CN107686915A

CN107686915A - 6063铝型材及其生产工艺

Info

Publication number: CN107686915A
Application number: CN201710782500.9A
Authority: CN
Inventors: 杨洋; 郑孝兵; 舒健; 毕仁红; 朱湖兵; 王江文
Original assignee: Hunan Jinniu Aluminum Industry Co Ltd
Current assignee: Hunan Jinniu Aluminum Industry Co Ltd
Priority date: 2017-09-02
Filing date: 2017-09-02
Publication date: 2018-02-13

Abstract

本发明公开了一种6063铝型材，由以下重量百分比的合金成分构成：Si 0.42‑0.45%，Mg 0.58‑0.62%，Fe≤0.15%，Cu≤0.1%，Cr 0.04‑0.05%，Nb≤0.05%，YAG:Ce荧光粉≤0.005%，La≤0.05%，余量为Al。本发明通过合适的成分调整，增强了合金的流变性，减少挤压力，提高挤压速度，提高了机械加工性能；且通过特定工艺的设计，使得材料组织更加均匀，塑性挤压性能大幅度提高，使6063铝型材具备更佳的综合力学性能，铝型材的抗拉强度≥200Mpa以上，断后延伸率≥12%以上。

Description

6063铝型材及其生产工艺

技术领域

本发明属于铝型材制备技术领域，具体涉及一种高强度高延伸率6063铝型材及其生产工艺。

背景技术

6063铝合金属于低合金化的Al-Mg-Si系高塑性合金，主要合金元素为镁与硅，具有加工性能极佳、优良的可焊接性、挤出性及电镀性、良好的抗腐蚀性、韧性，易于抛光、上色膜，阳极氧化效果优良，是典型的挤压合金。6063铝合金型材以其良好的塑性、适中的热处理强度、良好的焊接性能以及阳极氧化处理后，表面华丽的色泽等诸多优点而被广泛应用于建筑型材、灌溉管材、太阳能光伏面板固定边框及连接角码、供车辆、台架、家具、升降机、栅栏等用的管、棒、型材。

由于部分硬质相的大量存在而使得机械加工性能差，挤压力较大，模具磨耗大寿命低，挤压速度慢，生产效率低，能耗高。对于一些薄壁复杂型材，尤其是宽厚比大于100、形状非对称性以及异性程度大的挤压型材，普通6063根本不能很好成型。故需要对合金成分进行改进，同时也急需一种新的工艺来改善6063铝合金的组织性能。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种6063铝型材及其生产工艺，以获得组织、成分均匀并具较佳力学性能的6063铝型材。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案：一种6063铝型材，由以下重量百分比的合金成分构成：Si 0.42-0.45%，Mg 0.58-0.62%，Fe≤0.15%，Cu ≤0.1%，Cr 0.04-0.05%，Nb≤0.05%， YAG:Ce荧光粉≤0.005%， La≤0.05%，余量为Al。

6063铝型材生产工艺，包括熔炼铸造工艺、挤压工艺、时效工艺这些步骤，

其中熔炼铸造工艺：（1）将原料组分除去La、Nb以及YAG:Ce荧光粉外进行配料装炉熔炼，温度控制在700-800℃，时间控制在2-3h；（2）接着依次加入Nb、La、YAG:Ce荧光粉，加热并搅拌均匀，升温至750-770℃，以气体量为1.5-2.5L/min通入氮气进行除气精炼10-15min，扒渣后静置15-20min，取样进行炉前快速分析，分析结果符合合金成分要求即出炉；（3）将预热好的金属模具取出，放水浇注，浇注的温度为720-750℃，浇注的过程中在金属模具周围施加交变电磁场，待5-10min后取出铝棒；（4）待铝棒在自然冷却后再次升温至420-450℃保温4-8h，然后升温至520-550℃保温3-6h，完成均匀化处理；

挤压工艺：挤压前对铝棒、模具及挤压筒均进行加热，其中铝棒加热至400-420℃，模具加热温度为420-480℃，挤压筒加热至380-430℃，当三者温度达到要求后开始挤压，挤压速度控制在3-5m/min，挤压的压力不超过210kg/cm²，挤压时出料口温度控制在510-530℃，出料口淬火采用强风冷，在以200-250℃/min的速度冷却至170℃以下，挤压后进行拉直，拉伸变形量控制在1-3%；

