CN114686712A - 一种铝合金6061及其生产方法和气体分配盘 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种铝合金6061及其生产方法和气体分配盘，所述生产方法包括如下步骤：(1)混合铝锭和铝铜中间合金锭，进行第一熔化，得到第一熔化物；(2)向所述第一熔化物中加入镁锭和铝硅中间合金锭，升温进行第二熔化，得到第二熔化物；(3)所述第二熔化物依次经铸造、退火、轧制、固溶和时效处理，得到所述铝合金6061。本发明通过采用铝铜合金锭和铝硅合金锭的方式进行熔炼并优化熔炼顺序，解决了普通铝合金6061材料中容易产生组织偏析的问题，制得的铝合金6061耐腐蚀性显著提升，能够作为半导体零部件中的气体分配盘使用，应用前景广阔。

Description

一种铝合金6061及其生产方法和气体分配盘
技术领域
本发明涉及半导体零件制备技术领域，尤其涉及一种铝合金6061及其生产方法和气体分配盘。
背景技术
气体分配盘是一种常用的半导体零部件，用于半导体设备的反应室，蚀刻气体通过气体分配盘后可均匀地到达晶圆表面，与晶圆表面进行反应，蚀刻出需要的电路图形。6061铝合金是常用的气体分配盘用材料，为保证稳定的通气速率，需要材料对蚀刻气体有良好的耐腐蚀性。
对于铝合金的熔炼和制造工艺已有相关研究，CN104451297A公开了一种铝铜系铝合金圆铸锭铸造工艺，其具体包括首先按配比选取低铁低硅铝锭、铝锰合金、铝铜中间合金锭、铝铅中间合金锭和镁锭；然后于710-750℃熔炼所选原材料并充分搅拌；接着向熔体中加入精炼剂进行精炼，控制精炼时间为10～20min，温度为730～750℃，所述精炼剂为无钠精炼剂；紧接着扒渣并保温静置，紧接着在线细化并进行除气处理，最后对熔体进行过滤并于680-730℃浇铸得产品。
CN102041418A公开了一种制造57％导电率的中强度铝合金线方法，具体包括(1)精选铝基体和铝中间合金锭：(2)炉前分析调整；将上述精选铝锭，放入竖炉熔化成铝液，用精炼剂精炼；(3)浇铸与结晶：将倾动式保温炉中的铝合金液经流槽，通过陶瓷过滤板过滤，辅以添加稀土，使其稀土含量为0.05～0.15％，进入铝合金连铸机进行连续浇铸，形成铝合金铸锭；通过铝合金连轧机轧成中强度合金杆；(4)固溶化处理、淬火：对铝合金杆进行热均化处理；(5)拉拔、时效及绞合：将经上道工序处理过的铝合金杆在铝合金拉线机上拉成所需直径的铝合金线，并在框式绞线机上绞合，制成57％IACS中强度铝合金线。
但上述方法并未针对6061铝合金进行改善和完善。CN103205615A公开了一种6061变形铝合金及其生产工艺，在6061铝合金进行熔化时，添加Al-稀土中间合金；6061变形铝合金的成分及重量百分比为：Si：0.5％～0.52％、Fe：0.19％～0.21％、Mg：0.8％～0.9％、Cu：0.28％～0.3％、Cr：0.15％～0.18％、Zn：0.24％～0.26％、Ti：0.14％～0.16％、稀土元素：0.1％～0.4％、其他杂质：0～0.1％、Al：余量，各组分之和为100％。生产工艺包括熔炼、配料、熔炼、铸造、挤压成型和时效处理。通过添加Al-稀土中间合金来提高铝合金的合金的塑性加工性能和成型性能，这是通过组分的改变来优化铝合金的性能，且稀土元素成本高，并未涉及到相关的防腐蚀性能。
因此，需要开发一种新的6061铝合金及其制备工艺。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种铝合金6061及其生产方法和气体分配盘，通过铝铜中间合金锭、铝硅中间合金锭以及熔化顺序及特定后续加工顺序的改进，改善了普通铝合金6061材料组织偏析的问题，提高了铝合金6061的耐腐蚀性能。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种铝合金6061的生产方法，所述生产方法包括如下步骤：
(1)混合铝锭和铝铜中间合金锭，进行第一熔化，得到第一熔化物；
(2)向所述第一熔化物中加入镁锭和铝硅中间合金锭，升温进行第二熔化，得到第二熔化物；
(3)所述第二熔化物依次经铸造、退火、轧制、固溶和时效处理，得到所述铝合金6061。
