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1．控制好熔煉溫度
鋁合金熔煉是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鑄棒的最重要工藝環(huán)節(jié)之一，若工藝控制不當(dāng)，會(huì)在鑄捧中產(chǎn)生夾渣、氣孔，晶粒粗大，羽毛晶等多種鑄造缺陷，因此必須嚴(yán)加控制。
6063鋁合金的熔煉溫度控制在750-760℃之間為佳，過(guò)低會(huì)增大夾渣的產(chǎn)生，過(guò)高會(huì)增大吸氫、氧化、氮化燒損。研究表明，鋁液中氫氣的溶解度在760℃以上急劇上升，當(dāng)熱減少吸氫的途徑還有許多，如烘干溶煉爐和熔煉工具，防止使用熔劑受潮變質(zhì)等。但熔煉溫度是最敏感因素之一，過(guò)離的熔煉溫度不但浪費(fèi)能源，增加成本，而且是造成氣孔，晶粒粗大，羽毛晶等缺陷的直接成因。
2．選用優(yōu)良的熔劑和適當(dāng)?shù)木珶捁に?/p>
熔劑是鋁合金熔煉中使用的重要輔助材料，目前市場(chǎng)上所售熔劑中主要成份為氯化物，氟化物，其中氯化物吸水性強(qiáng)，容易受潮，因此，熔劑的生產(chǎn)中必須烘干所用原料，徹底除去水份，包裝要密封，運(yùn)輸、保管中要防止破損，還要注意生產(chǎn)日期，如保管日期過(guò)長(zhǎng)，同樣會(huì)發(fā)生吸潮現(xiàn)象，在6063鋁合金的熔煉中，使用的除渣劑、精煉劑、覆蓋劑等熔劑如果吸潮，都會(huì)使鋁液產(chǎn)生不同程度的吸氫。
選擇好的精煉劑，選擇合適的精練工藝也是非常重要的，目前6063鋁合金的精煉絕大多數(shù)采用噴粉精煉，這種精煉方法能使精煉劑與鋁液充分接觸，可使精煉劑發(fā)揮最大效能。雖然這個(gè)特點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的，但是精煉工藝也必須注意，否則得不到應(yīng)有效果，噴粉精煉中所用氮?dú)鈮毫σ孕楹?，能滿足吹出粉劑為佳，精煉中如果使用的氮?dú)獠皇歉呒兟?99．99％N2)，吹入鋁液的氮?dú)庠蕉?，氟氣中的水份使鋁液產(chǎn)生的氧化和吸氫越多。另外，氟氣壓力高，侶液產(chǎn)生的翻卷波浪大，增大產(chǎn)生氧化夾渣的可能性。如果精煉中使用的是高純氮，精煉壓力大，產(chǎn)生的氣泡大，大氣泡在鋁液中的浮力大，氣泡迅速上浮，在鋁液中的停留時(shí)間短，除氫效果并不好，浪費(fèi)氮?dú)?，增加成本。因此氮?dú)鈶?yīng)少用，精煉劑應(yīng)多用，多用精煉劑只有好處，沒(méi)有壞處。噴粉精煉的工藝要點(diǎn)是用盡可能少的氣體，噴進(jìn)鋁液盡可能多的精煉劑。
3．晶粒細(xì)化
晶粒細(xì)化是鋁合金熔鑄中暈重要的工藝之一，也是解決氣孔、晶粒粗大、光亮晶、羽毛晶、裂紋等鑄造缺陷的最有效措施之一。在合金鑄造中，均是非平衡結(jié)晶，所有的雜質(zhì)元素(當(dāng)然也包括合金元素)絕大部分集中分布在晶界，晶粒越小，晶界面積就越大，雜質(zhì)元素(或合金元素)的均勻度就越高。對(duì)雜質(zhì)元素而言，均勻度高，可減少它的有害作用，甚至將少量雜質(zhì)元素的有害變?yōu)橛幸?；?duì)合金元素面言，均勻度高，可發(fā)揮合金元素更大的合金化艘能，達(dá)到充分利用資源的目的。
細(xì)化晶粒、增大晶界面積、增大元素均勻度的作用可通過(guò)下面的計(jì)算加以說(shuō)明。
