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2018/6/19 11:22:09  来源:http://www.cr13bxgb.com  作者:天津浙建钢铁有限公司

  6061铝板的新工艺及应用分析

  我们都知道6061铝板用途相当广、用量非常大,被广泛应用于挤压建筑型材和工业型材等方面,是一款非常优秀的变形铝合金材料。目前,我国铝合金热变形挤压工艺已逐渐成熟,但与国外某些发达国家相比依然有一定差距。挤压速度不注意,过快或过慢都会使制品表面会出现麻点、裂纹等现象的发生,增加了金属变形的不均匀性,如何才能实现快速挤压的同时又保证制品质量呢?

  1.优异的快速挤压模具的设计和普通铝型材挤压模具相比,快速挤压要求模具分流孔大,即保证供料量充足;上模薄,即送料行程减短;模具工作带短,即铝与模具的阻力减小;随挤压过程的完成,变形区温度升高,而挤压速度越快,变形区温度升高得也越快,所以模具应该带有模具冷却系统,以保证挤压模具温度稳定,低温高速,实现快速挤压的同时也保证了模具的寿命和型材质量。另外,快速挤压模具材料性能要好。

  2.对6061铝板铝棒的质量规格要求,对于快速挤压,铝棒的要求要高于普通挤压,铝棒必须全部均质,铝棒中不允许有油污、夹杂。合金的均质处理能提高挤压速度,同未均匀化处理的铸锭相比,大约可使挤压力降低6%-15%。对均热后快冷的铸锭,Mg2Si几乎能全部固溶于基体,过剩的Si也将固溶或以弥散析出的细小质点存在。

  这样的铸锭可以在较低温度下快速挤压,并获得优良的力学性能和表面光亮度。镁一般控制在0.5%左右,Mg2Si总量控制在0.82%左右。当硅过剩0.01%时合金的力学性能σb约为218Mpa,已大大超过国家标准性能,并过剩硅从0.01%提高到0.13%,σb可提高到250Mpa,即提高14.6%。

  要形成一定量的Mg2Si,必须首先考虑到Fe与Mn等杂质含量造成的硅损失,即要保证有一定量的过剩硅。为了使6061合金中的镁充分与硅匹配,实际配料时,必须有意识地使Mg:Si<1.73。镁的过剩不仅削弱强化效果,而且又增加了产品成本。

  3.对挤压设备的要求,挤压机必须具备等速挤压和等压挤压的控制系统。近代技术的进步,挤压速度可以实现程序控制或模拟程序控制,同时也发展了等温挤压工艺和CADEX等新技术。

  通过自动调节挤压速度来使变形区的温度保持在某一恒定范围内,可达到快速挤压而不产生裂纹的目的,而随挤压的进行,没有等温挤压的控制系统,高速挤压会使挤压实际温度大幅度增长,也就是说,没有等速挤压和等温挤压的控制系统,制品的出料速度不一致,挤压制品表面会出现波纹甚至裂纹的挤压缺陷,从而无法实现快速挤压。

  4.对出料方式的要求,制品从模具出料口流出后,为保证其能沿挤压中心线的纵向平衡而快速地前进,必须有牵引机牵引,最好是双牵引。没有牵引机牵引,快速流出的制品表面可能出现类似于水波纹的缺陷,或者会使制品局部弯折,甚至出料受阻。

  5.快速挤压新工艺,快速挤压的挤压速度一般可提高至一般挤压速度的2-4倍,专家通过一年多的努力,现在有少数模具挤压速度已达到60m/min以上,实现快速挤压。与一般挤压相比,快速挤压的工艺要求更加严格。

  6.对铝棒、模具、挤压筒的加温要求,为了提高生产效率,在工艺上可以采取很多措施。采用感应加热,沿铸锭长度方向上存在着温度梯度40-60℃(梯度加热),挤压时高温端朝挤压模,低温端朝挤压垫,以平衡一部分变形热。

  对挤压生产来说,挤压温度是最基本的且最关键的工艺因素。挤压温度对产品质量、生产效率、模具寿命、能量消耗等都产生很大影响。挤压最重要的问题是金属温度的控制,从铝棒开始加热到挤压型材的淬火都要保证可溶解的相组织不从固溶中析出或呈现小颗粒的弥散析出。

