[发明专利]一种用于超薄6063铝合金挤压型材的铸锭合金

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金材料领域，尤其涉及一种用于超薄6063铝合金挤压型材的铸锭合金。

背景技术

6063铝合金广泛用于建筑铝门窗、幕墙的框架，为了保证门窗、幕墙具有高的抗风压性能、装配性能、耐蚀性能和装饰性能，对铝合金型材综合性能的要求远远高于工业型材标准。在国家标准GB/T3190中规定的6063铝合金成分范围内，对化学成分的取值不同，会得到不同的材质特性，当化学成分的范围很大时，其性能差异会在很大范围内波动，以致型材的综合性能会无法控制。因此，优选6063铝合金的化学成分成为生产优质铝合金建筑型材的最重要的一环。

具体地，该国家标准（GBT3190-1996)中的成分重量比组成为：Si:0.2—0.6%，Mg:0.45—0.9%，Fe:≤0.35%，Cu：≤0.15%，余量为Al和不可避免的杂质。此标准范围较广，在实际生产用于超薄6063铝合金挤压型材的铸锭合金过程中，往往是，其成分符合标准，但其又不一定符合对超薄型材包括强度要求的综合性能，因此其生产效率就变得较低。超薄型材的挤压生产必须在此范围内找到一个最合适的点。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种既能快速符合国家标准提高生产效率，又能满足超薄型材的强度要求的用于超薄6063铝合金挤压型材的铸锭合金。

本发明的用于超薄6063铝合金挤压型材的铸锭合金，包括以下重量百分比的组分：

Si:0.36%

Mg:0.52%

Fe:≤0.15%

Cu:≤0.03%

余量为Al和不可避免的杂质。

对于此点，发明人是经过了创造性的劳动进行寻找：

1、合金元素的作用及其对性能的影响

6063铝合金是AL-Mg-Si系中具有中等强度的可热处理强化合金，Mg和Si是主要合金元素，优选化学成分的首要工作是确定Mg和Si的百分含量(重量比，下同)。

1.1Mg的作用和影响

Mg和Si组成强化相Mg₂Si，Mg的含量愈高，Mg₂Si的数量就愈多，热处理强化效果就愈大，型材的抗拉强度就愈高，但变形抗力也随之增大，合金的塑性下降，加工性能变坏，耐蚀性变坏。

1.2Si的作用和影响

Si的数量应使合金中所有的Mg都能以Mg₂Si相的形式存在，以确保Mg的作用得到充分的发挥。随着Si含量增加，合金的晶粒变细，金属流动性增大，铸造性能变好，热处理强化效果增加，型材的抗拉强度提高而塑性降低，耐蚀性变坏。

2Mg和Si含量的选择

2.1Mg₂Si量的确定

2.1.1Mg₂Si相在合金中的作用Mg₂Si在合金中能随着温度的变化而溶解或析出，并以不同的形态存在于合金中：

(1)弥散相β’’固溶体中析出的Mg₂Si相弥散质点，是一种不稳定相，会随温度的升高而长大。

(2)过渡相β’是β’’由长大而成的中间亚稳定相，也会随温度的升高而长大。

(3)沉淀相β是由β’相长大而成的稳定相，多聚集于晶界和枝晶界。能起强化作用Mg₂Si相是当其处于β’’弥散相状态的时侯，将β相变成β’’相的过程就是强化过程，反之则是软化过程。

2.1.2Mg₂Si量的选择

6063铝合金的热处理强化效果是随着Mg₂Si量的增加而增大。当Mg₂Si的量在0.71%～1.03%范围内时，其抗拉强度随Mg₂Si量的增加近似线性地提高，但变形抗力也跟着提高，加工变得困难。但Mg₂Si量小于0.72%时，对于挤压系数偏小(小于或等于30)的制品，抗拉强度值有达不到标准要求的危险。当Mg2Si量超过0.9%时，合金的塑性有降低趋势。GB/T5237.1—2000标准中要求6063铝合金T5状态型材的σb≥160MPa，T6状态型材σb≥205MPa，实践证明，该合金的最高可达到260MPa。但大批量生产的影响因素很多，不可能确保都达到这么高。综合考虑，型材既要强度高，能确保产品符合标准要求，又要使合金易于挤压，有利于提高生产效率。我们设计合金强度时，对于T5状态交货的型材，取200MPa为设计值。

2.1.3Mg含量的确定