6063t5铝型材表面处理（技术车体6082铝合金型材的T4热处理生产工艺）

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6082和6061同属Al-Mg-Si系可热处理强化铝合金，挤压加工、锻造性能好，阳极氧化性、抗蚀性好。具有良好的可成型性、可焊接性、可机械加工性，同时具有中等强度，在退火后仍能维持较好的操作性，主要用于机械结构方面，包括棒材、板材、管材和型材等。这种合金具有和6061合金相似但不完全相同的机械性能，其T6状态具有较高的机械特性，合金6082的O和T4状态适用于弯曲和成型的场合，其T5和T6状态适用于良好机械加工性的要求，有些特定加工需要使用切屑分离器或者其他特殊的工艺帮助分离切屑，广泛用于机械零部件、锻件、商务车辆、铁路结构件、造船等。

6082铝合金属热处理可强化合金，具有良好的可成型性、可焊接性、可机械加工性和耐腐蚀性，同时具有中等强度，在退火后仍能维持较好的操作性，主要用于机械结构方面，包括棒材、板材、管材和型材等。这种合金具有和6061合金相似但不完全相同的机械性能，其-T6状态具有较高的机械特性。铝合金6082在欧洲是很常用的铝合金产品，在美国也有很高的应用，适用于加工原料，无缝铝管，结构型材和定制型材等。6082铝合金通常具有很好的加工特性和很好的阳极反应性能。最常用的阳极反应方法包括去除杂质和染色，涂层等。

1. 客户的质量要求

6082合金T4供应状态属中等强度，固溶热处理和自然时效至基本稳定状态的铝合金，客户将型材购回后，在力学性能未上升的状态下，进行折弯加工处理（不属严格意义的冷加工），再行时效硬化，以达到力学性能要求（6082合金时效停放机理，本人在《全国第十四届轻合金加工学术交流会论文集——6061、6082铝合金时效机制及停放效应的工艺探讨》一文中有专门论述，本文从略。）客户具体的型材标准如下。

1.1 抗拉强度：205Mpa～250 Mpa，极限280 Mpa。

1.2 屈服强度：≥110 Mpa

1.3 伸长率：≥12%

1.4 表面光洁，无线条，挤压纹无手感，无擦伤、划伤，无坑凹现象，无明显的阴阳面。

1.5 几何尺寸符合图纸要求。

1.6 确保从挤压完成之日至运输、客户自行加工完成15天之内，力学性能无变化，折弯加工不发生脆裂、裂纹现象。

2. 化学成分的调整

6082合金属中等强度铝合金，Si、Mg、Mn元素含量较6063比较高，挤压困难，特别是Si含量，若按国标取上限，力学性能能够保证，但挤压困难，而且极易产生白点，报废量大，Si含量取下限又极易发生力学性能不合格的质量事故，所以在化学成分的配比上，尽量保持金属元素平衡，加强挤压工艺控制，以达到理想的效果。表1是某公司6082合金T4供应状态化学成分内控标准。

表1 6082化学成分内控标准 （质量分数：wt/%）

3. 熔炼工序生产铝棒工艺技术参数

铝棒晶粒度必须达到一级标准，以保证优良的挤压性能，具体的生产工艺参数如下：

3.1 熔炼温度：730℃～760℃

3.2 铸造温度：715℃～730℃（指铸造盘内温度，冬天取上限，夏天取下限）

3.3 铸造速度：【设备制造厂家不同，有一定的差别】。

3.3.1 Ф80mm-90mm 170-180mm/min

3.3.2 Ф120mm-130mm 150-160mm/min

3.3.3 Ф150mm-160mm 120-130mm/min

3.3.4 Ф170mm-180mm 110-120mm/min

3.3.5 Ф228mm 90-100mm/min

3.3.6 Ф80mm-90mm 170-180mm/min

3.3.7 水压：0.04-0.08Mpa/cm²

4. 挤压生产工艺

6082合金T4供应状态，主要控制铝棒上机温度，挤压速度、淬火温度，特别是客户对抗拉强度有严格的限制，达不到最低标准或超过标准客户都不接受，并且在规定的时间内，经过加工后，还需时效硬化，从严格的意义上讲，并不属于真正的T4供应状态，故在制订挤压工艺时在确保三温的前提下，还应确保型材从模具出口到淬火之间（在线淬火）的时间间隔，应符合表2的规定：

表2 挤压材从模具出口到淬火区入口之间的时间间隔

壁厚（㎜）

时间间隔（不大于/s）

壁厚（㎜）

时间间隔（不大于/s）

≤1.6

45

＞3.8～6.4

50

＞1.6～3.8

45

＞6.4

75

4.1 工艺参数

4.1.1 铝棒上机温度:460℃-470℃。应先行将铝棒加温至520℃±5℃，挤压前从炉内拿出，降温至工艺温度。若是中频、工频铝棒加温炉，可将温度提高10℃，直接挤压。