本发明通过采用铝硅中间合金锭和铝铜中间合金锭来制备铝合金6061，改善了铝合金6061材料组织偏析的问题，具体的技术原理为：先熔化铝锭和铝铜中间合金锭，能够使铜在铝中充分分散，且后续第二熔化过程中铜能够得到二次分散和熔化，分散更加均匀；后续再加入镁锭而不是在第一熔化中加入镁锭是因为镁熔点低，熔炼时间过长易造成烧损，而且采用铝硅中间合金锭的形式引入硅元素，在铝硅中间合金锭中硅已经分散较为均匀，经第二熔化后能够进一步提高硅元素的分散性，从而避免了铝合金6061中铜元素、硅元素的偏析问题，最终得到的铝合金6061组织均匀，耐腐蚀性强，能够较好地应用在半导体中。
而且本发明后续依次采用铸造、退火、轧制、固溶和时效处理对铝合金6061进行进一步加工处理，能够有利于细化晶粒，促进组织中各元素的均匀分布，提高耐腐蚀性，保证稳定的通气速率。
本发明中镁锭的加入量按照铝合金6061的组分加入即可。
优选地，所述铝合金6061的组分按质量分数包括：Si:0.4～0.8％；Fe≤0.04％；Cu:0.15～0.25％；Mn≤0.15％；Mg:0.8～1.2％；Cr:0.04～0.35％；Zn≤0.25％；Ti≤0.15％，其余为铝和不可避免的杂质。
本发明中铝合金6061的组分中Si:0.4～0.8％，例如可以是0.4％、0.45％、0.49％、0.54％、0.58％、0.63％、0.67％、0.72％、0.76％或0.8％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
Fe≤0.04％，例如可以是0.01％、0.02％、0.03％或0.04％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
Cu:0.15～0.25％，例如可以是0.15％、0.17％、0.18％、0.19％、0.2％、0.21％、0.22％、0.23％、0.24％或0.25％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中还在原本铝合金6061的组分中优化了铜的组分含量，从而能够更进一步提高耐腐蚀性能。
Mn≤0.15％，例如可以是0.05％、0.07％、0.08％、0.09％、0.1％、0.11％、0.12％、0.13％、0.14％或0.15％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
Mg:0.8～1.2％，例如可以是0.8％、0.85％、0.89％、0.94％、0.98％、1.03％、1.07％、1.12％、1.16％或1.2％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
Cr:0.04～0.35％，例如可以是0.04％、0.08％、0.11％、0.15％、0.18％、0.22％、0.25％、0.29％、0.32％或0.35％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
Zn≤0.25％，例如可以是0.1％、0.2％、0.2％、0.2％、0.2％、0.2％、0.2％、0.3％、0.3％或0.25％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
Ti≤0.15％，例如可以是0.05％、0.07％、0.08％、0.09％、0.1％、0.11％、0.12％、0.13％、0.14％或0.15％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)中所述铝铜中间合金锭中铜的质量分数为8～10％，例如可以是8％、8.2％、8.5％、8.8％、8.9％、9％、9.2％、9.5％或10％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)中所述铝铜中间合金锭与铝锭的质量比为1:48～52，例如可以是1:48、1:48.5、1:49、1:49.5、1:50、1:50.5、1:51、1:51.5或1:52等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明进一步优选采用铜含量为8～10％的铝铜中间合金锭，并将其与铝锭的质量比控制在上述范围内，更有利于避免铜的偏析。其中当铝铜中间合金锭的铜元素含量超过该含量时，容易造成铜聚集的缺陷；当铜含量低于8％时，存在靶坯强度低的缺点。
