6063牌号挤压工艺 常见问题解决办法

6063铝合金型材以其良好的塑性、适中的热处理强度、良好的焊接性能以及阳极氧化处理后表面华丽的色泽等诸多优点而被广泛应用。但在生产过程中经常会出现一些缺陷而致使产品质量低下，成品率降低，生产成本增加，效益下降，最终导致企业的市场竞争能力下降。因此，从根源上着手解决6063铝合金挤压型材的缺陷问题是企业提高自身竞争力的一个重要方面。笔者根据多年的铝型材生产实践，在此对6063铝合金挤压型材常见缺陷及其解决办法作一总结，和众多同行交流，以期相互促进。

1 划、擦、碰伤

划伤、擦伤、碰伤是当型材从模孔流出以及在随后工序中与工具、设备等相接触时导致的表面损伤。

1．1 主要原因

①铸锭表面附着有杂物或铸锭成分偏析。铸锭表面存在大量偏析浮出物而铸锭又未进行均匀化处理或均匀化处理效果不好时，铸锭内存在一定数量的坚硬的金属颗粒，在挤压过程中金属流经工作带时，这些偏析浮出物或坚硬的金属颗粒附着在工作带表面或对工作带造成损伤，最终对型材表面造成划伤；

②模具型腔或工作带上有杂物，模具工作带硬度较低，使工作带表面在挤压时受伤而划伤型材；

③出料轨道或摆床上有裸露的金属或石墨条内有较硬的夹杂物，当其与型材接触时对型材表面造成划伤；

④在叉料杆将型材从出料轨道上送到摆床上时，由于速度过快造成型材碰伤；

⑤在摆床上人为拖动型材造成擦伤；

⑥在运输过程中型材之间相互摩擦或挤压造成损伤。

1．2 解决办法

①加强对铸锭质量的控制；

②提高修模质量，模具定期氮化并严格执行氮化工艺；

③用软质毛毡将型材与辅具隔离，尽量减少型材与辅具的接触损伤；

④生产中要轻拿轻放，尽量避免随意拖动或翻动型材；

⑤在料框中合理摆放型材，尽量避免相互摩擦。

2、机械性能不合格

2．1 主要原因

①挤压时温度过低，挤压速度太慢，型材在挤压机的出口温度达不到固溶温度，起不到固溶强化作用；

②型材出口处风机少，风量不够，导致冷却速度慢，不能使型材在最短的时间内降到200℃以下，使粗大的Mg2Si过早析出，从而使固溶相减少，影响了型材热处理后的机械性能；

③铸锭成分不合格，铸锭中的Mg、Si含量达不到标准要求；

④铸锭未均匀化处理，使铸锭组织中析出的Mg2Si相无法在挤压的较短时间内重新固溶，造成固溶不充分而影响了产品性能；

⑤时效工艺不当、热风循环不畅或热电偶安装位置不正确，导致时效不充分或过时效。

2．2 解决办法

①合理控制挤压温度和挤压速度，使型材在挤压机的出口温度保持在最低固溶温度以上；

②强化风冷条件，有条件的工厂可安装雾化冷却装置，以期达到6063合金冷却梯度的最低要求；

③加强铸锭的质量管理；

④对铸锭进行均匀化处理；

⑤合理确定时效工艺，正确安装热电偶，正确摆放型材以保证热风循环通畅。

3、几何尺寸超差

3．1 主要原因

①由于模具设计不合理或制造有误、挤压工艺不当、模具与挤压筒不对中、不合理润滑等，导致金属流动中各点流速相差过大，从而产生内应力致使型材变形；

②由于牵引力过大或拉伸矫直量过大导致型材尺寸超差。

3．2 解决办法

①合理设计模具，保证模具精度；

②正确执行挤压工艺，合理设定挤压温度和挤压速度；

③保证设备的对中性；

④采用适中的牵引力，严格控制型材的拉伸矫直量。

1 化学成分的优化控制

6063-T5建筑铝型材必须具备一定的力学性能。在其他条件相同时，其抗拉强度、屈服强度随含量增加而升高。6063台金的强化相主要是Mg2Si相，到底Mg、Si和Mg2Si的量应取多少为好？Mg2Si相是由2个镁原子同1个硅原子组成，镁的相对原子质量为24．3l，硅的相对原子质量为28．09，因此Mg2Si化合物中，镁硅的质量比为1.73：1。

因此，可根据以上分析结果，如果镁硅含量比值大于1．73，则合金中镁除形成Mg2Si 相外，还有过剩镁，反之比值小于1．73，则表明硅除形成Mg2Si相外，还有剩余硅。

镁过剩对合金力学性能是有害的。镁一般控制在0．5％左右，Mg2Si总量控制在0．79％。当硅过剩0．01％时合金的力学性能σb约为218Mpa，已大大超过国家标准性能，并过剩硅从0．01％提高到0．13％，σb可提高到250Mpa，即提高14．6％。要形成一定量的Mg2Si，必须首先考虑到Fe与Mn等杂质含量造成的硅损失，即要保证有一定量的过剩硅。为了使6063合金中的镁充分与硅匹配，实际配料时，必须有意识地使Mg：Si＜1．73。镁的过剩不仅削弱强化效果，而且又增加了产品成本。

因此，6063合金的成分一般控制为：Mg：0．45％-0．65％；Si：0．35％-0．50％；Mg：Si=1．25-1．30；杂质Fe控制在＜0．10％-0．25％；Mn＜0．10％。

2 优化铸锭均匀化退火工艺

在民用挤压型材生产时，6063合金的高温均匀化退火规范为：560±20℃，保温4-6h，冷却方式为出炉强迫风冷或喷水急冷。

合金的均匀化处理能提高挤压速度，同未均匀化处理的铸锭相比，大约可使挤压力降低6％-10％。均匀化处理后冷却速度对组织的析出行为有重要的影响。对均热后快冷的铸锭，Mg2Si几乎能全部固溶于基体，过剩的Si也将固溶或以弥散析出的细小质点存在。这样的铸锭可以在较低温度下快速挤压，并获得优良的力学性能和表面光亮度。

在铝型材挤压生产中，以燃油或燃气加热炉替代电阻加热炉可收到明显的节能降耗效果。合理地选择炉型、燃烧器及空气循环方式可使炉子获得均匀稳定的加热性能，达到稳定工艺提高产品质量的目的。

燃烧式铸锭加热炉经几年来运行和不断改善，目前市场上已推出燃烧效率高于40％的炉型。铸锭装炉后迅速升温到570℃以上，并经一段保温时间后，在出料区冷却到接近挤压温度时出炉挤压，铸锭在加热炉经历了半均匀化过程，这一过程称半均质处理，基本上符合6063合金热挤压工艺要求，从而可省单独的均匀化工序，可大大节省设备投资和能耗，是一种值得推广的工艺。

3 优化挤压和热处理工艺

3．1 铸锭加热

对挤压生产来说，挤压温度是最基本的且最关键的工艺因素。挤压温度对产品质量、生产效率、模具寿命、能量消耗等都产生很大影响。