挤压速度对6063铝合金型材组织及性能的影响
挤压速度对6063铝合金型材组织及性能的影响
蔡 莲，卢有庆
（南南铝业股份有限公司，广西 南宁 530022）
anagement and other
6063铝合金型材随挤压速度增加，基材硬度和晶粒尺寸随之增加，当挤压速度为4mm/s时型材时效后强度最高。摘 要：
铝合金型材；挤压速度；晶粒尺寸关键词：
U466 A 11-5004（2021）01-0235-2中图分类号：文献标识码：文章编号：
6063铝合金属于Al-Mg-Si系列中具有中等强度、优良焊接性能及良好耐蚀性等特点，被广泛应用于交通、建筑、机械等行业[1，2]。6063在合金成分、时效制度等方面已有较多研究[3-5]，但挤压速度对6063型材组织及时效后性能的影响还鲜有报道。本文以公司自产6063合金为研究对象，研究了不同挤压速度对6063型材组织及后续时效性能的影响。
1.2 试验方法
挤压在公司1100T挤压机上进行，铸锭尺寸为φ120mm×470mm，挤压比为48。从生产需求出发，设定挤压筒温度为430℃、模具温度450℃、铸锭温度450℃、挤压杆速度分别为1mm/s、2mm/s、3mm/s、4mm/s、6mm/s，冷却方式为水冷。挤压完成后，立即取样进行硬度及微观组织观察，铝合金型材时效制度为200℃/4h。
硬度采用维氏硬度计表征，试样经10%硝酸酒精抛光+2.5%氟硼酸水溶液覆膜后，在带偏振光的蔡司显微镜进行组织观察并进行晶粒度统计。
1 实验材料及方法
1.1 实验材料
实验材料为本公司自产6063合金铸锭，其成分见表1。实验用6063微观组织如图1所示，平均尺寸为94μm。
表1 6063合金化学成分(质量分数，%)
合金元素质量分数
Si0.411
Fe0.149
Mg0.518
Cu0.02
Zn0.029
Mn、Cr、Ti等
＜0.01
AlBal
2 实验结果及分析
2.1 挤压速度对基材性能的影响
图2 挤压速度对基材硬度的影响
图1 6063铸锭组织
挤压完成后基材硬度如图2所示，可以看出，挤压速度逐渐增加，基材硬度也随之上升。这源于挤压速度增加，应变速率加快，金属变形所吸收的能量转化为变形热无法迅速散发，致使型材温度上升，也即是固溶度提高，合金硬度随之上升。2.2 挤压速度对基材微观组织的影响
不同挤压速度下基材微观组织如图3所示，可以看出，晶粒尺寸分布均匀；挤压速度越快，其晶粒尺寸逐渐增大。这是由于挤压速度增加致使型材变形温度升高，合金元素扩散加快，再结
2021-01收稿日期：
蔡莲，女，生于1986年，广西南宁人，本科，工程师，研究方向：铝作者简介：合金材料应用。
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图3 挤压速度对微观组织的影响
图4 时效后6063硬度
晶形核及长大速率亦增加，促使晶粒尺寸发生长大[6]。2.3 挤压速度对时效后合金性能的影响
为探究挤压速度对时效后合金性能的影响，特将挤压后型材进行时效处理，时效后性能如图4所示，可以看出时效后合金硬度大体上随挤压速度增加而增加。时效后合金硬度强度主要由析出相和晶粒尺寸决定，随挤压速度增加，固溶度增加，基体中合金元素过饱和度增加，在时效过程中，能够析出较多有利于强度硬度增加的析出相。但当挤压速度超过4mm/s时，时效后合金强度出现下降则是由于温度上升致使合金晶粒发生长大，不利于合金性能提升。
粒尺寸亦逐渐增大。当挤压速度为4mm/s时型材时效后硬度最高。
参考文献
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崔启为.6063铝合金热挤压薄壁管材工艺探究[J],热处理技术与设
备,2018,39(6):51-54.
李金龙,赵芳,顾维明,等.高强度6063铝合金导电管的研制[J],铝加工,2019,2(247):26-28.
李进，王岗，陈杰，等.高导电率6063铝合金时效工艺研究[J],2020年中国铝加工产业年度大会论文集（下册）,2020.
钟宇,熊计,杨启平,等成分控制对6063合金挤压性能的影响[J],特种铸造及有色合金,2009,29(4):366-367.孙亮,刘兆伟,王洪卓,，等.时效时间对6063铝合金准静态压缩性能的影响[J],有色金属材料与工程,2020,41(3):29-34.蔡贇，孙朝阳，阳代军，等.AZ80镁合金动态再结晶软化行为研究[J],金属学报,2016,52(9):1123-1132.
3 结论
随挤压速度增加，6063铝合金型材基材硬度也逐渐增加，晶
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