优选地，步骤(1)中所述第一熔化的温度为650～700℃，例如可以是650℃、656℃、662℃、667℃、673℃、678℃、684℃、689℃、695℃或700℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)中所述第一熔化在搅拌条件下进行。
优选地，步骤(1)中所述第一熔化的搅拌时间为30min～2h，例如可以是30min、40min、1h、1.2h、1.5h、1.8h、1.9h或2h等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)中所述第一熔化的搅拌速度为150～200r/min，例如可以是150r/min、160r/min、170r/min、180r/min、190r/min或200r/min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)中所述铝硅中间合金锭中硅的质量分数为18～20％，例如可以是18％、18.2％、18.5％、18.6％、18.8％、19％、19.2％、19.5％、19.8％或20％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)中所述铝硅中间合金锭与铝锭的质量比为1:25～50，例如可以是1:25、1:28、1:30、1:32、1:35、1:38、1:40、1:42、1:45、1:48或1:50等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明进一步优选采用硅含量为18～20％的铝硅中间合金锭，并将其与铝锭的质量比控制在上述范围内，更有利于避免硅的偏析。其中当铝硅中间合金锭的硅元素含量超过该含量时，容易造成硅偏析的缺陷；当硅含量低于该18％时，存在靶坯强度低的缺点。
优选地，步骤(2)中所述第二熔化的温度为730～750℃，例如可以是730℃、733℃、735℃、737℃、739℃、742℃、744℃、746℃、748℃或750℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)中所述第二熔化在搅拌条件下进行。
优选地，步骤(2)中所述第二熔化的搅拌速度为150～200r/min，例如可以是150r/min、160r/min、170r/min、180r/min、190r/min或200r/min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)中所述第二熔化的搅拌时间为15～30min，例如可以是15min、17min、19min、20min、22min、24min、25min、27min、29min或30min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)中所述铸造采用同水平密排顶铸造工艺。
优选地，步骤(3)中所述铸造包括铸造得到铝合金棒。
优选地，步骤(3)中所述铸造后进行结晶。
优选地，步骤(3)中所述结晶之前将结晶器预热至500～550℃，例如可以是500℃、506℃、512℃、517℃、523℃、528℃、534℃、539℃、545℃或550℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)中所述退火的温度为550～580℃，例如可以是550℃、554℃、557℃、560℃、564℃、567℃、570℃、574℃、577℃或580℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)中所述退火的时间为12～24h，例如可以是12h、14h、15h、16h、18h、19h、20h、22h、23h或24h等