本发明专利技术公开了一种用于超薄6063铝合金挤压型材的铸锭合金，包括以下重量百分比的组分：Si:0.36%，Mg:0.52%，Fe:≤0.15%，Cu:≤0.03%，余量为铝和不可避免的杂质。这种优选后的铸锭合金成分与含量，一方面满足了6063铝合金国家标准，另一方面在保证生产效率的基础上满足对超薄型材包括强度要求的综合性能。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种用于超薄6063铝合金挤压型材的铸锭合金，包括以下重量百分比的组分：Si:0.36%，Mg:0.52%，Fe:≤0.15%，Cu:≤0.03%，余量为铝和不可避免的杂质。这种优选后的铸锭合金成分与含量，一方面满足了6063铝合金国家标准，另一方面在保证生产效率的基础上满足对超薄型材包括强度要求的综合性能。【专利说明】一种用于超薄6063铝合金挤压型材的铸锭合金
本专利技术涉及铝合金材料领域，尤其涉及一种用于超薄6063铝合金挤压型材的铸锭合金。
技术介绍
6063铝合金广泛用于建筑铝门窗、幕墙的框架，为了保证门窗、幕墙具有高的抗风压性能、装配性能、耐蚀性能和装饰性能，对铝合金型材综合性能的要求远远高于工业型材标准。在国家标准GB/T3190中规定的6063铝合金成分范围内，对化学成分的取值不同，会得到不同的材质特性，当化学成分的范围很大时，其性能差异会在很大范围内波动，以致型材的综合性能会无法控制。因此，优选6063铝合金的化学成分成为生产优质铝合金建筑型材的最重要的一环。具体地，该国家标准(GBT3190-1996)中的成分重量比组成为:S1:0.2 — 0.6%，Mg:0.45—0.9%，Fe: ( 0.35%，Cu 0.15%，余量为Al和不可避免的杂质。此标准范围较广，在实际生产用于超薄6063铝合金挤压型材的铸锭合金过程中，往往是，其成分符合标准，但其又不一定符合对超薄型材包括强度要求的综合性能，因此其生产效率就变得较低。超薄型材的挤压生产必须在此范围内找到一个最合适的点。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种既能快速符合国家标准提高生产效率，又能满足超薄型材的强度要求的用于超薄6063铝合金挤压型材的铸锭合金。本专利技术的用于超薄6063铝合金挤压型材的铸锭合金，包括以下重量百分比的组分:S1:0.36%Mg:0.52%Fe: ^ 0.15%Cu: ^ 0.03%余量为Al和不可避免的杂质。对于此点，专利技术人是经过了创造性的劳动进行寻找:1、合金元素的作用及其对性能的影响6063铝合金是AL-Mg-Si系中具有中等强度的可热处理强化合金，Mg和Si是主要合金元素，优选化学成分的首要工作是确定Mg和Si的百分含量(重量比，下同)。1.1Mg的作用和影 响Mg和Si组成强化相Mg2Si, Mg的含量愈高，Mg2Si的数量就愈多，热处理强化效果就愈大，型材的抗拉强度就愈高，但变形抗力也随之增大,合金的塑性下降,加工性能变坏，耐蚀性变坏。1.2Si的作用和影响Si的数量应使合金中所有的Mg都能以Mg2Si相的形式存在，以确保Mg的作用得到充分的发挥。随着Si含量增加，合金的晶粒变细，金属流动性增大，铸造性能变好，热处理强化效果增加，型材的抗拉强度提高而塑性降低，耐蚀性变坏。2Mg和Si含量的选择2.1Mg2Si 量的确定2.1.1Mg2Si相在合金中的作用Mg2Si在合金中能随着温度的变化而溶解或析出，并以不同的形态存在于合金中:(I)弥散相β ’’固溶体中析出的Mg2Si相弥散质点，是一种不稳定相，会随温度的升闻而长大。 (2)过渡相β ’是β ’’由长大而成的中间亚稳定相，也会随温度的升高而长大。(3)沉淀相β是由β ’相长大而成的稳定相，多聚集于晶界和枝晶界。能起强化作用Mg2Si相是当其处于β ’ ’弥散相状态的时侯，将β相变成β ’ ’相的过程就是强化过程，反之则是软化过程。2.1.2Mg2Si 量的选择6063铝合金的热处理强化效果是随着Mg2Si量的增加而增大。