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創(chuàng)新 合作發(fā)展
6028合金屬于Al-Mg-Si鋁合金具有中等強度和良好的焊接性能和耐腐蝕性,主要用于運輸和結(jié)構(gòu)工程行業(yè)。如橋梁、起重機、屋頂框架、運輸機、運輸船舶等。
近年來,隨著國內(nèi)外造船業(yè)的快速發(fā)展,降低船舶重量、提高船舶速度、尋求鋁合金材料取代鋼部件已成為鋁加工業(yè)和造船業(yè)面臨的重要課題。6082鋁合金具有中等強度和良好的耐腐蝕性,重量輕,是制造高速船舶部件的理想材料。
1 技術(shù)要求
11.化學成分(%)
Si 0.7-1.3 Fe≤5.0 Cu≤0.10 Mn 0.4-1.0
Mg 0.6-1.2 Cr≤0.25 Zn≤0.20 Ti≤0.10
1.2 外觀
無裂紋、分層、腐蝕、氧化夾雜物、剝落、氣泡和機械損傷,邊緣平整,無毛刺。
1.3 機械性能
抗拉強度σb≥310MPa,屈服點σ0.2≥250MPa,延伸率δ≥10%
2 熔鑄工藝
2.1 成分控制
由于產(chǎn)品性能要求高,Mg、Si、Fe等元素主要起強化作用,合理配比對擠壓工藝和最終產(chǎn)品性能具有重要意義。因此,必須嚴格控制,范圍不能太寬。Mn含量過高會影響合金鑄造的性能Mn因此,含量增加,粘度增加,流動性降低Mn含量應控制在中偏下,Cu雖然對合金有強化作用,但含量高會損害耐腐蝕性,銅含量不宜過高。
2二 熔鑄工藝
2.2.1 熔煉
6082含有合金的特點Mn,Mn熔化溫度應控制在難熔金屬中740-760℃。取樣前均勻攪拌兩次以上,確保金屬完全熔化,溫度準確,成分均勻。攪拌后,在鋁液深度的中部和爐的左右兩側(cè)取一個樣品進行分析。
22.2.2 凈化和鑄造
熔體轉(zhuǎn)入靜置爐后,用氮氣和精煉劑噴粉噴氣,精煉溫度735-745℃,時間15分鐘,精煉后靜置30分鐘。除氣、除渣、熔體凈化。
從鑄模到爐口有兩個過濾裝置,爐口有泡沫陶瓷過濾板(30PPI)過濾,鑄造前用14目玻璃纖維絲布過濾,充分濾去熔體中的氧化物、夾渣。
6082合金鑄造溫度高(與6063正常工藝相比),鑄造速度低,水流大。上述工藝應嚴格控制,不得超出范圍,否則容易導致鑄造失敗。
3 均勻退火
6082合金變形阻力大,擠壓困難,機械性能指標高。均勻化處理后,合金組織發(fā)生以下變化:(1)晶內(nèi)偏析消失;(2)Ms2Si相溶入α(Al)不平衡共晶消失;(3)β(Al9Fe2Si2)相向α(Al12Fe3Si2)含鐵相粒子相轉(zhuǎn)化細化。
通過上述變化,其擠壓性能和型材質(zhì)量將大大提高。晶體偏析的消失將減少擠壓過程中金屬流動的不均勻性,提高擠壓型材的表面光潔度;組織中的粗不平衡Mg、Si質(zhì)點和粗大Al-Fe-Si減少和細化相粒子會減少型材表面的裂紋傾向,提高擠壓速度;Mg2Si全固溶是強化合金、提高其機械性能的首要條件。
均勻溫度:555-565℃,保溫時間:3小時,冷卻速度≥200℃/h
4 擠壓工藝
4.1 鑄棒加熱方法
鑄棒加熱采用工頻感應加熱,加熱時間短,3分鐘內(nèi)即可達到500℃(2)溫度控制準確,誤差不超過±3℃。
如果電阻爐加熱緩慢,會導致Mg2Si相析出,影響強化效果。
4.2 擠壓
合理制定了擠壓工藝,改變了以下因素。
(1)6082合金變形抗力大,鑄棒溫度應偏上限(480-500℃);
(2)模具溫度也應過高;
(3)為防止縮尾或氣泡、氧化皮、雜質(zhì)卷入,壓余應留長;
(4)合金應主要加強相Mg2Si完全固溶,必須保證淬火溫度在500℃固此型材擠壓出口的溫度應控制在以上500-530℃;
(5)6082合金淬火敏感性高。合金中含有Mn,促進晶內(nèi)金屬間化合物的形成,對淬火性能有不利影響。要求淬火冷卻強度大、冷卻速度快,必須通過水淬使其溫度迅速降到50℃以下;
(6)鋸切型材后,框架應保護一定間隔,不得排放過密。
5 時效制度
合理的時效制度不僅要保證產(chǎn)品性能,還要考慮生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本。經(jīng)過反復試驗,我們證明了時效溫度170-180℃,保溫時間為5小時,是6082型材的最佳時效制度。
6 試驗結(jié)果
6.1 化學成分穩(wěn)定性及鑄棒低倍組織情況
6.2 機械性能
上述試驗結(jié)果表明,由于熔煉鑄造工藝和熱處理系統(tǒng)的合理選擇,鑄棒成分穩(wěn)定,組織均勻,型材出口溫度越高,性能越好。
7 結(jié)論
根據(jù)6082年合金船用鋁型材的特點和性能要求,上述工藝相對合理。鑄棒均勻處理、感應加熱、型材水淬及時性是滿足產(chǎn)品性能要求的前提;嚴格控制工藝參數(shù)是產(chǎn)品質(zhì)量的保證。在熔鑄過程中,合理匹配鑄造溫度、速度和冷卻水流量是保證鑄造質(zhì)量的關(guān)鍵;在擠壓過程中,擠壓出口溫度的控制是保證產(chǎn)品性能的關(guān)鍵。本工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品已成功通過挪威船級協(xié)會的認證,以滿足用戶的需求。
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