6082合金属于Al-Mg-Si系热处理可强化的铝合金,具有中等强度和良好的焊接性能、耐腐蚀性,主要用于交通运输和结构工程工业,如桥梁、起重机、屋顶构架和冷藏集装箱等。 近年来,随着国内外冷藏集装箱突飞猛进的发展,减轻箱体自重,寻求代替钢铁部件的铝合金材料,已成为铝加工业和冷藏箱业的重要课题。6082铝合金具有中等强度和良好的耐蚀性,重量又轻,是制造冷藏集装箱部件的理想材料。本文对6082铝合金应用于挤压生产进行试验研究,以确定合理的熔铸、挤压工艺制度。
2 熔铸工艺
2.1成分控制
6082铝合金型材的力学性能要求很高,要求其抗拉强度(词条“抗拉强度”由行业大百科提供)σb≥310MPa。当Mg2Si含量从0.5%增加到1.0%时,合金的抗拉强度能提高一倍,继续提高Mg2Si含量可使抗拉强度进一步提高,但是合金的淬火敏感性和挤压变形抗力也随之增加,故Mg2Si含量宜控制在1.2%~1.5%,另过剩Si对合金的强度提高有很大帮助,但同时也会增加脆性,降低合金的挤压塑性,一般过剩Si含量控制在0.2%~0.4%为宜。6082合金还需添加一定量的Mn元素,以提高合金的再结晶温度,阻碍挤压时发生再结晶或再结晶晶粒长大,细化晶粒。但Mn含量过高会增加合金的淬火敏感性,同时会形成粗大的含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含量增加其粘度增大,流动性下降,因此Mn含量应控制在0.4%~0.6%的范围内。6082铝合金的实际成分控制范围见表1。
表1 6082铝合金化学成分标准 单位:w%
元素
Si
Fe
Cu
Mn
Mg
Cr
Zn
Ti
Al
国标
0.7~1.3
0.50
0.10
0.4~1.0
0.6~1.2
0.25
0.20
0.10
余量
内控
0.9~1.1
0.1
0.06
0.49
0.8-1.0
0.04
0.01
0.08
余量
2.2 铸造工艺
由于 6082合金的特点是含难熔金属(词条“金属”由行业大百科提供)Mn,Mn的存在易引起晶内偏析及固液区塑性降低,导致抗裂能力不足,故熔铸工艺主要注意以下两点:第一,选择合适铸造温度,温度过高会使液穴加深,温度梯度加大,导致铸造应力增加,产生铸造裂纹;温度过低将降低金属流动性,易产生冷隔、夹渣、不易于气体逸出。因此熔炼温度应控制在730~750℃范围内,且要搅拌均匀保证金属完全熔化、成分均匀;第二,控制铸造速度,铸造速度较高时,会使液穴加深,延伸到结晶槽之外,易形成中心裂纹,同时铸造凝壳层变薄,偏析瘤加大;当铸造速度较低时,同液穴在结晶槽之内,易产生表面裂纹及冷隔等缺陷。6082合金含有Mn元素,增大了合金的粘度,其流动性降低,铸造速度也要适当降低,控制在80~100mm/min范围内。
3 均质工艺
3.1 铸态组织
3.2 均质处理
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α(Al)中,快速冷却后析出相Mg2Si以细小颗粒状高度弥散分布于基体(词条“基体”由行业大百科提供)中,片状非平衡共晶β(AlMnFeSi)转变为颗粒状的α(AlMnFeSi),如图2、b)所示。
通过上述变化,6082合金挤压性能将得到很大改善。晶内偏析消失将降低挤压时金属流动的不均匀性(词条“均匀性”由行业大百科提供),提高挤压型材(词条“型材”由行业大百科提供)的表面光洁度;组织中片状粗大Al-Fe-Si相的转变、细化将减轻型材表面裂纹倾向,改善合金的可挤压性,提高挤压速度。
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