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)中所述轧制前先将退火后切片的物料预热至350～450℃，例如可以是350℃、362℃、373℃、384℃、395℃、406℃、417℃、428℃、439℃或450℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)中所述轧制前的预热的保温时间为10～60min，例如可以是10min、16min、22min、27min、33min、38min、44min、49min、55min或60min等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)中所述轧制的下压量为30～80％，例如可以是30％、36％、42％、47％、53％、58％、64％、69％、75％或80％等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)中所述轧制的每道次下压量为19～21mm，例如可以是19mm、19.3mm、19.5mm、19.7mm、19.9mm、20mm、20.4mm、20.6mm、20.8mm或21mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)中所述固溶的温度为500～530℃，例如可以是500℃、504℃、507℃、510℃、514℃、517℃、520℃、524℃、527℃或530℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明进一步优选固溶的温度在上述范围，能够更好地促进组织内各元素的扩散和均匀，避免组织偏析的情况，当温度高于530℃时，则造成晶粒粗大，当温度低于500℃时，则造成局部偏析。
优选地，步骤(3)中所述固溶的时间为2～8h，例如可以是2h、2.7h、3.4h、4h、4.7h、5.4h、6h、6.7h、7.4h或8h等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)中所述时效处理的温度为160～200℃，例如可以是160℃、165℃、169℃、174℃、178℃、183℃、187℃、192℃、196℃或200℃等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)中所述时效处理的时间为2～12h，例如可以是2h、4h、5h、6h、7h、8h、9h、10h、11h或12h等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，所述生产方法包括如下步骤：
(1)混合铝锭和铜的质量分数为8～10％的铝铜中间合金锭，铝铜中间合金锭与铝锭的质量比为1:48～52，650～700℃、150～200r/min搅拌条件下进行第一熔化30min～2h，得到第一熔化物；
(2)向所述第一熔化物中加入镁锭和硅的质量分数为18～20％的铝硅中间合金锭，铝硅中间合金锭与铝锭的质量比为1:25～50，升温至730～750℃，于150～200r/min进行第二熔化15～30min，得到第二熔化物；
(3)所述第二熔化物经铸造，铸造后将结晶器预热至500～550℃然后进行结晶，得到铝合金棒，然后所述铝合金棒于550～580℃退火12～24h，再将退火后切片的物料预热至350～450℃并保温10～60min，然后进行轧制，轧制的下压量为30～80％，每道次下压量为19～21mm，轧制后依次经500～530℃固溶处理2～8h和160～200℃时效处理2～12h，再经校平后得到所述铝合金6061。
第二方面，本发明提供一种铝合金6061，所述铝合金6061采用第一方面所述的铝合金6061的生产方法生产得到。
本发明第二方面提供的铝合金由于采用第一方面所述的生产方法得到，因此耐腐蚀性强，组织均匀，不产生白色颗粒物。
第三方面，本发明提供一种气体分配盘，所述气体分配盘的采用第二方面所述的铝合金6061。
本发明提供的气体分配盘耐腐蚀性强，能有效保障稳定的通气速率，使用寿命长。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
