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在 標準GB/T3190中規定的6063鋁合金成分范圍內,對化學成分的取值不同,會得到不同的材質特性,當化學成分的范圍很大時,其性能差異會在很大范圍內波動,以致型材的綜合性能會無法控制。
6063鋁合金的化學成分成為生產優質鋁合金建筑型材的重要的一環。
一、合金元素的作用及其對性能的影響 
6063鋁合金是AL-Mg-Si系中具有中等強度的可熱處理強化合金,Mg和Si是主要合金元素,優選化學成分的主要工作是確定Mg和Si的百分含量(質量分數,下同)。
1.1Mg的作用和影響 Mg和Si組成強化相Mg2Si,Mg的含量愈高,Mg2Si的數量就愈多,熱處理強化效果就愈大,型材的抗拉強度就愈高,但變形抗力也隨之增大,合金的塑性下降,加工性能變壞,耐蝕性變壞。
1.2Si的作用和影響 Si的數量應使合金中所有的Mg都能以Mg2Si相的形式存在,以確保Mg的作用得到充分的發揮。隨著Si含量增加,合金的晶粒變細,金屬流動性增大,鑄造性能變好,熱處理強化效果增加,型材的抗拉強度提高塑性降低,耐蝕性變壞。
二、Mg和Si含量的選擇
2.1Mg2Si量的確定
2.1.1Mg2Si相在合金中的作用 Mg2Si在合金中能隨著溫度的變化而溶解或析出,并以不同的形態存在于合金中: (1)彌散相β’’固溶體中析出的Mg2Si相彌散質點,是一種不穩定相,會隨溫度的升高而長大。 (2)過渡相β’ 是β’’由長大而成的中間亞穩定相,也會隨溫度的升高而長大。(3)沉淀相β是由β’ 相長大而成的穩定相,多聚集于晶界和枝晶界。 能起強化作用Mg2Si相是當其處于β’’彌散相狀態的時候,將β相變成β’’相的過程就是強化過程,反之則是軟化過程。
2.1.2Mg2Si量的選擇 6063鋁合金的熱處理強化效果是隨著Mg2Si量的增加而增大。當Mg2Si的量在0.71%~1.03%范圍內時,其抗拉強度隨Mg2Si量的增加近似線性地提高,但變形抗力也跟著提高,加工變得困難。但Mg2Si量小于0.72%時,對于擠壓系數偏小(小于或等于30)的制品,抗拉強度值有達不到標準要求的危險。當Mg2Si量超過0.9%時,合金的塑性有降低趨勢。 GB/T5237.1—2000標準中要求6063鋁合金T5狀態型材的σb≥160MPa,T6狀態型材σb≥205MPa,實踐證明.該合金的 可達到260MPa。但大批量生產的影響因素很多,不可能確保都達到這么高。綜合的考慮,型材既要強度高,能確保產品符合標準要求,又要使合金易于擠壓,有利于提高生產效率。我們設計合金強度時,對于T5狀態交貨的型材,取200MPa為設計值。
2.1.3Mg含量的確定 Mg2Si的量一經確定,Mg含量可按下式計算: Mg%=(1.73×Mg2Si%)/2.73  2.1.4Si含量的確定 Si的含量必須滿足所有Mg都形成Mg2Si的要求。由于Mg2Si中Mg和Si的相對原子質量之比為Mg/Si=1.73 ,所以基本Si量為Si基=Mg/1.73。 但是實踐證明,若按Si基進行配料時,生產出來的合金其抗拉強度往往偏低而不合格。顯然是合金中Mg2Si數量不足所致。原因是合金中的Fe、Mn等雜質元素搶奪了Si,例如Fe可以與Si形成ALFeSi化合物。所以,合金中必須要有過剩的Si以補充Si的損失。合金中有過剩的Si還會對提高抗拉強度起補充作用。合金抗拉強度的提高是Mg2Si和過剩Si貢獻之和。當合金中Fe含量偏高時,Si還能降低Fe的不利影響。但是由于Si會降低合金的塑性和耐蝕性,所以Si過應有合理的控制。我廠根據實際經驗認為過剩Si量選擇在0.09% ~0.13%范圍內是比較好的。 合金中Si含量應是:Si%=(Si基+Si過)%




鋁板折彎主要有兩個重要指標,一個是鋁板的綜合強度,一個是鋁板的密度。鋁板廠家就從這兩個方面進行分析,如何選擇折彎鋁板型號。
   種是5000系列的鋁合金,主要用于鈑金結構件,5000系列的鋁板屬于較常用的合金鋁板系列,主要其他元素還有鎂,含鎂量在3-5%之間。又可以稱為鋁鎂合金。

  主要特點是:密度低、抗拉強度高、延伸率高。密度低于其他系列鋁合金。加工工藝為連鑄連軋,屬于熱軋鋁板系列。主要在我國5000系列鋁板屬于較為成熟的鋁板系列之一。
  經常用到的是5052,它有良好的成型加工性能,抗腐蝕性,可焊性,疲勞強度,中等的靜態強度,用于制造飛機油管,油箱,以及交通車輛,船舶的鈑金件等。
  第二種是6000系列的鋁合金,主要做機加工件,和5000系列不同,6000系列合金加入了硅元素,這樣6000系列的鋁合金硬度就得到很大提高,機械加工性能很好。另外適用于抗腐蝕性、氧化性要求高的應用。容易圖層,強度高,抗腐蝕性強。鋁板廠家經常用到的是6061鋁合金,用于機加工件,切削性能良好(5000系列就不好)。

  鋁板牌號代表的含義:
  F:自由加工狀態(不常見)
  O:退火狀態(機械專業的人應該都知道,我也在這里啰嗦一句,退火指的是將金屬緩慢加熱到一定溫度,保持一段時間,然后以一定的速度冷卻。這樣的話就可以降低材料的硬度,改善切斜加工性能,殘余應力,穩定尺寸,鈑金折彎的時候就不容易裂紋,簡單說鋁合金O態的話就是軟態,比較軟)。
  H:加工硬化狀態(又叫做冷作硬化,也是熱處理課程里面的知識,硬度、強度、耐磨性增加,不好加工)
  T:熱處理狀態(T代號后面必須跟一位或多位數字,是穩定的狀態產品)



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