时效工艺：把挤压好的材料定尺锯切后，并装入时效炉中进行时效，时效炉设定温度为200±10℃，保温2-3h，保温时间一到立即出炉。

本发明的有益效果是：1、合适的成分调整，增强了合金的流变性，减少挤压力，提高挤压速度，提高了机械加工性能；2、特定的熔炼铸造工艺的设计，破碎和熔断了生长过程中的树枝晶，从而细化晶粒，使得材料组织更加均匀，塑性挤压性能大幅度提高；3、合适的挤压工艺参数的设置，有利于材料形成以纤维晶粒为主，极少量再结晶组织的微观结构，经过一定的拉伸变形量，使得型材各个地方形成均匀一致的晶粒组织，获得组织、成分均匀性能良好的铝型材，使6063铝型材具备更佳的综合力学性能，铝型材的抗拉强度≥200Mpa以上，断后延伸率≥12%以上。

具体实施方式

现结合具体实施例，来对本发明作进一步的详细描述。显然，不能因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，均应属于本发明的保护范围。下述实施例中未注明具体条件的种植及管理方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。

实施例一

6063铝型材，由以下重量百分比的合金成分构成：Si 0.45%，Mg 0.62%，Fe 0.10%，Cu0.05%，Cr 0.045%，Nb 0.05%， La 0.03%，余量为Al。

其中熔炼铸造工艺：（1）将原料组分除去La、Nb以及YAG:Ce荧光粉外进行配料装炉熔炼，温度控制在800℃，时间控制在3h；（2）接着依次加入Nb、La，加热并搅拌均匀，升温至770℃，以气体量为2.5L/min通入氮气进行除气精炼15min，扒渣后静置20min，取样进行炉前快速分析，分析结果符合合金成分要求即出炉；（3）将预热好的金属模具取出，放水浇注，浇注的温度为750℃，浇注的过程中在金属模具周围施加交变电磁场，待10min后取出铝棒；（4）待铝棒在自然冷却后再次升温至450℃保温8h，然后升温至550℃保温3h，完成均匀化处理；

挤压工艺：挤压前对铝棒、模具及挤压筒均进行加热，其中铝棒加热至420℃，模具加热温度为450℃，挤压筒加热至420℃，当三者温度达到要求后开始挤压，挤压速度控制在3m/min，挤压的压力不超过180kg/cm²，挤压时出料口温度控制在530℃，出料口淬火采用强风冷，在以250℃/min的速度冷却至170℃以下，挤压后进行拉直，拉伸变形量控制在3%；

时效工艺：把挤压好的材料定尺锯切后，并装入时效炉中进行时效，时效炉设定温度为200±10℃，保温2h，保温时间一到立即出炉。

实施例二

6063铝型材，由以下重量百分比的合金成分构成：Si 0.42%，Mg 0.58%，Fe 0.15%，Cu0.1%，Cr 0.04%，Nb 0.02%，YAG:Ce荧光粉0.002%， La 0.05%，余量为Al。

其中熔炼铸造工艺：（1）将原料组分除去La、Nb以及YAG:Ce荧光粉外进行配料装炉熔炼，温度控制在700℃，时间控制在3h；（2）接着依次加入Nb、La、YAG:Ce荧光粉，加热并搅拌均匀，升温至750℃，以气体量为1.5L/min通入氮气进行除气精炼10min，扒渣后静置15min，取样进行炉前快速分析，分析结果符合合金成分要求即出炉；（3）将预热好的金属模具取出，放水浇注，浇注的温度为720℃，浇注的过程中在金属模具周围施加交变电磁场，待5min后取出铝棒；（4）待铝棒在自然冷却后再次升温至420℃保温4h，然后升温至520℃保温3h，完成均匀化处理；

挤压工艺：挤压前对铝棒、模具及挤压筒均进行加热，其中铝棒加热至400℃，模具加热温度为420℃，挤压筒加热至380℃，当三者温度达到要求后开始挤压，挤压速度控制在5m/min，挤压的压力210kg/cm²，挤压时出料口温度控制在510℃，出料口淬火采用强风冷，在以200℃/min的速度冷却至170℃以下，挤压后进行拉直，拉伸变形量控制在1%；

时效工艺：把挤压好的材料定尺锯切后，并装入时效炉中进行时效，时效炉设定温度为200±10℃，保温3h，保温时间一到立即出炉。

Claims

1.6063铝型材，由以下重量百分比的合金成分构成：Si 0.42-0.45%，Mg 0.58-0.62%，Fe≤0.15%，Cu ≤0.1%，Cr 0.04-0.05%，Nb ≤0.05%， YAG:Ce荧光粉≤0.005%， La≤0.05%，余量为Al。

2.根据权利要求1所述的6063铝型材生产工艺，包括熔炼铸造工艺、挤压工艺、时效工艺这些步骤，其特征在于，