硬质相对 6061 铝合金异型散热型材表面质量的影(3)

时间：2025-04-27

硬质相对 6061 铝合金异型散热型材表面质量的影响

第 21 卷第 7 期罗淞，等：硬质相对 6061 铝合金异型散热型材表面质量的影响 1523

表1 两种6061铝型材的化学成分 Table 1

Chemical compositions of two kinds of 6061

aluminum profiles(mass fraction, %) Sample Imported Domestic Sample Imported Domestic

Mg 0.93 1.15 Zn 0.01 0.02

Si 0.22 0.27 Fe 0.20 0.15

Cu 0.19 0.25 Mn 0.12 0.11

Cr 0.15 0.17 Ni 0.004 0.004

Ti 0.01 0.02 Al Bal. Bal.

方晶形态存在时，则影响较小。MgO是Mg与空气接

[9]

触而形成的化合物，其硬度也较高，但尺寸很小，

然而，当其聚集成块时，由于也是在型材内部以尖晶石形态存在或存在于型材表面氧化薄膜中，因而也影响材料的加工性能和表面质量。杂质中的氯化物大多是用氯气或者氯盐作为除气、除渣的精炼剂时带入的。氯化物通常较软，对一般型材产品的表面质量无有害影响。

金属在挤压过程中发生较大程度的变形，导致大部分金属在流出模口时形成型材的表面。原挤压铸锭内部的杂质相也随着基体金属的流动而流入型材表面。若基体中存在体积较大的硬质相，则其会划伤模具的工作带，导致工作带的内表面变得粗糙。粗糙的工作带不仅会划伤型材的表面，而且会使粘铝现象加剧。粘在工作带上的铝若未及时清理，会进一步划伤型材表面，严重时还会在型材的表面沿挤压方向留下一道道凹槽。由表 2 可知，国产试样内部存在较多的 MgAl2O4 尖晶石和 MgO 硬质杂质相。这些硬质杂质相具有特殊的形态和较高的硬度，导致其在挤压过程中易划伤模具工作带，进而影响型材的表面质量。 2.4 组织分析

图 3 所示为国产和进口两种型材的背散射电子像。由图 3(a)可知，国产试样中除基体外，有两种很明显的特征相，如A和B点所示。此外，国产试样中还有少量呈弥散分布的细小颗粒物相。由于这些相面积太小，在能谱仪上难以精确捕捉。由图3(b)可知，

2.3 内部杂质

对两种 6061 铝型材中杂质的检测结果如表 2 所列。由表 2可知，两种试样中的主要杂质类型都是晶粒细化剂、(Ti,V)B2、镁化合物(MgO、MgAl2O4 立方晶和尖晶石)以及一些可能存在的氯化物。国产试样中

杂质含量较高，为0.195mm /kg；而进口试样较纯净， 2 其杂质含量仅为0.016 mm /kg。图2所示为两种型材

杂质分析试样的金相组织。由图 2 可看出，国产试样中杂质含量较高，主要有镁化合物、晶粒细化剂以及 (Ti,V)B2；而进口试样较纯净，只含有少量的氯化物和晶粒细化剂。

(Ti, V)B2 是在熔炼过程中对熔体进行硼化处理时形成的细小产物，对材料的表面质量影响较小。 MgAl2O4 是 Mg 在高温重熔过程中与空气接触而形成的化合物。MgAl2O4 杂质的硬度很高[9] ，当其以尖晶石形态存在时，对材料的表面质量影响较大，而以立

表2 两种6061铝型材的杂质分析结果

Table 2 Results of inclusion analysis of two kinds of 6061 aluminum profiles

Inclusion type Carbide Magnesiumoxide

Chemical component Al4C3 (＞3 μm)

MgO Cuboid MgAl2O4 Spinel MgAl2O4

Addition Refractorymaterial Metaltreatment Total inclusion content Total without grain refiner