(1)本发明提供的铝合金6061的生产方法通过熔化工艺和制造工艺的改进，改善了普通铝合金6061材料组织偏析的问题，提高了铝合金6061的耐腐蚀性能；
(2)本发明提供的铝合金6061内部组织均匀，耐腐蚀性强；
(3)本发明提供的气体分配盘使用寿命长，具有稳定的通气速率。
附图说明
图1是本发明实施例1制得的铝合金6061的SEM图。
图2是本发明实施例1制得的铝合金6061的气体分布盘经10次使用后的外观图。
图3是本发明实施例5制得的铝合金6061的SEM图。
图4是本发明对比例1制得的铝合金6061的SEM图。
图5是本发明对比例1制得的铝合金6061的气体分布盘经10次使用后的外观图。
图6是本发明对比例4制得的铝合金6061的SEM图。
图7是本发明对比例4制得的铝合金6061的气体分布盘经10次使用后的外观图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
实施例1
本实施例提供一种铝合金6061的生产方法，所述生产方法包括如下步骤：
(1)混合铝锭和铜的质量分数为9％的铝铜中间合金锭，铝铜中间合金锭与铝锭的质量比为1:50，660℃、180r/min搅拌条件下进行第一熔化60min，得到第一熔化物；
(2)向所述第一熔化物中加入镁锭和硅的质量分数为19％的铝硅中间合金锭，铝硅中间合金锭与铝锭的质量比为1:30，升温至740℃，于180r/min进行第二熔化25min，得到第二熔化物；
(3)所述第二熔化物经铸造，铸造后将结晶器预热至550℃然后进行结晶，得到铝合金棒，然后所述铝合金棒于550℃退火20h，再将退火后切片的物料预热至400℃并保温30min，然后进行轧制，轧制的下压量为50％，每道次下压量为20mm，轧制后依次经530℃固溶处理4h和180℃时效处理10h，再经校平后得到所述铝合金6061(Si:0.61％；Fe≤0.04％；Cu:0.18％；Mn≤0.10％；Mg:1.0％；Cr:0.25；Zn≤0.20％；Ti≤0.15％，其余为铝和不可避免的杂质。其中Fe、Mn、Zn和Ti分别来源于铝锭中夹带的杂质；Cr来源于铝铜中间合金锭和铝硅中间合金锭)。
本实施例制得的铝合金6061的SEM图如图1所示，从图1中可以看出，其组织均匀，并未产生白色铜颗粒；该铝合金6061的气体分布盘经10次使用后的外观图如图2所示，从图2可以看出，其表面并未产生色斑，通气孔明显。
实施例2
本实施例提供一种铝合金6061的生产方法，所述生产方法包括如下步骤：
(1)混合铝锭和铜的质量分数为8％的铝铜中间合金锭，铝铜中间合金锭与铝锭的质量比为1:52，650℃、200r/min搅拌条件下进行第一熔化2h，得到第一熔化物；
(2)向所述第一熔化物中加入镁锭和硅的质量分数为20％的铝硅中间合金锭，铝硅中间合金锭与铝锭的质量比为1:50，升温至750℃，于200r/min进行第二熔化15min，得到第二熔化物；
(3)所述第二熔化物经铸造，铸造后将结晶器预热至500℃然后进行结晶，得到铝合金棒，然后所述铝合金棒于580℃退火24h，再将退火后切片的物料预热至450℃并保温60min，然后进行轧制，轧制的下压量为80％，每道次下压量为21mm，轧制后依次经500℃固溶处理8h和200℃时效处理12h，再经校平后得到所述铝合金6061(Si:0.40％；Fe≤0.04％；Cu:0.15％；Mn≤0.10％；Mg:1.0％；Cr:0.25；Zn≤0.20％；Ti≤0.15％，其余为铝和不可避免的杂质。其中Fe、Mn、Zn和Ti分别来源于铝锭中夹带的杂质；Cr来源于铝铜中间合金锭和铝硅中间合金锭)。
实施例3
本实施例提供一种铝合金6061的生产方法，所述生产方法包括如下步骤：
(1)混合铝锭和铜的质量分数为10％的铝铜中间合金锭，铝铜中间合金锭与铝锭的质量比为1:48，700℃、150r/min搅拌条件下进行第一熔化30min，得到第一熔化物；
(2)向所述第一熔化物中加入镁锭和硅的质量分数为18％的铝硅中间合金锭，铝硅中间合金锭与铝锭的质量比为1:25，升温至730℃，于150r/min进行第二熔化30min，得到第二熔化物；
