1.前言
6082鋁合金屬于Al - Mg - Si鋁合金具有中等強(qiáng)度和良好的焊接性能和耐腐蝕性,主要用于橋梁、起重機(jī)、屋頂框架、運(yùn)輸車輛、運(yùn)輸船舶等運(yùn)輸和結(jié)構(gòu)工程。
本文對6082鋁合金在擠壓型材生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行了試驗(yàn)研究,壓型材生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行了試驗(yàn)研究。
2.熔鑄工藝
2.1化學(xué)成分
GB/T3190 -1996中6082鋁合金化學(xué)成分見表1。
2.2成分控制
6082鋁合金成分有兩個主要特點(diǎn):一是含有適量Mn和Cr;第二,Mg、Si含量相對較高。Mn、Cr等合金元素會阻礙再結(jié)晶或再結(jié)晶晶粒在擠壓和擠壓后生長和細(xì)化晶粒。(Mn Cr) 如果總量過高,可能會分別形成Mn、Cr粗大的第二相,削弱Mg2Si沉淀強(qiáng)化作用抵消了阻礙再結(jié)晶和細(xì)化晶粒的作用。Mn、Cr元素會增加6082鋁合金的淬火敏感性。而且容易α(Al)晶內(nèi)偏析嚴(yán)重,導(dǎo)致擠壓產(chǎn)品粗晶組織,降低型材氧化著色效果。對于Mg、Si6082鋁合金成分Mg2Si在加強(qiáng)的同時,通過增加適量的過剩Si促進(jìn)強(qiáng)化。
所以,重點(diǎn)是對的Mn測試確定含量:Mn含量為0.6% ~0.65%及0.9% ~0.對比95%。Mn當(dāng)含量偏高時,產(chǎn)品尾部粗晶組織較多,機(jī)械性能較低,因此比較確定Mn含量優(yōu)化范圍為0. 6% ~0.65%。Cr含量應(yīng)控制在0.15%以下,(Mn Cr)總量控制在0.70% ~0.80%范圍內(nèi)。Mg2Si含量應(yīng)控制在1.5% ~ 1.6%,過剩Si含量控制在0.3%左右。
6082鋁合金實(shí)際成分控制范圍見表2。
2.3工藝控制
6082鋁合金最大的特點(diǎn)是含難熔金屬M(fèi)n,Mn適量容易導(dǎo)致晶體偏析和固液區(qū)塑性降低,導(dǎo)致抗裂性不足。因此,熔鑄工藝應(yīng)注意三點(diǎn):一是熔煉溫度控制在740 ~760℃攪拌均勻,確保金屬完全熔化,溫度準(zhǔn)確,成分均勻。第二,鑄造應(yīng)考慮金屬M(fèi)n增加合金粘度,降低其流動性,影響合金鑄造性能。鑄造速度應(yīng)適當(dāng)降低,控制在80~100mm/min范圍內(nèi)。三是增加冷卻強(qiáng)度,加快冷卻速度,消除晶體偏析??刂埔淮卫鋮s強(qiáng)度,增加二次冷卻強(qiáng)度,減少鑄造過程中產(chǎn)生的應(yīng)力集中,避免鑄錠裂紋缺陷。冷卻水壓應(yīng)控制在0. 1 ~0.3MPa范圍內(nèi)。
3.均勻化退火
6082鋁合金變形抗力大,力學(xué)性能指標(biāo)偏高。通過均勻化處理工藝改善合金組織,達(dá)到三個主要效果:充分固溶解Mg2Si相;消除晶內(nèi)偏析;β(Al9Fe2Si2)相向α(Al12Fe3Si2)相轉(zhuǎn)化,細(xì)化含鐵相粒子。
由于合金中Mn為了保持合金的擠壓性能和擠壓效果,采用中溫均化工藝,即均勻化溫度555 ~565℃;保溫時間6h;冷卻速度≥200℃/h。
4.擠壓工藝
4.1鑄錠加熱方法
鑄錠加熱采用工頻感應(yīng)加熱,加熱時間短,3min內(nèi)即可達(dá)到500℃左右;溫度控制準(zhǔn)確,誤差不超過±3℃。如果電阻爐加熱緩慢,會導(dǎo)致Mg2Si影響強(qiáng)化效果的分析。
4.2擠壓
考慮到6082鋁合金的主要特點(diǎn),擠壓工藝結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)如下:
(1)6082合金變形抗性大,鑄錠加熱溫度應(yīng)偏上限(480 ~500℃)。
(2)模具溫度取460℃擠壓筒溫度為440 ~500℃。
(3)擠壓速度控制在7~11m/min的范圍內(nèi);
(4)合金應(yīng)主要加強(qiáng)相Mg2Si完全固溶,須保證淬火溫度在500℃因此,型材擠壓出口的溫度應(yīng)控制在500 ~530℃范圍內(nèi);
(5)6082合金淬火敏感性高,要求淬火冷卻強(qiáng)度高,冷卻速度快。產(chǎn)品出前梁后必須立即在線淬火。.5mm以下型材可用強(qiáng)風(fēng)冷卻淬火;壁厚2.5mm以上的型材必須用水霧淬火處理,須使溫度迅速降到50℃以下。
(6)拉伸矯直6082鋁合金型材,拉伸率應(yīng)控制在1.0% ~2.0%范圍內(nèi)。擠壓工藝參數(shù)見表3。
5.時效制度
時效是型材達(dá)到規(guī)定力學(xué)性能的最后一個環(huán)節(jié)。合理的時效制度不僅要保證產(chǎn)品的性能,還要考慮生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本。結(jié)合試驗(yàn)研究,6082型材的最佳時效制度為:時效溫度為170 ~ 180℃,保溫時間8h,前型材的停放時間不得超過8h。
6.結(jié)論
根據(jù)6082鋁合金型材的特點(diǎn)和性能要求,上述工藝相對合理。在熔鑄工藝中,6082鋁合金成分控制的重點(diǎn)是Mn和Cr含量范圍。Mn含量優(yōu)化控制范圍為0.6%~0. 65%,Cr含量應(yīng)控制在0. 15% 以下,(Mn Cr)總量控制在 0.70% ~0.80% 范圍內(nèi)。Mg2Si含量應(yīng)控制在1.5% ~ 1.6%,過剩 Si含量控制在0.3%左右。在擠壓過程中,擠壓出口溫度和淬火效果控制是保證產(chǎn)品性能的關(guān)鍵,淬火溫度為500℃型材擠壓出口溫度應(yīng)控制在500 以上~530℃,淬火力求強(qiáng)度大,速度快。