CN113151717A - 一种6063铝合金铸件及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于铝合金重力浇铸生产领域，涉及一种6063铝合金铸件及其生产工艺，其工艺步骤为：配料、熔炼、精炼、扒渣、在线细化、在线除气、在线过滤、模具预处理、浇料充型、固形、开模、热处理、外观检验；通过对6063铝合金铸件生产过程中各工艺步骤以及工艺参数的优化，确保铸件质量和力学性能达标，进而提高铸件的良品率。

Description

一种6063铝合金铸件及其生产工艺
技术领域
本发明属于铝合金重力浇铸生产领域，涉及一种6063铝合金铸件及其生产工艺。
背景技术
当前，能源消耗、环境保护问题日益突出，轻量化零件技术受到世界各国所重视，为了降低能源消耗、节能所减少环境污染带来的危害；铝及镁合金需求用量明显增加，尤其是6系铝合金在工业领域中，是被应用比较广泛的有色金属材料，在航空、高铁、汽车、机械制造、船舶以及化学工业领域大量被接纳，随着现代化工业的发展，铸件的应用范围广，客户群体多；因此，6063铝合金在工业领域中被广泛使用。但是，当前6063铝合金的铸件生产工艺仍然需要不断完善，对于产业链的配套扩展、工艺参数的控制依然缺少这方面的经验。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种6063铝合金铸件及其生产工艺，通过对生产工艺过程中各工艺步骤以及工艺参数的控制，优化铝合金6063铸件生产工艺，确保产品满足要求，提高铸件良品率。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种6063铝合金铸件，组分：Si：0.20～0.6％，Fe：0.35％，Cu：≤0.10％，Mn：≤0.10％，Mg：0.45～0.9％，Cr：≤0.10％，Zn：≤0.10％，Ti：≤0.10％，其他单个元素：≤0.05％，其他元素合计：≤0.15％，Al：余量。
一种6063铝合金铸件生产工艺，包括以下步骤：将配制好的铝合金原料加入到熔炼炉中均匀混合后熔炼为液态铝合金，将熔炼后的液态铝合金经搅拌、精炼、扒渣、在线细化、在线除气、在线过滤、模具预处理、浇料充型、固形、开模、热处理工序后，得到6063铝合金铸件，再进行外观检验。
可选地，所述熔炼的温度为730～750℃。
可选地，所述精炼过程中加入1Kg/tAl～3Kg/tAl精炼剂，通入氩气，精炼温度为735～745℃，精炼完成后静置10-15分钟。
可选地，所述扒渣的温度为735～745℃。
可选地，所述在线细化过程中加入Ti-B细化剂，喂丝机速度在110～160cm/min。
可选地，所述在线除气过程通入氩气，除气箱转子转速320～350r/min。
可选地，所述模具预处理程中，将氮化后的模具加热至480～500℃。
可选地，所述浇料充型过程中，将液态铝合金温度控制在700～720℃，时间15～20s。
可选地，所述固形过程中，固形时间控制在240～300s。
可选地，所述热处理过程中，铸件进热处理炉升温至172～178℃，保温2.5h，然后出炉自然冷却至室温，得到6063铝合金铸件。
可选地，所述外观检验过程中，依靠人工对6063铝合金铸件外观360°观察，通过目视手段，发现6063铝合金铸件的外观缺陷，如：铸件尺寸、毛刺等；铸件余量控制在≤1～2mm，6063铝合金铸件因缺陷外流。
本发明的有益效果是：本发明通过对6063铝合金铸件的生产工艺过程中各工艺步骤以及工艺参数的优化，确保产品满足各项要求下，提高铸件良品率。有利于产业链的配套扩展，工艺参数的控制。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1是本发明的工艺流程图；
图2是本发明实施例1中6063铝合金铸件的内部组织过烧图；
图2(a)是本发明实施例1中6063铝合金铸件a的组织过烧图；
图2(b)是本发明实施例1中6063铝合金铸件b的组织过烧图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
实施例1
一种6063铝合金铸件及其生产工艺，所述工艺包括如下步骤：配料、熔炼、搅拌、精炼、扒渣、在线细化、在线除气、在线过滤、模具预处理、浇料充型、固形、开模、热处理、外观检验。
(1)配料：按照以下重量份数比配制铝合金原料：
表一：铝合金原料含量
Figure BDA0002991214560000031
(2)熔炼：将配制好的铝合金原料加入到熔炼炉中均匀混合后熔炼为液态铝合金，熔炼温度为730℃。
