介紹

6063鋁合金廣泛用于建筑鋁門窗、幕墻的框架，為了保證門窗、幕墻具有高的抗風壓性能、裝配性能、耐蝕性能和裝飾性能，對鋁合金型材綜合性能的要求遠遠高于工業(yè)型材標準。

在**標準GB/T3190中規(guī)定的6063鋁合金成分范圍內(nèi)，對化學成分的取值不同，會得到不同的材質(zhì)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(nèi)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(chǎn)**鋁合金建筑型材的**的一環(huán)。

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(yōu)選化學成分的主要工作是確定Mg和Si的百分含量(質(zhì)量分數(shù)，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(shù)量**愈多，熱處理強化效果**愈大，型材的抗拉強度**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(shù)量應(yīng)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(fā)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(tài)存在于合金中： (1)彌散相β’’固溶體中析出的Mg2Si相彌散質(zhì)點，是一種不穩(wěn)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(wěn)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(wěn)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(tài)的時候，將β相變成β’’相的過程**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(nèi)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(shù)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(tài)型材的σb≥160MPa，T6狀態(tài)型材σb≥205MPa，實踐證明．該合金的**高可達到260MPa。但大批量生產(chǎn)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(chǎn)品符合標準要求，又要使合金易于擠壓，有利于提高生產(chǎn)效率。我們設(shè)計合金強度時，對于T5狀態(tài)交貨的型材，取200MPa為設(shè)計值。

2．1．3Mg含量的確定 Mg2Si的量一經(jīng)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(zhì)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(chǎn)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(shù)量不足所致。原因是合金中的Fe、Mn等雜質(zhì)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(yīng)有合理的控制。我廠根據(jù)實際經(jīng)驗認為過剩Si量選擇在0．09% ～0．13%范圍內(nèi)是比較好的。合金中Si含量應(yīng)是：Si%=(Si基+Si過)%

三、 合金元素控制范圍的確定?

3．1Mg的控制范圍 Mg是易燃金屬，熔煉操作時會有燒損。在確定Mg的控制范圍時要考慮燒損所帶來的誤差，但不能放得太寬，以免合金性能失控。我們根據(jù)經(jīng)驗和本廠配料、熔煉和化驗水平，將Mg的波動范圍控制在0．04%之內(nèi)，

T5型材取0．47%～0．50%，

T6型材取0．57%～0．60%。

3．2Si的控制范圍 當Mg的范圍確定后，Si的控制范圍可用Mg/Si比來確定。

因為該廠控制Si過為0．09%～0．13%，所以Mg/Si應(yīng)控制在1．18～1．32之間。

3．36063鋁合金T5和T6狀態(tài)型材化學成分的選擇范圍。若要變更合金成分時，比如想將Mg2Si量增加到0．95%，以便有利于生產(chǎn)T6型材時，可沿過Si上下限區(qū)間將Mg上移至0．6%左右的位置即可。

此時Mg約為0．46%，Si過為0．11%，Mg/Si為1．

3．4結(jié)束語 根據(jù)我廠的經(jīng)驗，在6063鋁合金型材中Mg2Si量控制在0．75%～0．80%范圍內(nèi)，已完全能夠滿足力學性能的要求。在正常擠壓系數(shù)(大于或等于30)的情況下，型材的抗拉強度都處在200～240 MPa范圍內(nèi)。而這樣控制合金，不僅材料塑性好，易于擠壓，耐蝕性高和表面處理性能好，而且可節(jié)約合金元素。但是還應(yīng)特別注意對雜質(zhì)Fe進行嚴格控制。若Fe含量過高，會使擠壓力增大，擠壓材表面質(zhì)量變差，陽極氧化色差增大，顏色灰暗而無光澤，F(xiàn)e還降低合金的塑性和耐蝕性。實踐證明，將Fe含量控制在0．15%～0．25%范圍內(nèi)是比較理想的。

6063鋁合金的熔化溫度是655度以上，6063鋁型材擠壓溫度是棒溫490-510℃，擠壓筒420-450℃，一般來說，每個擠型材的溫度設(shè)計都不一樣的，但大概都是在這個范圍：模溫470-490℃，根據(jù)自身的狀況來設(shè)定！