4.1.2 挤压筒温度：400℃-420℃

4.1.3 模具温度：440℃-460℃

4.1.4 挤出速度：

• 6m/min～10 m/min（壁厚≥3㎜型材）
• 8m/min～16 m/min（壁厚＜3㎜型材）

　4.1.5 淬火温度：525℃～540℃

　4.1.6 淬火方式：强风（风量660m3/n，全压850Pa）

　4.1.7 淬火速度：≥4℃/S

　4.1.8 挤压系数（挤压比）：20-60

　4.1.9 镦粗系数：1.03-1.16

4.2 力学性能检测及生产工艺调整试验

4.2.1 检测数据

按照4.1条的工艺参数，于4月份、5月份生产了二批型材共20T，经检测全部合格。7月份生产了一批型材共10T，经抽查10个批次结果见表3

表3 12小时现场抽查10批次检测力学性能数据

4.2.2 重新抽查数据

经查生产现场工艺记录，基本符合工艺参数，考虑到七月份，挤压车间温度高达45℃-48℃，而且坯料包装仓库紧邻挤压车间，温度一致。故从二个不合格批次的型材中重新2次抽查，结果见表4。

表4 48小时仓库抽查2批次检测力学性能数据

4.2.3 退火工艺试验

4.2.3.1 根据上述数据表明，除去型材存放环境不当之外，根本原因应属现场工艺控制不当所致（铝棒温度偏高或偏低，或铝棒温度没有挤压前降温或铝棒温度降温过低）。考虑到批次量大，又要按期交货，故采用退火工艺进行补救。经过分析，判定选定用第13批次生产的型材作退火试验。表5是260℃、保温90min检测数据。

表5 260℃、保温90min检测数据

4.2.3.2 按上述工艺退火，抗拉强度明显降低，达不到标准的力学性能。经重新修订退火工艺，该批次型材全部合格，具体数据见表6。

表6 250℃、保温40min退火处理后检测的数据

按照上述工艺将未发给客户的型材全部进行退火处理，经抽查全部合格，该批型材经过10天到达客户仓库，客户立即进行抽查检测。表7是抽查结果（室外温度36-39℃）。

表7 型材经过10天，客户抽查检查的力学性能数据

5. 储存与包装

客户第三次大批量下订单生产时，必须保证一次生产合格，否则，经过退火不但增加成本，而且每个企业的时效炉基本上都是满负荷运行。退火工艺只能作为补救措施，关键还是要严格现场工艺控制。为此，某公司在生产6082合金T4供应状态型材时，派专人在现场监督工艺，每30min测量一次棒温、每40min用手持红外激光测温仪测一次淬火温度，以确保生产按规定工艺执行。型材生产完毕立即转移到温度相对低一点的仓库存放，并且在存放之前，挤压完成后，在型材温度没有完全降下来立即由胶袋包装，型材两头用封口胶缠死，不要让空气进入。本批次共30T型材生产周3天，运输周期7天，到达客户处加工5天至客户最后一扎型材加工前，检测时力学性能全部合格。表8是同批次不同时间段，包装型材与未包装型材的试验检测数据。

表8 各时间段未包装、包装型材检测的力学性能

6. 结论

本文着重介绍6082合金T4供应状态的力学性能检测和试验数据及生产工艺。从表8可以看出，生产现场严格控制操作工艺，挤压完成后，立即派人进行包装，即每锯切一支，包装一支，让型材尽量减少与空气接触时间，凡包装的型材，存放4h以后，即能获得理想的力学性能，且随着时间的延长，力学性能并没有大的变化（具体机理待另文论述）。但没有包装的型材，在96h之内变化不大，但在12天之后型材的自然时效效应增加，力学性能逐步增加。

7. 综上所述

据6082合金船用铝型材的特点和性能要求，上述工艺是比较合理的。其中铸棒均匀化处理、感应加热、型材水淬后时效是达到产品性能要求的先决条件；工艺参数的严格控制是产品质量的保证。在熔铸工艺中，铸造温度、速度、冷却水流量的合理搭配是保证铸造质量的关键；在挤压工艺中，挤压出口温度的控制则是保证产品性能的关键。

根据6082合金船用铝型材的特点和性能要求，上述工艺是比较合理的。其中铸棒均匀化处理、感应加热、型材水淬后时效是达到产品性能要求的先决条件；工艺参数的严格控制是产品质量的保证。

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