6063鋁合金

概述

① 鋁合金材料。主要合金元素為鎂與硅，具有加工性能極佳、優良的可焊接性、擠出性及電鍍性、良好的抗腐蝕性、韌性，易于拋光、上色膜，陽極氧化效果優良，是典型的擠壓合金。6063鋁合金型材以其良好的塑性、適中的熱處理強度、良好的焊接性能以及陽極氧化處理后，表面華麗的色澤等諸多優點而被廣泛應用于建筑型材、灌溉管材、供車輛、臺架、家具、升降機、柵欄等用的管、棒、型材。②屬低合金化的Al-Mg-Si系高塑性合金。具有諸多可貴特點：1.熱處理強化，沖擊韌性高，對缺口不敏感。2.有極好的熱塑性，可以高速擠壓成結構復雜、薄壁、中空的各種型材，或鍛造成結構復雜的鍛件。淬火溫度范圍寬，淬火敏感性低，擠壓和鍛造脫模后，只要溫度高于淬火溫度，即可用噴水或穿水的方法淬火。薄壁件（δ< 3mm）還可以實行風淬。3.焊接性能和耐蝕性優良，無應力腐蝕開裂傾向，在熱處理可強化型鋁合金中，Al-Mg-Si系合金是唯一沒有發現應力腐蝕開裂現象的合金。4.加工后表面十分光潔，且容易陽極氧化和著色。其缺點是淬火后，若在室溫停放一段時間，在時效上會對強度帶來不利影響（停放效應）。6063的密度為2.69g/cm3。6063的硬度是95HB。

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型材標準。在國家標準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最重要的一環。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 最高可達到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)％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。我們根據經驗和本廠配料、熔煉和化驗水平，將Mg的波動范圍控制在0．04％之內，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應控制在1．18～1．32之間。3．36063鋁合金T5和T6狀態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T6型材時，可沿過Si上下限區間將Mg上移至0．6％左右的位置即可。此時Si約為0．46％，Si過為0．11％，Mg/Si為1．3．4結束語 根據我廠的經驗，在6063鋁合金型材中Mg2Si量控制在0．75％～0．80％范圍內，已完全能夠滿足力學性能的要求。在正常擠壓系數(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。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，而且可節約合金元素。但是還應特別注意對雜質Fe進行嚴格控制。若Fe含量過高，會使擠壓力增大，擠壓材表面質量變差，陽極氧化色差增大，顏色灰暗而無光澤，Fe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計都不一樣的，但大概都是在這個范圍：模溫470-490℃，根據自身的狀況來設定！

分類

他們是四位數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。 　第一位是數字，用以區分組別。 　后兩位用于區分同一組別系列內的材料牌號，沒有特殊意義。 　四位數字體系和四位字符體系牌號第一個數字表示鋁及鋁合金的類別，其含義如下：1）1XXX系列 工業純鋁；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；

特性

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

用途

一、板帶的應用廣泛應用于裝飾、包裝、建筑、運輸、電子、航空、航天、兵器等各行各業。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，以及火箭鍛環、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、高速客車的車體結構件材料，車門窗、貨架、汽車發動機零件、空調器、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、工業產品等包裝。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、優良的工藝性能和焊接性能、通過東莞市長安博揚金屬材料行多位專家介紹主要廣泛用于建筑物構架、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。