3分類

他們是四位數(shù)字表示的以鎂和硅為主要合金元素并以Mg2Si相為強化相的鋁合金。?**位是數(shù)字，用以區(qū)分組別。 ?后兩位用于區(qū)分同一組別系列內(nèi)的材料牌號，沒有特殊意義。 ?四位數(shù)字體系和四位字符體系牌號**個數(shù)字表示鋁及鋁合金的類別，其含義如下：

1）1XXX系列 工業(yè)純鋁；

2）2XXX系列 Al-Cu、Al-Cu-Mn合金

3）3XXX系列 Al-Mn、可加工純鋁；

4）4XXX系列 Al-Si合金；

5）5XXX系列 Al-Mg合金；

6）6XXX系列 Al-Mg-Si合金；

7）7XXX系列 Al-Zn-Mg-Cu合金；

4特性

屬于Al-Mg-Si系合金,使用范圍廣泛,特別是建筑業(yè)離不開此合金，是**有前途的合金。耐蝕性好，焊接性優(yōu)良，冷加工性較好，并具有中等強度。

5用途

一、板帶的應(yīng)用廣泛應(yīng)用于裝飾、包裝、建筑、運輸、電子、航空、航天、兵器等各行各業(yè)。

二、航空航天用鋁材用于制作飛機蒙皮、機身框架、大梁、旋翼、螺旋槳、油箱、壁板和起落架支柱，以及**鍛環(huán)、宇宙飛船壁板等。

三、交通運輸用鋁材用于汽車、地鐵車輛、鐵路客車、高速客車的車體結(jié)構(gòu)件材料，車門窗、貨架、汽車發(fā)動機零件、空調(diào)器、散熱器、車身板、輪轂及艦艇用材。

四、包裝用鋁材?全鋁易拉罐制罐料主要以薄板與箔材的形式作為金屬包裝材料,制成罐、蓋、瓶、桶、包裝箔。廣泛用于飲料、食品、化妝品、藥品、香煙、工業(yè)產(chǎn)品等包裝。

五、印刷用鋁材主要用于制作PS版，鋁基PS版是印刷業(yè)的一種新型材料，用于自動化制版和印刷。

六、建筑裝飾用鋁材鋁合金因其良好的抗蝕性、足夠的強度、優(yōu)良的工藝性能和焊接性能，廣泛用于建筑物構(gòu)架、門窗、吊頂、裝飾面等。如各種建筑門窗、幕墻用鋁型材、鋁幕墻板、壓型板、花紋板、彩色涂層鋁板等。

七、電子家電用鋁材主要用于各種母線、架線、導(dǎo)體、電氣元件、冰箱、空調(diào)、電纜等領(lǐng)域。規(guī)格：圓棒、方棒

代表用途包括航天固定裝置、電器固定裝置、通訊領(lǐng)域，也廣泛應(yīng)用于自動化機械零件、精密加工、模具制造、電子及精密儀器、SMT、PC板焊錫載具等等。

6化學成份

鋁 Al ：余量

硅 Si ：0.20～0.6

銅 Cu ：≤0.10

鎂 Mg：0.45～0.9

鋅 Zn：≤0.10

錳 Mn：≤0.10

鈦 Ti ：≤0.10

鉻 Cr：≤0.10

鐵 Fe： 0.000～ 0.350

注：單個:≤0.05;合計:≤0.15

7力學性能

抗拉強度 σb (MPa)：≥205

條件屈服強度 σ0.2 (MPa)：≥170

伸長率 δ5 (%)：≥9

注 ：棒材室溫縱向力學性能

試樣尺寸：棒材直徑(方棒、六角棒內(nèi)切圓直徑)≤25

8現(xiàn)貨規(guī)格

6063板材現(xiàn)貨規(guī)格：0.3mm-350mm(厚度)

6063棒材現(xiàn)貨規(guī)格：3.0mm-500mm(直徑)

6063線材現(xiàn)貨規(guī)格：0.1mm-20mm(線徑)