(3)所述第二熔化物经铸造，铸造后将结晶器预热至550℃然后进行结晶，得到铝合金棒，然后所述铝合金棒于550℃退火12h，再将退火后切片的物料预热至350℃并保温10min，然后进行轧制，轧制的下压量为30％，每道次下压量为19mm，轧制后依次经530℃固溶处理2h和160℃时效处理5h，再经校平后得到所述铝合金6061(Si:0.69％；Fe≤0.04％；Cu:0.20％；Mn≤0.10％；Mg:1.0％；Cr:0.25；Zn≤0.20％；Ti≤0.15％，其余为铝和不可避免的杂质。其中Fe、Mn、Zn和Ti分别来源于铝锭中夹带的杂质；Cr来源于铝铜中间合金锭和铝硅中间合金锭)。
实施例4
本实施例提供一种铝合金6061的生产方法，所述生产方法除步骤(1)中铝铜中间合金锭中铜的质量分数为6％，且调整铝铜中间合金锭与铝锭的质量比，保障最终产品中铜的含量不变外，其余均与实施例1相同。
实施例5
本实施例提供一种铝合金6061的生产方法，所述生产方法除步骤(1)中铝铜中间合金锭中铜的质量分数为12％，且调整铝铜中间合金锭与铝锭的质量比，保障最终产品中铜的含量不变外，其余均与实施例1相同。
本实施例制得的铝合金6061的SEM图如图3所示，可以看出其组织较为均匀，仅产生零星白色铜颗粒。
实施例6
本实施例提供一种铝合金6061的生产方法，所述生产方法除步骤(2)中铝硅中间合金锭中硅的质量分数为15％，且调整铝硅中间合金锭与铝锭的质量比，保障最终产品中硅的含量不变外，其余均与实施例1相同。
实施例7
本实施例提供一种铝合金6061的生产方法，所述生产方法除步骤(2)中铝硅中间合金锭中硅的质量分数为22％，且调整铝硅中间合金锭与铝锭的质量比，保障最终产品中硅的含量不变外，其余均与实施例1相同。
实施例8
本实施例提供一种铝合金6061的生产方法，所述生产方法除步骤(3)中固溶的温度为550℃外，其余均与实施例1相同。
实施例9
本实施例提供一种铝合金6061的生产方法，所述生产方法除步骤(3)中固溶的温度为450℃外，其余均与实施例1相同。
对比例1
本对比例提供一种铝合金6061的生产方法，所述生产方法除步骤(1)中不加入铝铜中间合金锭，而是按比例加入铜锭和对应的铝外，其余均与实施例1相同。
本对比例制得的铝合金6061的SEM图如图4所示，从其中可以看出，产生了大量白色铜颗粒，铜出现了严重偏析，组织不均匀；且气体分布盘经10次使用后的外观如图5所示，可以看到色斑明显。
对比例2
本对比例提供一种铝合金6061的生产方法，所述生产方法除步骤(2)中不加入铝硅中间合金锭，而是按比例加入硅锭和对应的铝外，其余均与实施例1相同。
对比例3
本对比例提供一种铝合金6061的生产方法，所述生产方法除步骤(2)中不加入铝硅中间合金锭，而是按最终比例加入铝镁中间合金锭和硅锭外，其余均与实施例1相同。
对比例4
本对比例提供一种铝合金6061的生产方法，所述生产方法除不进行两步加料熔化，而是将铝锭、铝铜中间合金锭、镁锭和铝硅中间合金锭同时加入并经两段升温熔化外其余均与实施例1相同。
具体为：混合铝锭、铜的质量分数为9％的铝铜中间合金锭、镁锭和硅的质量分数为19％的铝硅中间合金锭，铝铜中间合金锭与铝锭的质量比为1:50，铝硅中间合金锭与铝锭的质量比为1:30，660℃、180r/min搅拌条件下进行第一熔化60min，然后升温至740℃，于180r/min进行第二熔化25min，得到第二熔化物。
本对比例制得的铝合金6061的SEM图如图6所示，从其中可以看出，产生了大量白色铜颗粒，铜出现了严重偏析，组织不均匀；且气体分布盘经10次使用后的外观如图7所示，可以看到色斑明显。
对比例5
本对比例提供一种铝合金6061的生产方法，所述生产方法除镁锭加入步骤(1)中的第一熔化中外，其余均与实施例1相同。
测试方法：采用SEM表征上述实施例和对比例制得的铝合金6061的组织结构，考察其组织是否均匀。并对作为气体分布盘使用10次后的表观进行观察，观察其是否产生色斑。
以上实施例和对比例的测试结果如表1所示。
表1
Figure BDA0003570344020000141
Figure BDA0003570344020000151
从表1可以看出以下几点：
