6082铝合金型材生产工艺研究.pdf

第44卷第2期
有色金属加工
Vol 44 No. 2
2015年4月
NONFERROUS METALS PROCESSING
Aprl 2015
6082铝合金型材生产工艺研究
马彪,刘金辉,谭日纯
(广东兴发铝业(河南)有限公司,河南焦作454000)
摘要:结合6082铝合金型材的生产实践,从合金成分设计、铝棒均匀化、挤压工艺和淬火方式等方面进行了分析研究,
从而优化了6082铝型材的熔铸工艺和挤压工艺,使产品的抗拉强度C1≥320MPa,延伸率6≥10%,达到了较高的综合性
能要求。
关键词:6082铝合金;铝型材;工艺;显微组织;力学性能
中图分类号:TG379
文献标识码:A文章编号:1671-6795(2015)02-0039-04
6082合金属于AI-Mg-Si系热处理可强化铝合金,时,合金的抗拉强度可提高一倍,继续提高Mg2Si含量
具有中等强度、良好的焊接性能和耐腐蚀性,主要用可使抗拉强度进一步提高,但是合金的淬火敏感性和
于交通运输和结构工程工业,如桥梁、起重机、屋顶构挤压变形抗力也随之增加,故Mg2Si含量宜控制在
架和冷藏集装箱等。近年来,随着国内外冷藏集装箱1.3%~1.5%。另过剩i对合金的强度提高有很大
的迅速发展,减轻箱体自重,寻求代替钢铁部件的铝帮助,但同时也会增加脆性,降低合金的挤压塑性,
合金材料,已成为铝加工业和冷藏箱业的重要课题。般过剩i含量控制在0.2%~0.4%为宜。6082合金
6082铝合金重量轻,是制造冷藏集装箱部件的理想材还需添加一定量的Mn元素,以提高合金的再结晶温
料。本文对6082铝合金应用于挤压生产进行试验研度,阻碍挤压时发生再结晶或再结晶晶粒长大,细化
究,以确定合理的熔铸、挤压工艺制度。
晶粒。但Mn含量过高会增加合金的淬火敏感性,同
熔铸工艺
时会形成粗大的含Mn第二相,降低其对再结晶过程
的抑制作用,还会影响到合金铸造性能,随着Mn含量
1.1成分控制
增加其粘度增大,流动性下降,因此Mn含量应控制在
6082铝合金型材的力学性能要求很高,其抗拉强0.4%~0.6%的范固内。6082铝合金的实际成分控
度o≥320MPa。Mg2Si含量从0.5%增加至1.0%制范围见表1。
表16082铝合金化学成分(wt.%
Tab 1 Chemical composition of 6082 aluminum alloy
元素
Si
Cu
M
国标
0.7~-1.3
0.10
0.4~1.00.6~1.20
余量
内控0.85~1.0
0.20
0.06
0,4~0.60.85~0.95
0.04
0.01
0.08
余量
1.2铸造工艺
产生冷隔、夹渣、不易于气体逸出,因此嫆炼澁度应控制
由于6082合金的特点是含难熔金属Mn,Mn的存在730~750℃内,且搅拌均匀保证金属完全熔化成分
在易引起晶内偏析及固液区塑性降低,导致抗裂能力不均匀;第二,控制铸造速度,铸造速度较高,会使液穴加
足,故熔铸工艺主要注意两点:第一,选择合适铸造温深,延伸到结晶槽之外,易形成中心裂纹,同时铸造凝
度,温度过高会使液穴加深,温度梯度加大,导致铸造应壳层变薄,偏析瘤加大;铸造速度较低,同液穴在结晶
力增加,产生铸造裂纹;温度过低将降低金属流动性,易槽之内,易产生表面裂纹及冷隔等缺陷;铸造速度也
收稿日期;2014-10-15
作者简介:马彪(1987-),男,硕士,工程师,主要从事铝合金加工技术及数值模拟研究
有色金属加工
第44卷
要适当降低,控制在80~100mm/min内。
足工业型材的要求,冷却速度继续提高,抗拉强度还
2均匀化工艺
有一定幅度的提高。
2.1铸态组织
300
图1所示为合金铸态金相显微组织,由图1可知
合金的铸态组织主要由树枝状a(AI)固溶体、骨骼状
270
非平衡共晶相β( AIMNFESI)和晶界组成。树枝状晶
240
晶内偏析严重,成分不均匀,晶界处的骨骼状非平衡
210
共晶对合金的塑性有不利影响,铸态合金必须进行均あ
匀化处理才有良好的挤压性能。
150
306090120150180210240
Cooling speed( C/h)
图2均匀化后冷却速度对型材力学性能的影响
Fig. 2 Effect of cooling rate on mechanical properties of
extrusion profiles after homogenization
6082合金通过均匀化处理,铸造时快速凝固产生
的晶内偏析减少或消除,共晶态Mg2Si完全固溶到
a(AI)中,快速冷却后析出相Mg2Si以细小颗粒状高
图1合金的铸态组织(500X)
度弥散分布于基体中,片状非平衡共晶B( Amnfesi)
Fig. I As-cast microstructure of alloy
转变为颗粒状的a( Almnfesi)(图3、b))。当冷却速
2.2均匀化
度≤100℃/h时,随着铸棒温度的降低,高温均匀化时
均匀化保温后的冷却速度对型材的最终力学性固溶于a(A)基体中的Mg2S有足够的时间析出并粗
能有重要影响,如图2所示,随着冷却速度提高,型材化长大(图3、a);当冷却速度=200℃/h时,由于冷
力学性能逐渐升高。当冷却速度低于100℃/h时,抗
却速度快、时间短,Mg,Si没有充足的时间析出长大,
拉强度只有180MPa,远低于工业型材的要求;当冷却而是呈细小颗粒状弥散分布于基体中,如图3、b)
速度为200℃/h时,抗拉强度可达到300MPa,基本满
所示。
a)均匀化后慢速冷却(≤100℃/h
b)均匀化后快速冷却(≥200℃/h)
图3均匀化后冷却速度对铸棒显微组织的影响(500X)
Fig 3 Efect of cooling rate on microstructure of cast rods after homogenization(500 X)
均匀化后,冷却速度不仅对铸锭的组织产生影作用,合金温度可以上升至强化相的固溶温度,但由
响,也对挤压在线热处理后型材的组织产生重要影于持续时间很短(一般只有几十秒),铸棒缓慢冷却产
响。铸棒经过挤压在线热处理时,由于挤压变形热的生的粗大析出相来不及充分固溶,型材冷却后固溶体