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羅鈞 廣州南方有色金屬有限公司
倪
1.前言
6082鋁合金屬于Al-Mg-Si系熱處理可強(qiáng)化的鋁合金，具有中等強(qiáng)度和良好的焊接性能和耐腐蝕性，主要被用于交通運(yùn)輸和結(jié)構(gòu)工程上，如橋梁、起重機(jī)、屋頂構(gòu)架、交通車和運(yùn)輸船等。
本文對(duì)6082鋁合金在擠壓型材生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行了試驗(yàn)研究，壓型材生產(chǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行了試驗(yàn)研究。
2.熔鑄工藝
2.1 化學(xué)成分
GB/T3190 -1996鋁合金化學(xué)成分見(jiàn)表16082。
2.2 成分控制
6082鋁合金成分有兩個(gè)主要特點(diǎn)：一是含有適量Mn和Cr；第二，Mg、Si含量相對(duì)較高。Mn、Cr等合金元素會(huì)阻礙擠壓時(shí)和擠壓后再結(jié)晶或再結(jié)晶晶粒的生長(zhǎng)，細(xì)化晶粒。
但（Mn Cr）總量過(guò)高可能形成分別含Mn、Cr粗大的第二相，削弱Mg2Si沉淀強(qiáng)化作用抵消了阻礙再結(jié)晶和細(xì)化晶粒的作用。同時(shí)，Mn、Cr元素會(huì)增加6082鋁合金的淬火敏感性。而且容易α（Al）晶內(nèi)偏析嚴(yán)重，導(dǎo)致擠壓產(chǎn)品粗晶組織，降低型材氧化著色效果。Mg、Si6082鋁合金成分Mg2Si在加強(qiáng)的同時(shí)，通過(guò)增加適量的過(guò)剩Si促進(jìn)強(qiáng)化。
因此，重點(diǎn)對(duì)Mn測(cè)試確定含量：Mn含量為0.6%-0.65%及0.9%-0.95比較%Mn當(dāng)含量偏高時(shí)，產(chǎn)品尾部粗晶組織較多，機(jī)械性能較低，因此比較確定Mn含量的優(yōu)化范圍為0.6%-0.65%。Cr應(yīng)控制含量0.15%以下，（Mn Cr)總量控制在0.70%-0.80%范圍內(nèi)。Mg2Si含量應(yīng)控制在1.5%-1.6%，過(guò)剩Si含量控制在0.3%左右。
6082鋁合金實(shí)際成分控制范圍見(jiàn)表2。
2.3 工藝控制
6082鋁合金最大的特點(diǎn)是含難熔金屬M(fèi)n，Mn適量存在容易導(dǎo)致晶體偏析和固液區(qū)塑性降低，導(dǎo)致抗裂性不足。因此，熔鑄工藝應(yīng)注意三點(diǎn)：
首先，熔煉應(yīng)注意溫度的控制740-760℃攪拌均勻，確保金屬完全熔化，溫度準(zhǔn)確，成分均勻。
第二，鑄造應(yīng)考慮金屬M(fèi)n增加合金粘度，降低其流動(dòng)性，影響合金鑄造性能。應(yīng)適當(dāng)降低鑄造速度，并控制在80-100mm/min范圍內(nèi)。
三是增加冷卻強(qiáng)度，加快冷卻速度，消除晶體偏析?？刂埔淮卫鋮s強(qiáng)度，增加二次冷卻強(qiáng)度，減少鑄造過(guò)程中產(chǎn)生的應(yīng)力集中，避免鑄錠裂紋缺陷。冷卻水壓應(yīng)控制在0.1-0.3MPa范圍內(nèi)。
3.均勻化退火
6082鋁合金具有較大的變形阻力和較高的機(jī)械性能指標(biāo)。通過(guò)均勻處理工藝改善合金組織，達(dá)到三個(gè)主要效果：充分固體溶解Mg2Si相；消除晶內(nèi)偏析；β（Al9Fe2Si2）相向α（Al12Fe3Si2）含鐵相粒子相轉(zhuǎn)化細(xì)化。
由于合金中Mn為了保持合金的擠壓性能和擠壓效果，采用中溫均化工藝，即均勻化溫度555-565℃；保溫時(shí)間6h；冷卻速度≥200℃/h。
4.擠壓工藝
4.1 鑄錠加熱
鑄錠加熱采用工頻感應(yīng)加熱，加熱時(shí)間短3min內(nèi)即可達(dá)到500℃左右；溫度控制準(zhǔn)確，誤差不超過(guò)±3℃。如果電阻爐加熱緩慢，會(huì)導(dǎo)致Mg2Si影響強(qiáng)化效果的分析。
4.2 擠壓
考慮到6082鋁合金的主要特點(diǎn)，擠壓工藝結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)如下：
（1）6082合金變形抗力大，所以鑄錠加熱溫度應(yīng)偏上限（480-500℃）；
(2)取模具溫度460℃擠壓筒溫度為440-500℃；
(3)擠壓速度控制7-11m/min的范圍內(nèi)；
(4)合金應(yīng)主要加強(qiáng)相Mg2Si完全固溶，必須保證淬火溫度在500℃因此，型材擠壓出口的溫度應(yīng)控制在以上500-530℃范圍內(nèi)；
(5)6082合金淬火敏感性高，要求淬火冷卻強(qiáng)度高，冷卻速度快。產(chǎn)品離開(kāi)前梁后，必須立即在線淬火。2.5mm以下型材可用強(qiáng)風(fēng)冷卻淬火；壁厚2.5mm上述型材必須用水霧淬火，溫度必須迅速降低50℃以下。
(6)6082鋁合金型材的拉伸矯直應(yīng)控制拉伸率1.0%-2.0在%范圍內(nèi)。擠壓工藝參數(shù)見(jiàn)表3。
5.時(shí)效制度
時(shí)效性是型材達(dá)到規(guī)定力學(xué)性能的最后一個(gè)環(huán)節(jié)。合理的時(shí)效性體系不僅要保證產(chǎn)品的性能，還要考慮生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本。結(jié)合實(shí)驗(yàn)研究，6082型材的最佳時(shí)效性體系為：時(shí)效性溫度170-180℃，保溫時(shí)間8h，時(shí)效前型材的停放時(shí)間不得超過(guò)8h。
6.結(jié)論
根據(jù)6082鋁合金型材的特點(diǎn)和性能要求，上述工藝相對(duì)合理。在熔鑄工藝中，6082鋁合金成分控制的重點(diǎn)是Mn和Cr含量范圍。Mn含量?jī)?yōu)化控制范圍為0.6%~0.65%，Cr應(yīng)控制含量0.15% 以下，（Mn Cr）總量控制在0.70%-0.80% 范圍內(nèi)。Mg2Si含量應(yīng)控制在1.5%-1.6%，過(guò)剩Si含量控制在0.3%左右。
在擠壓過(guò)程中，擠壓出口溫度和淬火效果控制是保證產(chǎn)品性能的關(guān)鍵，淬火溫度應(yīng)保證500℃型材擠壓出口溫度應(yīng)控制在以上500-530℃，淬火力求強(qiáng)度大、速度快。
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