6063合金型材力学性能的影响因素及改善对策

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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MgSire,Mg与si的质量比是1.73,当Mg：Si>l73时合金含有多余的Mg,过剩Mg会降低MgSi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>l73,即含有过剩Si,过剩Si以AIFeS

2、i杂质相和游离si形态存在,游离si能细化MgSi质点，有利于MgSi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02%。6063合金的强度主要依赖于Mgosi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MgSi含量的升高而增加。表16063合金化学成品（％）SiFeCUMnMgCrZnTiAl0.2-0.60.350.100」00.45〜090.100.100.10余量表2不同

3、6063合金成分的T5状态抗拉强度试样号合金戏分Mg2Si含量％抗拉强度MPa10.716820.818331.0239Mg2Si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%一025%,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

4、学成分是6063合金满足力学性能要求的前提和保征。2.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,MgSi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B—AlFeSi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

5、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°C.4—6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350〜C/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Mgsi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MgoSi含量的增加而增加，如含MgoSi量为1.0%的合金充分固溶温度应2500〜C,从450〜C冷却到200〜C的最小临界冷却速度为38〜

6、C/min：而含MgSi量为14%的合金充分固溶温度应N500〜C由于6063合金淬火敏感性较低，能够在挤压机列上实现淬火。为使MgSi相充分固溶于铝中，型材挤压日寸的出口温度应3500〜C,但不要超过560〜C,否则型材表面质量下降。如型材出口温度＜470oC,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°Co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

7、才能获得最佳强度.其T5状态的日寸效温度为170oC—80〜C，保温日寸间为5・8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提和保证。（2）铸锭均匀化处理及及处理后的快速冷却是获得优良力学性能的必要条件。（3）挤压、淬火B寸的温度

8、条件、冷却速度、以及B寸效温度、时间是影响6063合金型材力学性能的重要因素，应严格加以控制。