当Mg2Si的量在0.71%~1.03%范围内时，其抗拉强度随Mg2Si量的增加近似线性地提高，但变形抗力也跟着提高，加工变得困难。但Mg2Si量小于0.72%时，对于挤压系数偏小(小于或等于30)的制品，抗拉强度值有达不到标准要求的危险。当Mg2Si量超过0.9%时，合金的塑性有降低趋势。GB/T5237.1—2000标准中要求6063铝合金T5状态型材的σ b≥160MPa, T6状态型材ob≥205MPa，实践证明，该合金的最高可达到260MPa。但大批量生产的影响因素很多，不可能确保都达到这么高。综合考虑，型材既要强度高，能确保产品符合标准要求，又要使合金易于挤压，有利于提高生产效率。我们设计合金强度时，对于T5状态交货的型材，取200MPa为设计值。2.1.3Mg含量的确定Mg2Si的量一经确定，Mg含量可按下式计算:Mg%= (1.73XMg2Si%) /2.732.1.4Si含量的确定Si的含量必须满足所有Mg都形成Mg2Si的要求。由于Mg2Si中Mg和Si的相对原子质量之比为Mg/Si=l.73，所以基本Si量为Si基=Mg/l.73。但是实践证明，若按Si基进行配料时，生产出来的合金其抗拉强度往往偏低而不合格。显然是合金中Mg2Si数量不足所致。原因是合金中的Fe、Mn等杂质元素抢夺了 Si，例如Fe可以与Si形成AlFeSi化合物。所以，合金中必须要有过剩的Si以补充Si的损失。合金中有过剩的Si还会对提高抗拉强度起补充作用。合金抗拉强度的提高是Mg2Si和过剩Si贡献之和。当合金中Fe含量偏高时，Si还能降低Fe的不利影响。但是由于Si会降低合金的塑性和耐蚀性，所以Si过应有合理的控制。专利技术人根据大量实验，认为过剩Si量选择在0.11%~0.12%范围内是比较好的。合金中Si含量应是:Si%=(Si基+Si过)％3合金元素控制范围的确定3.1Mg的控制范围Mg是易燃金属，熔炼操作时会有烧损。在确定Mg的控制范围时要考虑烧损所带来的误差，但不能放得太宽，以免合金性能失控。专利技术人根据大量实验，在用于超薄6063铝合金挤压型材的铸锭合金上，将Mg的用量控制在0.52%这个点上。3.2Si的控制范围当Mg的范围确定后，Si的控制范围可用Mg/Si比来确定。专利技术人经过大量的实验，认为Mg/Si (两者含量比)应控制在1.38~1.52之间。因此，在此基础上，在用于超薄6063铝合金挤压型材的铸锭合金上，进一步选择Si的含量为0.36%，Mg/Si为1.444。3.3Fe的控制范围在6063铝合金型材中控制Mg/Si为1.444，已完全能够满足力学性能的要求。在正常挤压系数(大于或等于30)的情况下，型材的抗拉强度都处在200~240MPa范围内。而这样控制合金，不仅材料塑性好，易于挤压，耐蚀性高和表面处理性能好，而且可节约合金元素。但是还应特别注意对Fe进行严格控制。若Fe含量过高，会使挤压力增大，挤压材表面质量变差，阳极氧化色差增大，颜色灰暗而无光泽，Fe还降低合金的塑性和耐蚀性。因此，控制Fe:≤0.15%是比较理想的。3.4Cu的控制范围 随着合金元素Cu的加入，材料的导热性能呈下降趋势，缓慢冷却对导热性能具有改善作用；Cu元素对合金的腐蚀性能较为敏感，它能显著降低合金材料的耐腐蚀性能，固溶热处理使材料的腐蚀性能进一步恶化；适量Cu元素有助于铸态组织细化及材料强度提高。综合上述考虑，经过大量实验测试，控制Cu: < 0.03%，是比较理想的。因此，在上述创造性的劳动之后，找到了适合超薄型材的最佳6063铝合金成分为S1:0.36%, Mg:0.52%,本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张志强，何开洪，
申请(专利权)人：重庆鼎发铝加工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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