假設(shè)金屬塊1與2有同樣的體積V，均由立方體晶粒構(gòu)成，金屬塊1的晶粒邊長(zhǎng)為2a，2的邊長(zhǎng)為a，那么金屬塊1的晶界面積為：
金屬塊2的晶界面積為：
金屬塊2的晶界面積是金屬塊1的2倍。
由此可見(jiàn)合金晶粒直徑減小一倍，晶界面積就要增大—倍，晶界單位面積上的雜質(zhì)元素將減少一倍。
在6063鋁合金的生產(chǎn)中，對(duì)磨砂料來(lái)說(shuō)，由于要通過(guò)腐蝕使型材產(chǎn)生均勻砂面，那么合金元素及雜質(zhì)元素的均勻分布就顯得尤為重要。晶粒越細(xì)，合金元素(雜質(zhì)元素)的分布越均勻，腐蝕后得到的砂面就越均勻。
四．6063鋁合金的澆鑄
1．選擇合理的澆鑄溫度
合理的澆鑄溫度也是生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)鋁棒的重要因素，溫度過(guò)低，易產(chǎn)生夾渣、針孔等鑄造缺陷。溫度過(guò)高，易產(chǎn)生晶粒粗大、羽毛晶等鑄造缺陷。
做了晶粒細(xì)化處理后的6063鋁合金液，鑄造溫度可適當(dāng)提高，一般可控制在720-740℃之間，這是因?yàn)椋孩黉X液經(jīng)晶粒細(xì)化處理后變粘，容易凝固結(jié)晶。②鋁棒在鑄造中結(jié)晶前沿有一個(gè)液固兩相過(guò)度帶，較高的鑄造溫度有較窄的過(guò)度帶，過(guò)度帶窄有利于結(jié)晶前沿排出的氣體逸出，當(dāng)然溫度不可過(guò)高，過(guò)高的鑄造溫度會(huì)縮短晶粒細(xì)化劑的有效時(shí)間，使晶粒變得相對(duì)較大。
2．有條件時(shí)，充分預(yù)熱，烘干流槽、分流盤(pán)等澆鑄系統(tǒng)，防止水分與鋁液反應(yīng)造成吸氫。
3．鑄造中，盡可能的避免鋁液的紊流和翻卷，不要輕易用工具攪動(dòng)流槽及分流盤(pán)中的鋁液，讓鋁液在表面氧化膜的保護(hù)下平穩(wěn)流人結(jié)晶器結(jié)晶，這是因?yàn)楣ぞ邤噭?dòng)鋁液和液流翻卷都會(huì)使鋁液表面氧化膜破裂，造成新的氧化，同時(shí)將氧化膜卷入鋁液。經(jīng)研究表明，氧化膜有極強(qiáng)的吸附能力，它含有2％的水份，當(dāng)氧化膜卷入鋁液后，氧化膜中的水份與鋁液反應(yīng)，造成吸氫和夾渣。
4．對(duì)鋁液進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾是除去鋁液中非金屬夾渣最有效的方法，在6063鋁合金的鑄造中，一般用多層玻璃絲布過(guò)濾或陶瓷過(guò)濾板過(guò)濾，無(wú)論是采取何種過(guò)濾方法，為了保證鋁液能正常的過(guò)濾，鋁液在過(guò)濾前應(yīng)除去表面浮渣，因?yàn)楸砻娓≡锥氯^(guò)濾材料的過(guò)濾網(wǎng)孔，使過(guò)濾不能正常進(jìn)行，除去鋁液表面浮渣的最簡(jiǎn)單方法是在流槽中設(shè)置一擋渣板，使鋁液在過(guò)濾前除去浮渣。
五．6063鋁合金的均化處理
1．非平衡結(jié)晶
如圖三所示，是由A、B兩種元素構(gòu)成的二元相圖的一部分，成份為F的合金凝固結(jié)晶，當(dāng)溫度下降到T1時(shí)，固相平衡成份應(yīng)為G，實(shí)際成份為G’，這是因?yàn)樵阼T造生產(chǎn)中，冷卻凝固速度快，合金元素的擴(kuò)散速度小于結(jié)晶速度，即固相成份不是按CD變化，而是按CD’變化，從而產(chǎn)生了晶粒內(nèi)化學(xué)成份的不平衡現(xiàn)象，造成了非平衡結(jié)晶。
