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創(chuàng)新 合作發(fā)展
6028合金屬于Al-Mg-Si鋁合金具有中等強(qiáng)度和良好的焊接性能和耐腐蝕性,主要用于運(yùn)輸和結(jié)構(gòu)工程行業(yè)。如橋梁、起重機(jī)、屋頂框架、運(yùn)輸機(jī)、運(yùn)輸船舶等。
近年來(lái),隨著國(guó)內(nèi)外造船業(yè)的快速發(fā)展,降低船舶重量、提高船舶速度、尋求鋁合金材料取代鋼部件已成為鋁加工業(yè)和造船業(yè)面臨的重要課題。6082鋁合金具有中等強(qiáng)度和良好的耐腐蝕性,重量輕,是制造高速船舶部件的理想材料。
1 技術(shù)要求
11.化學(xué)成分(%)
Si 0.7-1.3 Fe≤5.0 Cu≤0.10 Mn 0.4-1.0
Mg 0.6-1.2 Cr≤0.25 Zn≤0.20 Ti≤0.10
1.2 外觀
無(wú)裂紋、分層、腐蝕、氧化夾雜物、剝落、氣泡和機(jī)械損傷,邊緣平整,無(wú)毛刺。
1.3 機(jī)械性能
抗拉強(qiáng)度σb≥310MPa,屈服點(diǎn)σ0.2≥250MPa,延伸率δ≥10%
2 熔鑄工藝
2.1 成分控制
由于產(chǎn)品性能要求高,Mg、Si、Fe等元素主要起強(qiáng)化作用,合理配比對(duì)擠壓工藝和最終產(chǎn)品性能具有重要意義。因此,必須嚴(yán)格控制,范圍不能太寬。Mn含量過(guò)高會(huì)影響合金鑄造的性能Mn因此,含量增加,粘度增加,流動(dòng)性降低Mn含量應(yīng)控制在中偏下,Cu雖然對(duì)合金有強(qiáng)化作用,但含量高會(huì)損害耐腐蝕性,銅含量不宜過(guò)高。
2二 熔鑄工藝
2.2.1 熔煉
6082含有合金的特點(diǎn)Mn,Mn熔化溫度應(yīng)控制在難熔金屬中740-760℃。取樣前均勻攪拌兩次以上,確保金屬完全熔化,溫度準(zhǔn)確,成分均勻。攪拌后,在鋁液深度的中部和爐的左右兩側(cè)取一個(gè)樣品進(jìn)行分析。
22.2.2 凈化和鑄造
熔體轉(zhuǎn)入靜置爐后,用氮?dú)夂途珶拕﹪姺蹏姎?,精煉溫?35-745℃,時(shí)間15分鐘,精煉后靜置30分鐘。除氣、除渣、熔體凈化。
從鑄模到爐口有兩個(gè)過(guò)濾裝置,爐口有泡沫陶瓷過(guò)濾板(30PPI)過(guò)濾,鑄造前用14目玻璃纖維絲布過(guò)濾,充分濾去熔體中的氧化物、夾渣。
6082合金鑄造溫度高(與6063正常工藝相比),鑄造速度低,水流大。上述工藝應(yīng)嚴(yán)格控制,不得超出范圍,否則容易導(dǎo)致鑄造失敗。
3 均勻退火
6082合金變形阻力大,擠壓困難,機(jī)械性能指標(biāo)高。均勻化處理后,合金組織發(fā)生以下變化:(1)晶內(nèi)偏析消失;(2)Ms2Si相溶入α(Al)不平衡共晶消失;(3)β(Al9Fe2Si2)相向α(Al12Fe3Si2)含鐵相粒子相轉(zhuǎn)化細(xì)化。
通過(guò)上述變化,其擠壓性能和型材質(zhì)量將大大提高。晶體偏析的消失將減少擠壓過(guò)程中金屬流動(dòng)的不均勻性,提高擠壓型材的表面光潔度;組織中的粗不平衡Mg、Si質(zhì)點(diǎn)和粗大Al-Fe-Si減少和細(xì)化相粒子會(huì)減少型材表面的裂紋傾向,提高擠壓速度;Mg2Si全固溶是強(qiáng)化合金、提高其機(jī)械性能的首要條件。
均勻溫度:555-565℃,保溫時(shí)間:3小時(shí),冷卻速度≥200℃/h
4 擠壓工藝
4.1 鑄棒加熱方法
鑄棒加熱采用工頻感應(yīng)加熱,加熱時(shí)間短,3分鐘內(nèi)即可達(dá)到500℃(2)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相析出,影響強(qiáng)化效果。
4.2 擠壓
合理制定了擠壓工藝,改變了以下因素。
(1)6082合金變形抗力大,鑄棒溫度應(yīng)偏上限(480-500℃);
(2)模具溫度也應(yīng)過(guò)高;
(3)為防止縮尾或氣泡、氧化皮、雜質(zhì)卷入,壓余應(yīng)留長(zhǎng);
(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℃固此型材擠壓出口的溫度應(yīng)控制在以上500-530℃;
(5)6082合金淬火敏感性高。合金中含有Mn,促進(jìn)晶內(nèi)金屬間化合物的形成,對(duì)淬火性能有不利影響。要求淬火冷卻強(qiáng)度大、冷卻速度快,必須通過(guò)水淬使其溫度迅速降到50℃以下;
(6)鋸切型材后,框架應(yīng)保護(hù)一定間隔,不得排放過(guò)密。
5 時(shí)效制度
合理的時(shí)效制度不僅要保證產(chǎn)品性能,還要考慮生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本。經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn),我們證明了時(shí)效溫度170-180℃,保溫時(shí)間為5小時(shí),是6082型材的最佳時(shí)效制度。
6 試驗(yàn)結(jié)果
6.1 化學(xué)成分穩(wěn)定性及鑄棒低倍組織情況
6.2 機(jī)械性能
上述試驗(yàn)結(jié)果表明,由于熔煉鑄造工藝和熱處理系統(tǒng)的合理選擇,鑄棒成分穩(wěn)定,組織均勻,型材出口溫度越高,性能越好。
7 結(jié)論
根據(jù)6082年合金船用鋁型材的特點(diǎn)和性能要求,上述工藝相對(duì)合理。鑄棒均勻處理、感應(yīng)加熱、型材水淬及時(shí)性是滿足產(chǎn)品性能要求的前提;嚴(yán)格控制工藝參數(shù)是產(chǎn)品質(zhì)量的保證。在熔鑄過(guò)程中,合理匹配鑄造溫度、速度和冷卻水流量是保證鑄造質(zhì)量的關(guān)鍵;在擠壓過(guò)程中,擠壓出口溫度的控制是保證產(chǎn)品性能的關(guān)鍵。本工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品已成功通過(guò)挪威船級(jí)協(xié)會(huì)的認(rèn)證,以滿足用戶(hù)的需求。
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