(3)搅拌：利用搅拌器对铝合金熔液进行搅拌，以保证铝合金熔液的温度、成分均匀。
(4)精炼：通过精炼喷粉机向铝合金熔液中加入1Kg/tAl精炼剂，并向铝合金熔液中通入氩气，精炼温度为735℃，精炼完成后静置10min。
(5)扒渣：使用扒渣工具将铝合金熔液表面的浮渣清理干净，扒渣时温度保持在735℃。
(6)在线细化：通过喂丝机将钛硼丝加入到铝合金熔液里，喂丝机速度控制在110cm/min。
(7)在线除气：采用在线除气装置对铝合金熔液进行除气，并以氩气作为保护气体，在线除气装置的转子的转速控制在320r/min，以在线除气装置内有均匀小火苗出现为标准，不可以出现大量铝合金熔液翻腾现象。
(8)在线过滤：使用过滤装置对铝合金熔液进行过滤。
(9)模具预处理：将氮化后的钢质模具或石墨制成模具在电阻炉加热至480℃。
(10)浇料充型：将加工好的铝合金熔液，采用流水线或人工从模具浇灌口位置倒入，温度控制在700℃，依靠金属液自重流动性填充模腔内，时间为15s。
(11)固形：闭合上、下模，然后用螺栓紧固将上下模完成对合定位，保证铸件尺寸、减少披缝和毛刺，固形时间为240s。
(12)开模：冷却后，开模获得铸件，取出浇铸件，人工去除其浇冒口并清砂处理。
(13)热处理：铸件进热处理炉升温至172℃，保温2.5h，然后出炉，冷却至室温获得6063铝合金铸件。
(14)外观检验：依靠人工对6063铝合金铸件外观360°观察，通过目视手段，发现6063铝合金铸件的外观缺陷，如：铸件尺寸、毛刺等；6063铝合金铸件余量控制在≤1mm，防止6063铝合金铸件因缺陷外流。
质检员按照规定在每炉的高温区取两根铸棒，每根铸棒各取一个样送往检验中心进行检验；通过显微镜查看内部组织是否存在过烧，如图2所示。(a)、(b)样品在显微镜下组织结构清晰，未见明显有过烧迹象，因此判定检验测试结果合格。
实施例2
一种6063铝合金铸件及其生产工艺，所述工艺包括如下步骤：配料、熔炼、搅拌、精炼、扒渣、在线细化、在线除气、在线过滤、模具预处理、浇料充型、固形、开模、热处理、外观检验。
(1)配料：按照以下重量份数比配制铝合金原料：
表二：铝合金原料含量
Figure BDA0002991214560000041
(2)熔炼：将配制好的铝合金原料加入到熔炼炉中均匀混合后熔炼为液态铝合金，熔炼温度为740℃。
(3)搅拌：利用搅拌器对铝合金熔液进行搅拌，以保证铝合金熔液的温度、成分均匀。
(4)精炼：通过精炼喷粉机向铝合金熔液中加入2Kg/tAl精炼剂，并向铝合金熔液中通入氩气，精炼温度为740℃，精炼完成后静置12min。
(5)扒渣：使用扒渣工具将铝合金熔液表面的浮渣清理干净，扒渣时温度保持在740℃。
(6)在线细化：通过喂丝机将钛硼丝加入到铝合金熔液里，喂丝机速度控制在140cm/min。
(7)在线除气：采用在线除气装置对铝合金熔液进行除气，并以氩气作为保护气体，在线除气装置的转子的转速控制在335r/min，以在线除气装置内有均匀小火苗出现为标准，不可以出现大量铝合金熔液翻腾现象。
(8)在线过滤：使用过滤装置对铝合金熔液进行过滤。
(9)模具预处理：将氮化后的钢质模具或石墨制成模具在电阻炉加热至490℃。
(10)浇料充型：将加工好的铝合金熔液，采用流水线或人工从模具浇灌口位置倒入，温度控制在710℃，依靠金属液自重流动性填充模腔内，时间为17s。
(11)固形：闭合上、下模，然后用螺栓紧固将上下模完成对合定位，保证铸件尺寸、减少披缝和毛刺，固形时间为270s。
(12)开模：冷却后，开模获得铸件，取出浇铸件，人工去除其浇冒口并清砂处理。
(13)热处理：铸件进热处理炉升温至175℃，保温2.5h，然后出炉，冷却至室温获得6063铝合金铸件。
(14)外观检验：依靠人工对6063铝合金铸件外观360°观察，通过目视手段，发现6063铝合金铸件的外观缺陷，如：铸件尺寸、毛刺等；6063铝合金铸件余量控制在≤1.5mm，防止6063铝合金铸件因缺陷外流。
实施例3
一种6063铝合金铸件及其生产工艺，所述工艺包括如下步骤：配料、熔炼、搅拌、精炼、扒渣、在线细化、在线除气、在线过滤、模具预处理、浇料充型、固形、开模、热处理、外观检验。
(1)配料：按照以下重量份数比配制铝合金原料：
表三：铝合金原料含量
Figure BDA0002991214560000051
(2)熔炼：将配制好的铝合金原料加入到熔炼炉中均匀混合后熔炼为液态铝合金，熔炼温度为750℃。
(3)搅拌：利用搅拌器对铝合金熔液进行搅拌，以保证铝合金熔液的温度、成分均匀。