(1)综合实施例1～9可以看出，本发明提供的铝合金6061的生产方法能够很好地解决铝合金6061中铜组织偏析导致耐腐蚀性下降的问题，其制得的产品组织均匀，基本不产生白色铜颗粒，作为气体分布盘使用多次后不产生色斑，通气率稳定；
(2)综合实施例1和对比例1～3可以看出，本发明中选择将硅元素和铜元素以合金锭的形式加入，避免了铜颗粒的偏析，而选择镁以合金锭的形式加入无法起到该效果，原因是造成色斑的原因主要为铜偏析，以镁为合金锭形式加入无法均匀分散铜元素从而增加耐腐蚀性；
(3)综合实施例1和对比例4～5中可以看出，本发明不仅仅是选择铝铜中间合金锭和铝硅中间合金锭，而且通过严格通过两波加料和两次熔化的方式，从而能够减少铜颗粒的偏析。
本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种铝合金6061的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括如下步骤：
(1)混合铝锭和铝铜中间合金锭，进行第一熔化，得到第一熔化物；
(2)向所述第一熔化物中加入镁锭和铝硅中间合金锭，升温进行第二熔化，得到第二熔化物；
(3)所述第二熔化物依次经铸造、退火、轧制、固溶和时效处理，得到所述铝合金6061。
2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述铝合金6061的组分按质量分数包括：Si:0.4～0.8％；Fe≤0.04％；Cu:0.15～0.25％；Mn≤0.15％；Mg:0.8～1.2％；Cr:0.04～0.35％；Zn≤0.25％；Ti≤0.15％，其余为铝和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1或2所述的生产方法，其特征在于，步骤(1)中所述铝铜中间合金锭中铜的质量分数为8～10％；
优选地，步骤(1)中所述铝铜中间合金锭与铝锭的质量比为1:48～52。
4.根据权利要求1～3任一项所述的生产方法，其特征在于，步骤(1)中所述第一熔化的温度为650～700℃；
优选地，步骤(1)中所述第一熔化在搅拌条件下进行；
优选地，步骤(1)中所述第一熔化的搅拌时间为30min～2h；
优选地，步骤(1)中所述第一熔化的搅拌速度为150～200r/min。
5.根据权利要求1～4任一项所述的生产方法，其特征在于，步骤(2)中所述铝硅中间合金锭中硅的质量分数为18～20％；
优选地，步骤(2)中所述铝硅中间合金锭与铝锭的质量比为1:25～50。
6.根据权利要求1～5任一项所述的生产方法，其特征在于，步骤(2)中所述第二熔化的温度为730～750℃；
优选地，步骤(2)中所述第二熔化在搅拌条件下进行；
优选地，步骤(2)中所述第二熔化的搅拌速度为150～200r/min；
优选地，步骤(2)中所述第二熔化的搅拌时间为15～30min。
7.根据权利要求1～6任一项所述的生产方法，其特征在于，步骤(3)中所述铸造采用同水平密排顶铸造工艺；
优选地，步骤(3)中所述铸造后进行结晶；
优选地，所述结晶之前将结晶器预热至500～550℃；
优选地，步骤(3)中所述退火的温度为550～580℃；
优选地，步骤(3)中所述退火的时间为12～24h。
8.根据权利要求1～7任一项所述的生产方法，其特征在于，步骤(3)中所述轧制前先将退火后切片的物料预热至350～450℃；
优选地，步骤(3)中所述轧制前的预热的保温时间为10～60min；
优选地，步骤(3)中所述轧制的下压量为30～80％；
优选地，步骤(3)中所述轧制的每道次下压量为19～21mm；
优选地，步骤(3)中所述固溶的温度为500～530℃；
优选地，步骤(3)中所述固溶的时间为2～8h；
优选地，步骤(3)中所述时效处理的温度为160～200℃；
优选地，步骤(3)中所述时效处理的时间为2～12h。
9.一种铝合金6061，其特征在于，所述铝合金6061采用权利要求1～8任一项所述的铝合金6061的生产方法生产得到。
10.一种气体分配盘，其特征在于，所述气体分配盘的采用权利要求9所述的铝合金6061。
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