸效才能获得最佳强度.其t5 状态的日寸效温度为170oc 80c，保温日寸间为58小时：略提 高日寸效温度可缩短保温fi寸间，但强度会有所降低。在实际8产中 为提高生产效率，日寸效温度通常为（205±5）、保温2.5-3小时。要 求炉了能快速升温，能精确控制炉温和日寸效日寸间。如出现温度控 制仪表失灵，各温区升温速度差和温差较大，风机热循环效果不佳 等睛况，易造成力学性能偏低。5.结论（1）合适的化学成分是6063合金满足力学性能要求的 前