(4)精炼：通过精炼喷粉机向铝合金熔液中加入3Kg/tAl精炼剂，并向铝合金熔液中通入氩气，精炼温度为745℃，精炼完成后静置15min。
(5)扒渣：使用扒渣工具将铝合金熔液表面的浮渣清理干净，扒渣时温度保持在745℃。
(6)在线细化：通过喂丝机将钛硼丝加入到铝合金熔液里，喂丝机速度控制在160cm/min。
(7)在线除气：采用在线除气装置对铝合金熔液进行除气，并以氩气作为保护气体，在线除气装置的转子的转速控制在350r/min，以在线除气装置内有均匀小火苗出现为标准，不可以出现大量铝合金熔液翻腾现象。
(8)在线过滤：使用过滤装置对铝合金熔液进行过滤。
(9)模具预处理：将氮化后的钢质模具或石墨制成模具在电阻炉加热至500℃。
(10)浇料充型：将加工好的铝合金熔液，采用流水线或人工从模具浇灌口位置倒入，温度控制在720℃，依靠金属液自重流动性填充模腔内，时间为20s。
(11)固形：闭合上、下模，然后用螺栓紧固将上下模完成对合定位，保证铸件尺寸、减少披缝和毛刺，固形时间为300s。
(12)开模：冷却后，开模获得铸件，取出浇铸件，人工去除其浇冒口并清砂处理。
(13)热处理：铸件进热处理炉升温至178℃，保温2.5h，然后出炉，冷却至室温获得6063铝合金铸件。
(14)外观检验：依靠人工对6063铝合金铸件外观360°观察，通过目视手段，发现6063铝合金铸件的外观缺陷，如：铸件尺寸、毛刺等；6063铝合金铸件余量控制在≤2mm，防止6063铝合金铸件因缺陷外流。
根据《GB-T 228-2002金属材料室温拉伸试验方法》对实施例1～3制得的铝合金铸件进行拉伸试验，进行屈服强度、抗拉强度和延伸率的测试，根据《GB-T 231.1-2009金属材料布氏硬度试验》对实施例1～3制得的铝合金铸件进行布氏硬度的测试，测试结果见表四。
表四：6063铝合金铸件测试数据
Figure BDA0002991214560000061
通过表一可以看到，本发明制得的6063铝合金铸件，力学性能可达：规定塑性延伸强度RP0.2≥220Mpa，抗拉强度Rm≥250Mpa，伸长率A≥5％，布氏硬度≥60HB。本发明是对目前6063铝合金铸件生产工艺步骤及各工艺参数的优化，在确保产品满足要求下，提高铸件良品率。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种6063铝合金铸件，其特征在于，组分：Si：0.20～0.6％，Fe：0.35％，Cu：≤0.10％，Mn：≤0.10％，Mg：0.45～0.9％，Cr：≤0.10％，Zn：≤0.10％，Ti：≤0.10％，其他单个元素：≤0.05％，其他元素合计：≤0.15％，Al：余量。
2.一种6063铝合金铸件生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：将配制好的铝合金原料加入到熔炼炉中均匀混合后熔炼为液态铝合金，将熔炼后的液态铝合金经搅拌、精炼、扒渣、在线细化、在线除气、在线过滤、模具预处理、浇料充型、固形、开模、热处理工序后，得到6063铝合金铸件，再进行外观检验。
3.如权利要求2所述的6063铝合金铸件生产工艺，其特征在于，所述熔炼的温度为730～750℃。
4.如权利要求2所述的6063铝合金铸件生产工艺，其特征在于，所述精炼过程中加入1Kg/tAl～3Kg/tAl精炼剂，通入氩气，精炼温度为735～745℃，精炼完成后静置10-15分钟。
5.如权利要求2所述的6063铝合金铸件生产工艺，其特征在于，所述在线细化过程中加入Ti-B细化剂，喂丝机速度在110～160cm/min。
6.如权利要求2所述的6063铝合金铸件生产工艺，其特征在于，所述在线除气过程通入氩气，除气箱转子转速320～350r/min。
7.如权利要求2所述的6063铝合金铸件生产工艺，其特征在于，所述模具预处理程中，将氮化后的模具加热至480～500℃。
8.如权利要求2所述的6063铝合金铸件生产工艺，其特征在于，所述浇料充型过程中，将液态铝合金温度控制在700～720℃，时间15～20s。
9.如权利要求2所述的6063铝合金铸件生产工艺，其特征在于，所述固形过程中，固形时间控制在240～300s。
10.如权利要求2所述的6063铝合金铸件生产工艺，其特征在于，所述热处理过程中，铸件进热处理炉升温至172～178℃，保温2.5h，然后出炉自然冷却至室温，得到6063铝合金铸件。
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