2．非平衡結(jié)晶產(chǎn)生的問(wèn)題
鑄造生產(chǎn)出的鋁合金棒其內(nèi)部組織存在兩方面的問(wèn)題：①晶粒間存在鑄造應(yīng)力；②非平衡結(jié)晶引起的晶粒內(nèi)化學(xué)成份的不平衡。由于這兩個(gè)問(wèn)題的存在，會(huì)使擠壓變得困難，同時(shí)，擠壓出的產(chǎn)品在機(jī)械性能、表面處理性能方面都有所下降。因此，鋁棒在擠壓前必須進(jìn)行均勻化處理，消除鑄造應(yīng)力和晶粒內(nèi)化學(xué)成份不平衡。
3．均勻化處理
均勻化處理就是鋁棒在高溫(低于過(guò)燒溫度)下通過(guò)保溫，消除鑄造應(yīng)力和晶粒內(nèi)化學(xué)成份不平衡的熱處理。Al-Mg-Si系列的合金過(guò)燒溫度應(yīng)該是595℃，但由于雜質(zhì)元素的存在，實(shí)際的6063鋁合金不是三元系，而是一個(gè)多元系，因此，實(shí)際的過(guò)燒溫度要比595℃低一些，6063鋁合金的均勻化溫度可選在530-550℃之間，溫度高，可縮短保溫時(shí)間，節(jié)約能源，提高爐子的生產(chǎn)率。
4．晶粒大小對(duì)均勻化處理的影響
由于固體原子之間的結(jié)合力很大，均勻化處理是在高溫下合金元素從晶界(或邊沿)擴(kuò)散到晶內(nèi)的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程是很慢的。容易理解，粗大晶粒的均化時(shí)間要比細(xì)晶粒的均勻化時(shí)間長(zhǎng)得多，因而晶粒越細(xì)，均勻化時(shí)間就越短。
5．均勻化處理的節(jié)能措施
均勻化處理需要在高溫下通過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間保溫，對(duì)能源需求大，處理成本高，因此，目前絕大多數(shù)型材廠對(duì)鋁棒未進(jìn)行均勻化處理。其最重要的原因就是均勻化處理需要較高成本所致。降低均勻化處理成本的主要措施有：
①細(xì)化晶粒
細(xì)化晶粒可有效的縮短保溫時(shí)間，晶粒越細(xì)越好。
②加長(zhǎng)鋁棒加熱爐，按均勻化和擠壓溫度分段控制，滿足不同工藝要求。這一工藝主要好處是：
a)不增加均勻化處理爐。
b)充分利用鋁捧均勻化后的熱能，避免擠壓時(shí)再次加熱鋁棒。
c)鋁捧加熱保溫時(shí)間長(zhǎng)，內(nèi)外溫度均勻，有利于擠壓和隨后的熱處理。
綜上所述，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)6063鋁合金鑄棒，首先是根據(jù)生產(chǎn)的型材選擇合理的成分，其次是嚴(yán)格控制熔煉溫度、澆鑄溫度，做好晶粒細(xì)化處理、合金液的精煉、過(guò)濾等工藝措施，細(xì)心操作，避免氧化膜的破裂與卷入。最后，對(duì)鋁棒進(jìn)行均勻化處理，這樣就可生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)鋁棒，為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)型材提供一個(gè)可靠的物質(zhì)基礎(chǔ)。
