6061挤压铝棒晶粒度的控制研究_成卫兵 阅

《铝加工》2013 年第 1 期总第 210 期技术工程

6061挤压铝棒晶粒度的控制研究

成卫兵，房继业

（仪征海天铝业有限公司，江苏 扬州仪征 211400）

摘要：6061铝合金在挤压过程中，不同的挤压工艺条件对粗晶组织产生不同的影响，通过合理调整6061铝合金挤压温度、挤压系数以及挤压速度可以控制粗晶的产生。

关键词：6061铝棒；挤压速度；挤压温度；挤压系数；粗晶组织

中图分类号：TG376 文献标识码：A 文章编号：1005-4898（2013）01-0022-03doi：10.3969/j.issn.1005-4898.2013.01.05

0 前言

6061铝合金属于Al-Mg-Si系可强化合金，Mg2Si相为强化相。该合金具有中等强度，良好的塑性，广泛地应用于汽车零部件。本文介绍的6061铝合金主要用于加工汽车储气罐体，对晶粒度要求非常高。晶粒度达到1级，粗晶环深度小于2mm。本次试验通过研究挤压温度、挤压速度和挤压系数对6061挤压铝棒晶粒度的影响程度，以满足用户的要求。

1.2 6061挤压棒材目标值

粗晶环深度小于等于2mm，晶粒度不大于1级。1.3 试验内容

挤压工艺参数对6061挤压棒材晶粒度的影响，通过不同的挤压温度、挤压速度及挤压系数试验。挤压工艺参数见表2。

2 试验结果分析

2.1 试验结果

晶粒度检测结果见表3。2.2 挤压温度对晶粒度的影响

从表3中可以看出当挤压速度及压比一致时，采用高温挤压时，无论晶粒度还是粗晶环都要比低温挤压时粗晶环要深，晶粒度相对要大些，这是因为采用低温挤压时挤压筒温度与金属加热温度接近，内外层金属的变形抗力基本一致，使模孔处的金属变形不剧烈，不会大幅度提高金属表

1 试验用料与方案

1.1 试验材料

试验用6061合金，其成分符合GB/T3190-2008 标准要求。见表1的规定。

214mm铸棒，铸棒进行均匀化，均匀化温度570℃，保温7h出炉快速冷却。

表1 试验用6061铝合金中元素 (质量分数/%)

Si0.42～0.5

Fe0.15～0.3

Cu0.20～0.3

Mn<0.05

Mg0.82～0.95

Zn<0.05

Ti0.02～0.06

Cr0.06～0.12

Al

余量

作者简介：成卫兵（1967 -），男，江苏省盐城市，工程师。收稿日期：2012-12-08

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成卫兵，等：6061挤压铝棒晶粒度的控制研究

表2 挤压工艺参数

表3 不同挤压工艺参数表下试验结果

技术工程

面能，而使晶粒形核和长大，当挤压温度高时，金属变形抗力降低，变形不均匀性增加，使得金属与模具工作带接触处的金属结晶点阵遭到较大的畸变，原子的位能增加扩散激活能降低，结果有利于在结晶过程的进行。此外，也促进第2相的析出，温度越高，析出的第2相质点越容易集聚，减弱不对晶粒的阻碍作用。在高温挤压时，金属变形程度逐渐从制品中心部位向边部增大，使边部金属的畸变能大于中心部位的畸变能，造成这一部分晶粒的晶界向另一部分的晶粒内迁移，结果一部分晶粒长大，而另一部分晶粒消失，最终得到较大晶粒。

2.3 挤压速度对晶粒度的影响

表3中当挤压温度及压比一致时，快速挤压速度的晶粒度要大于慢速挤压，这是由于在低速挤压时，金属与模具工作带之间存在摩擦，但金属变形热不剧烈，所产生的变形较少，同时由于挤压速度慢，金属与挤压筒和模具之间热传导的时

间较长，使变形热散发较多，故金属温度上升很小甚至有下降趋势。表面金属能量聚集少，不足以使晶粒继续长大，所以表面未形成粗晶环，内外层金属变形比较均匀。当挤压速度快时，一方面由于金属与模孔工作带之间的摩擦力，使内外金属流速差加大，边部金属形成强烈的切变形区在切变形区内强烈的剪切变形使得这部分金属畸变能大大提高，从而聚集了大量的位错。有利于再结晶生成，另一方面切变形区金属剧烈的剪切变形同时也加剧了变形热效应，由此提高了金属局部温度，尤其是制品的边部温度的升高，更有利于这部分金属的再结晶形核和长大。2.4 挤压系数对晶粒度的影响

表3中看到当挤压温度及速度一致，挤压系数越大，晶粒度长大及粗晶环加深，这是由于金属挤压系数越大，铸锭边部金属与挤压筒内壁，金属与模具工作之间的摩擦越剧烈，使内外金属流速差加大，边部金属形成强烈的切变形区，剪切

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2013 年第 1 期总第 210 期技术工程/专利荟萃

变形程度越大，加剧了变形热效应，由此大大提高了金属的温度，有利于金属的再结晶形核和长大，从而使金属的晶粒度长大。

鉴于以上的试验结果得出较为理想的挤压工艺参数：挤压温度为370～400℃，挤压速度为4～6mm/s，模筒温度为380～400℃，挤压系数小于13。

3 结果

6061 挤压棒挤压温度为370～400℃，挤压速度为4～6mm/s，模筒温度为380～400℃，挤压系数小于13。

按上述工艺制度，能够生产出晶粒度小于1级粗晶环深度小于等于1mm的产品。

Controlling of Grain Size in 6061 Aluminum Extruded Rod

CHENG Wei-bing, FANG Ji-ye

(Yizheng Haitian Aluminum Industrial Co., Ltd., Yizheng 211400, China)

Abstract: Various extrusion conditions have different influences on the microstructure of coarse grains during the extrusion of 6061 aluminum alloy. The formation of coarse grains can b …… 此处隐藏：1296字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……