6063铝合金熔炼

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1.控制熔化温度

铝合金熔炼是生产优质铸棒更重要的工艺环节之一。如果工艺控制不当，会出现夹渣、气孔、粗粒、羽毛晶等各种铸造缺陷，必须严格控制。

6063铝合金熔炼温度控制在750-760℃过低会增加夹渣的产生，过高会增加吸氢、氧化和氮化烧损。研究表明，铝液中氢的溶解度为760℃随着上述急剧上升，有许多方法可以减少热量时的氢吸收，如干熔炉和熔化工具，以防止使用熔化剂的水变质。然而，熔化温度是更敏感的因素之一。过度熔化温度不仅浪费能源，增加成本，而且是气孔、粗颗粒、羽毛晶体等缺陷的直接原因。

2.选用优良的熔剂和适当的精炼工艺

熔化剂是铝合金熔化中使用的重要辅助材料。目前市场上销售的熔化剂主要由氯化物和氟化物组成，其中氯化物吸水性强，易受潮。因此，熔化剂生产中使用的原料必须干燥，水必须彻底去除，包装必须密封，运输和储存时应防止损坏。还要注意生产日期。如果储存日期过长，也会在6063铝合金熔化中吸入，

选择好的精炼剂，选择合适的精炼工艺也很重要。目前，6063铝合金的精炼大多采用喷粉精炼。这种精炼方法可以使精炼剂与铝液充分接触，更大限度地提高精炼剂的效率。虽然这一特点很明显，但必须注意精炼过程，否则不会得到应有的效果。喷粉精炼中使用的氮气压力更小，更好满足吹粉剂的要求。如果精炼中使用的氮气不是高纯氯（99.99%）N2）吹入铝液的氮气越多，氟中的水分使铝液产生的氧化和氢气吸收越多。此外，氟压力高，双液产生的卷曲波浪大，增加了氧化夹渣的可能性。如果在精炼过程中使用高纯氮，精炼压力大，产生的气泡大，铝液中大气泡的浮力大，气泡迅速上升，在铝液中停留时间短，除氢效果差，氮气浪费，成本增加。因此，氮气应少用，精炼剂应多用。多用精炼剂只有好处，没有坏处。喷粉精炼过程的关键是使用尽可能少的气体，尽可能多地喷入铝液中。

3．晶粒细化

晶粒细化是铝合金熔铸造中头晕的重要工艺之一，也是解决气孔、晶粒粗大、光亮晶体、羽毛晶体、裂纹等铸造缺陷的更有效措施之一。在合金铸造中，它们都是不平衡的晶体。所有杂质元素（当然，包括合金元素）大多集中在晶体边界。晶粒越小，晶体边界面积越大，杂质元素（或合金元素）的均匀性越高。对于杂质元素，高均匀性可以减少其有害影响，甚至有利于少量杂质元素的有害影响；对于合金元素，高均匀性可以发挥更大的合金能量，充分利用资源。

细化晶粒，增加晶界面积，增加元素均匀性，可通过以下计算进行解释。

假设金属块1和2体积相同V，均由立方体晶粒组成，金属块1的晶粒边长为2a，2的边长为a，金属块1的晶界面积为：

金属块2的晶界面积为：

金属块2的晶界面积是金属块1的两倍。

可见合金晶粒直径翻倍，晶界面积增加-倍，晶界单位面积杂质元素翻倍。

在6063年铝合金的生产中，合金元素和杂质元素的均匀分布对磨砂材料尤为重要。晶粒越细，合金元素（杂质元素）分布越均匀，腐蚀砂表面越均匀。

4.6063铝合金浇铸

1.选择合理的铸造温度

合理的铸造温度也是生产优质铝棒的重要因素。如果温度过低，很容易产生夹渣、针孔等铸造缺陷。如果温度过高，很容易产生颗粒粗大、羽毛晶等铸造缺陷。

6063铝合金液经晶粒细化后，铸造温度可适当提高，一般可控制在720-740℃之间，这是因为：①铝液经晶粒细化后变粘，易凝固结晶。②铝棒在铸造过程中有液固两相过度带，铸造温度高、过窄，有利于结晶前排放的气体逃逸。当然，温度不能太高。铸造温度过高会缩短颗粒细化剂的有效时间，使颗粒相对较大。

