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6063铝合金广泛用于建筑铝门窗、幕墙的框架,为了保证门窗、幕墙具有高的抗风压性能、装配性能、耐蚀性能和装饰性能,对铝合金型材综合性能的要求远远高于工业型材标准。
① 铝合金材料。主要合金元素为镁与硅,具有加工性能、优良的可焊接性、挤出性及电镀性、良好的抗腐蚀性、韧性,易于抛光、上色膜,阳极氧化效果优良,是典型的挤压合金。6063铝合金型材以其良好的塑性、适中的热处理强度、良好的焊接性能以及阳极氧化处理后,表面华丽的色泽等诸多优点而被广泛应用于建筑型材、灌溉管材、供车辆、台架、家具、升降机、栅栏等用的管、棒、型材。
②属低合金化的Al-Mg-Si系高塑性合金。具有诸多可贵特点:1.热处理强化,冲击韧性高,对缺口不敏感。2.有很好的热塑性,可以高速挤压成结构复杂、薄壁、中空的各种型材,或锻造成结构复杂的锻件。淬火温度范围宽,淬火敏感性低,挤压和锻造脱模后,只要温度高于淬火温度,即可用喷水或穿水的方法淬火。薄壁件(δ<3mm)还可以实行风淬。3.焊接性能和耐蚀性优良,无应力腐蚀开裂倾向,在热处理可强化型铝合金中,Al-Mg-Si系合金是wei一没有发现应力腐蚀开裂现象的合金。4.加工后表面十分光洁,且容易阳极氧化和着色。其缺点是淬火后,若在室温停放一段时间,在时效上会对强度带来不利影响(停放效应)。
在国家标准GB/T3190中规定的6063铝合金成分范围内,对化学成分的取值不同,会得到不同的材质特性,当化学成分的范围很大时,其性能差异会在很大范围内波动,以致型材的综合性能会无法控制。
6063铝合金的化学成分成为生产铝合金建筑型材的zui重要的一环。
一、合金元素的作用及其对性能的影响
6063铝合金是AL-Mg-Si系中具有中等强度的可热处理强化合金,Mg和Si是主要合金元素,优选化学成分的主要工作是确定Mg和Si的百分含量(质量分数,下同)。
1.1Mg的作用和影响 Mg和Si组成强化相Mg2Si,Mg的含量愈高,Mg2Si的数量就愈多,热处理强化效果就愈大,型材的抗拉强度就愈高,但变形抗力也随之增大,合金的塑性下降,加工性能变坏,耐蚀性变坏。
1.2Si的作用和影响 Si的数量应使合金中所有的Mg都能以Mg2Si相的形式存在,以确保Mg的作用得到充分的发挥。随着Si含量增加,合金的晶粒变细,金属流动性增大,铸造性能变好,热处理强化效果增加,型材的抗拉强度提高塑性降低,耐蚀性变坏。
三、 合金元素控制范围的确定
3.1Mg的控制范围 Mg是易燃金属,熔炼操作时会有烧损。在确定Mg的控制范围时要考虑烧损所带来的误差,但不能放得太宽,以免合金性能失控。我们根据经验和本厂配料、熔炼和化验水平,将Mg的波动范围控制在0.04%之内,
T5型材取0.47%~0.50%,
T6型材取0.57%~0.60%。
3.2Si的控制范围 当Mg的范围确定后,Si的控制范围可用Mg/Si比来确定。
因为控制Si过为0.09%~0.13%,所以Mg/Si应控制在1.18~1.32之间。
3.36063铝合金T5和T6状态型材化学成分的选择范围。若要变更合金成分时,比如想将Mg2Si量增加到0.95%,以便有利于生产T6型材时,可沿过Si上下限区间将Mg上移至0.6%左右的位置即可。
此时Mg约为0.46%,Si过为0.11%,Mg/Si为1.
3.4在6063铝合金型材中Mg2Si量控制在0.75%~0.80%范围内,已完全能够满足力学性能的要求。在正常挤压系数(大于或等于30)的情况下,型材的抗拉强度都处在200~240 MPa范围内。而这样控制合金,不仅材料塑性好,易于挤压,耐蚀性高和表面处理性能好,而且可节约合金元素。但是还应特别注意对杂质Fe进行严格控制。若Fe含量过高,会使挤压力增大,挤压材表面质量变差,阳极氧化色差增大,颜色灰暗而无光泽,Fe还降低合金的塑性和耐蚀性。实践证明,将Fe含量控制在0.15%~0.25%范围内是比较理想的。
6063铝合金的熔化温度是655度以上,6063铝型材挤压温度是棒温490-510℃,挤压筒420-450℃,一般来说,每个挤型材的温度设计都不一样的,但大概都是在这个范围:模温470-490℃,根据自身的状况来设定!
特性
属于Al-Mg-Si系合金,使用范围广泛,特别是建筑业离不开此合金,是zui有前途的合金。耐蚀性好,焊接性优良,冷加工性较好,并具有中等强度。
化学性能
铝 Al :余量
硅 Si :0.20~0.6
铜 Cu :≤0.10
镁 Mg:0.45~0.9
锌 Zn:≤0.10
锰 Mn:≤0.10
钛 Ti :≤0.10
铬 Cr:≤0.10
铁 Fe: 0.000~ 0.350
注:单个:≤0.05;合计:≤0.15
力学性能
抗拉强度 σb (MPa):≥205
条件屈服强度 σ0.2 (MPa):≥170
伸长率 δ5 (%):≥9
注 :棒材室温纵向力学性能
试样尺寸:棒材直径(方棒、六角棒内切圆直径)≤25