6082合金挤压工艺的选择

6082合金挤压工艺的选择

模具加工用坯料6082是al-mg-si系的平均强度铝，具有良好的耐腐蚀性和加工性能。广泛应用于大倾角结构、海洋设备和螺母的加工中。然而，很少有关于压缩产品的报道。我厂在车身型材的生产中应用了6082铝合金,下文就生产中各工序的工艺措施进行一些阐述。1熔塑工艺1.1mn及mg、si合理控制化学成分是改善合金铸造性能,为生产性能合格的型材提供良好基材的先决条件。6082合金成分主要特点就是含有适量的Mn和Mg,Si含量相对较高。6082合金添加Mn主要起到提高淬火人工时效、自然时效强度,提高再结晶温度、细化晶粒,改善型材弯曲性能的作用。但添加过多的Mn则会产生T(Al12Mn3Si)相,损失部分Si,减弱Si的强化作用;在α相中产生严重的晶内偏析,造成挤压制品粗晶组织;降低型材氧化着色效果。因此,我们重点对Mn的含量进行试验确定:以Mn(质量分数%,下同)为0.6～0.65及0.9～0.95进行对比。发现Mn含量偏上限时,制品尾部粗晶组织较多,且力学性能偏低,所以我们将Mn含量确定为0.6～0.65。对于Mg、Si成分,由于6082铝合金同时通过适量Si过剩来促进强化,因此我们按Mg12Si含量为1.5～1.6,过剩Si为0.5～0.6来控制Mg、Si成分。另外添加Cr以减少时效前的“停放效应”,但不应过多,以防过多的Cr引起淬火敏感性提高。1.2铸造成形工艺由于6082铝合金合金化程度并不高,合金结晶温度范围适中,因此,铸造成形并不困难。主要问题是Mn的适量存在引起的晶内偏析及固液区塑性降低引起的抗裂能力不足。主要采取以下措施:(1)请控制冷却强度(2)选择制造温度(3)控制制造速度另外,合金中对Fe的控制并不严,通过常规的精炼,过滤工艺可达到技术标准要求的纯净度。2压延工艺2.1铸造组织的转化铸锭均匀化的目的是使铸造时形成的Mg2Si得到溶解,促进合金成分分布均匀,并使铸造组织中β向α相转化、聚焦、球化,这一转化过程在580℃时开始。由于合金中Mn的存在可降低转变温度、缩短转变时间,且为保持合金挤压性能和挤压效应,采用中温均化工艺,即在570℃保温6h。2.2试验温度对试验金融资源的影响铸锭挤压温度是决定制品力学性能的关键参数之一。由于6082合金中含有适量Mn及Cr,合金淬火敏感性较高,同时Mn的存在使合金具有挤压效应。因此,选用490～510℃偏上限的挤压温度将有降低合金淬火敏感性,发挥合金挤压效应的双重作用。另外,铸锭采用工频加热,加热时间控制在2.5min以内,使其快速穿过200～450℃范围,避免形成较粗的β(Mg2Si)相沉淀。2.3水浸式水冷却技术由于6082铝合金淬火敏感性较高,最小淬火冷却速度应达到300℃/min。风扇冷却无法达到这一冷却速度并使制品温度快速通过粗大Mg2Si形成的温度区间,因此只有采用水冷却方式才能达到这一目的。我厂有一台浸水式水淬装置,经试用水冷强度完全可以达到,制品力学性能超过用户要求20%～25%,但由于制品形状复杂系数较高,开口部位多,水浸方式往往使制品产生局部收缩不均,使制品尺寸超差。为解决这一矛盾,建议采用雾淬方式,在布局上采用纵向分段、横向分点形式。2.4对这一不足的不足,即具体问题的表现在哪里一般6000系中强铝合金的挤压生产中,挤压速度的选择区间是不大的,6082合金同样存在这一不足。当挤压速度超过15m/min时,制品表面将有出现横向微裂纹的倾向,即使温度下降至450～480℃之间,制品表面也会出现非常多的金属豆、表面比较粗糙,不利于后续表面处理,所以挤压速度一般选择8～12m/min。实心型材取上限,空心型材取下限。2.5工艺处理要求时效是型材达到规定力学性能的最后一个环节。6000系中强铝合金的时效温度一般可为170℃×6～10h,6082可取为170℃×8h。由于车身型材的特殊性,部分制品长度超过一般热处理炉的有效长度,须采用T1处理。从试验看,6082合金型材T1处理经60天可达到技术协议(σb≥260MPa)要求,韦氏硬度达到HW11～14。图1为6082合金型材T1处理进程图。3氧化涂层生产3.1金属光泽整平和局部腐蚀碱洗是预处理中重要工序,是获得均匀色调和表面光泽的基础。适度的腐蚀可去除模具不光洁所产生的纵向细微线纹和表面不平整,起到调整金属光泽和整平作用。但过度腐蚀往往使6082合金型材可能产生局部粗晶和偏析带显现出来,从而产生废品。过蚀试验时发现制品边部有粗晶组织。因此,碱洗工艺参数为NaOH:50～60g/L,WF-102:2～2g/L,温度:40～50℃,时间:6～10min。3.2控制膜厚的原则阳极氧化采用常规硫酸电解液,分散能力好,型材各部分电流分布均匀,可以使膜厚基本达到均匀一致。作为车身型材,部分制品形状复杂,易随着车身的震动而产生变形,因此应控制膜厚不宜太厚。一般控制不大于15μm,对氧化料可控制10μm,对着色料则为促进着色上色,可控制膜厚为13μm左右。在常规氧化工艺条件下,可通过控制氧化时间来控制膜厚。3.3工艺参数对织物的影响由于合金中Mg、Si较高,且含有适量Mn,常规6063合金型材着色工艺显然不适用于6082合金,必须对工艺进行调整。我们在小试槽中进行了正交试验,表2、图2为试验参数与试验结果。从图2看出,采用以下工艺参数较为合理:SnSO415g/L;H2SO418g/L;温度20℃;电压17V。将此参数搭配扩大到工业生产,又通过规模生产进行局部调整,使黑色色泽基本上达到均匀一致,且重现性较好。调整后各参数为SnSO4:15±0.5g/L;H2SO4:19±0.5g/L;NiSO4:8±0.5g/L;温度:20±1℃;电压:17V。3.4其他工艺参数脱脂、水洗、封孔工序可按常规工艺执行,只是对于出光工序,可根据各厂的工艺配置进行选择,对6082合金,用HNO3出光效果应该更好。4铸造速度对铸造质量的影响6082铝合金作为Al-Mg-Si系的中强铝合金,虽然应用不如6063广泛,但仍有其独到的应用领域,车身型材便是一例。由于其有良好的弯曲性能,即使在T5处理后仍可进行适度冷弯。另外,6082合金型材同样可获得良好的表面处理效果。因此,6082铝合金的应用值得进行广泛发掘。冷却强度大、冷却速度快有利于消除晶内偏析现象,控制一次冷却强度,加大二次冷却强度以减少铸造时产生的应力集中而导致铸锭裂纹,将冷却水压控制在0.1～0.3MPa。另外,结晶器采用倒锥形矮结晶器。铸造温度选择主要考虑两点:一是温度不能过高,过高会使液穴加深,温度梯度加大,导致铸造应力加大,产生裂纹;二是铸造温度过低,将降低金属流动性,易产生冷隔、夹渣、不易于气体逸出。因此,结合6000系中近似合金的铸造经验,选择铸造温度为715～730℃。铸造速度是决定铸造质量的重要工艺参数。当铸造