2.在条件允许的情况下，充分预热干燥流槽、分流盘等浇铸系统，防止水与铝液反应引起吸氢。

3.在铸造过程中，尽量避免铝液的湍流和滚动。在表面氧化膜的保护下，不要轻易用工具搅拌流槽和分流盘中的铝液，以稳定流体结晶器的晶体。这是因为工具搅拌铝液和液体滚动会破坏铝液表面的氧化膜，导致新的氧化，并将氧化膜卷入铝液中。研究表明，氧化膜具有很强的吸附能力，含水量为2%。氧化膜中的水与铝液发生反应，导致吸氢和夹渣。

4.过滤铝液，过滤是去除铝液中非金属渣更有效的方法，在6063铝合金铸造中，一般采用多层玻璃布过滤或陶瓷过滤板过滤，无论采用何种过滤方法，为保证铝液能正常过滤，过滤前应去除表面浮渣，因为表面浮渣容易堵塞过滤材料过滤网，使过滤不能正常进行，去除铝液表面浮渣更简单的方法是在流槽中设置挡渣板，使铝液在过滤前去除浮渣。

5.6063铝合金均匀处理

1.非平衡结晶

如图3所示，由A、B由两种元素组成的二元相图的一部分是F当温度下降到T1.固相平衡成分应为G，实际成份为G这是因为在铸造生产中，冷却和凝固速度快，合金元素的扩散速度小于晶体速度，即固相成分不是基于CD改变，而是按CD晶粒中化学成分的变化不平衡，导致晶体不平衡。

2.非平衡结晶问题

铸造铝合金棒内部组织存在两个问题：①晶粒之间存在铸造应力；②晶粒中化学成分的不平衡是由不平衡结晶引起的。由于这两个问题，挤压将变得困难，挤压产品的机械性能和表面处理性能也将下降。因此，铝棒必须在挤压前进行均匀处理，以消除铸造应力和晶粒中化学成分的不平衡。

3.均匀处理

均匀处理是铝棒在高温（低于过热温度）下通过保温消除铸造应力和晶粒化学成分不平衡的热处理。Al-Mg-Si该系列合金的过热温度应为595℃，但由于杂质元素的存在，6063铝合金的实际过热温度高于595℃6063铝合金的均匀化温度可选为530-550℃高温可缩短保温时间，节约能源，提高炉灶生产率。

4.晶粒尺寸对均匀处理的影响

由于固体原子之间的结

5.均匀处理节能措施

均匀化处理需要在高温下长期保温，能源需求大，处理成本高。因此，目前大多数型材厂都没有均匀处理铝棒。更重要的原因是均匀化处理成本高。降低均匀化处理成本的主要措施有：

①细化晶粒

细化晶粒能有效缩短保温时间，晶粒越细越好。

②加长铝棒加热炉，按均匀化和挤压温度分段控制，满足不同工艺要求。该工艺的主要优点是：

a)均匀处理炉不增加。

b)充分利用铝捧均匀化后的热能，避免挤压时铝棒再次加热。

c)铝束加热保温时间长，内外温度均匀，有利于挤压和后续热处理。

综上所述，生产优质6063铝合金铸造棒，首先根据型材选择合理的成分，然后严格控制熔化温度和铸造温度，采取颗粒细化处理、合金精炼、过滤等工艺措施，小心操作，避免氧化膜破裂和卷入。更后，铝棒处理均匀，生产优质铝棒，为生产优质型材提供可靠的材料基础。