  6061合金铝棒加热温度一般都设定在Mg2Si析出的温度范围内,加热的时间对Mg2Si的析出有重要的影响,采用快速加热可以大大减少可能析出的时间。铝棒加热温度一般平模设置为430-460℃,分流模设置为440-470℃,实现低温快速挤压。模具加热炉定温:平模定温450-480℃;分流模460-495℃;平模和分流模混合加热定温460-495℃。挤压筒的加热温度比铝棒温度低50℃左右,加热时逐步升到指定温度,使各部分温度均匀,挤压筒加热器内侧温度控制在380-420℃。外侧温度比内侧温度高,温差控制在50℃以内。

  7.对快速挤压过程工艺控制,低温快速挤压时指挤压温度低于450℃,而出料速度高于60m/min,即在保证型材出料口温度达到直接风冷淬火温度的条件下,尽量降低铝棒加热温度,通过提高挤压速度,使制品温度升高来补偿,以达到低温快速挤压的目的,这样既提高了生产效率,又节约了能源。

  同普通挤压方法相比,低温快速挤压法具有其突出的优点:由于挤压时温度低,坯料加热时间相应缩短,同时变形速度快,坯料变形时间短,既节约能耗,又大大提高了生产效率。

  6061铝板具有强度高,抗腐蚀、抗氧化效果好,广泛用于自动化机械零件、精密加工、汽车底盘、蛋糕模具等方面,深受广大用户的喜欢,但是6061铝板T6、F、O三种状态的区别是什么,作为汽车底盘和蛋糕模具有哪些优势呢?

  6061铝板T6、F、O三种状态的区别

  6061铝板的主要合金元素为镁与硅,具有中等强度,良好的抗腐蚀,氧化效果好。6061铝板经过热处理后应用广泛,6061铝合金厚板应用于自动化机械零件、精密加工、各种模具制造。

  6061铝板T6、F、O三种状态的不同

  6061铝板常用状态:

  T6状态是6061铝合金使用最多的,6061中厚板此状态通过中厚板淬火—中厚板切片—拉伸机—时效处理—锯床—抛光—包装。整个生产周期约在10天左右,由固溶热处理后,不需要进行冷加工,可进行矫直,矫平,但不影响力学性能。

  F状态是6061铝合金自由加工状态,适用于在成型过程中,对于加工硬化和热处理条件的特殊产品。F态生产周期很短:中厚板切片—锯床—抛光(也可不抛光,根据客户要求)—包装,整个过程安排顺利3天可出货,F态力学性能不做规格,客户根据自己需要可把F态再进行热处理加工,生产成所需的状态使用。相对应价格也是最便宜的。

  O状态是6061铝合金经过完全退火获得最低强度的加工产品。适用于6061铝合金8.0以下的薄板,其生产工艺:冷轧成品厚度—拉弯矫清洗—完全退火—飞剪切片(或者拉弯矫出成品)—包装入库等一系列的生产,生产周期仅次于T6状态

  6061合金铝板在汽车底盘的应用

  汽车底盘即车辆的车底主框架。所有车辆的动力部分,包括引擎、车轴、变速箱、差动器等以及悬挂系统都安装于底盘上。

  汽车底盘的作用是支承、安装汽车发动机及其各部件、总成,形成汽车的整体造型,并接受发动机的动力,使汽车产生运动,保证正常行驶。同时,一个好的底盘,可以保证驾驶者的生命安全。

  目前汽车轻量化是一个大趋势,汽车轻量化即采用现代设计方法和有效手段,对汽车产品进行优化设计或使用新材料,在确保汽车综合性能指标前提下,达到减重,节能,减排,安全的综合指标。

  汽车轻量化有以下优势:

  1.轻量化。全铝比传统钢材,至少轻100kg以上。提升动力性,燃油经济型,操控性。

  2.耐腐蚀。使用耐久性比钢材高。

  3.更安全。铝材吸能是一般钢材的两倍。

  汽车底盘占据着汽车整体重量的很大一部分,如何在保证安全性的情况下有效减轻车身的重量,汽车底盘的材料对铝板有着很高的性能要求。

  6061铝板是无锡铝业优势产品之一,无锡铝业自主研发的“1+1”热连轧生产线,是专门为6061铝板、2系、7系、5系铝板等中高端产品研发投产的生产线。


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