合金鋁板，6063鋁板，鋁圓片_東莞市洛銅金屬材料有限公司

品牌：西南鋁

6063鋁合金介紹

　　6063鋁合金廣泛用於建築鋁門窗、幕墻的框架，為了保證門窗、幕墻具有高的抗風壓性能、裝配性能、耐蝕性能和裝飾性能，對鋁合金型材綜合性能的要求遠遠高於工業型材標準。在國家標準GB/T3190中規定的6063鋁合金成分範圍內，對化學成分的取值不同，會得到不同的材質特性，當化學成分的範圍很大時，其性能差異會在很大範圍內波動，以致型材的綜合性能會無法控制。因此，優選6063鋁合金的化學成分成為生產鋁合金建築型材的重要的一環。

1 合金元素的作用及其對性能的影響 6063鋁合金是AL-Mg-Si係中具有中等強度的可熱處理強化合金，Mg和Si是主要合金元素，優選化學成分的主要工作是確定Mg和Si的百分含量(質量分數，下同)。 1．1 Mg的作用和影響 Mg和Si組成強化相Mg2Si，Mg的含量愈高，Mg2Si的數量就愈多，熱處理強化效果就愈大，型材的抗拉強度就愈高，但變形抗力也隨之增大，合金的塑性下降，加工性能變壞，耐蝕性變壞。 1．2 Si的作用和影響 Si的數量應使合金中所有的Mg都能以Mg2Si相的形式存在，以確保Mg的作用得到充分的發揮。隨著Si含量增加，合金的晶粒變細，金屬流動性增大，鑄造性能變好，熱處理強化效果增加，型材的抗拉強度提高而塑性降低，耐蝕性變壞。

2 Mg和Si含量的選擇 2．1 Mg2Si量的確定 2．1．1 Mg2Si相在合金中的作用 Mg2Si在合金中能隨著溫度的變化而溶解或析出，並以不同的形態存在於合金中： (1)彌散相β’’固溶體中析出的Mg2Si相彌散質點，是一種不穩定相，會隨溫度的升高而長大。 (2)過渡相β’ 是β’’由長大而成的中間亞穩定相，也會隨溫度的升高而長大。

(3)沉淀相β是由β’ 相長大而成的穩定相，多聚集於晶界和枝晶界。能起強化作用Mg2Si相是當其處於β’’彌散相狀態的時候，將β相變成β’’相的過程就是強化過程，反之則是軟化過程。 2．1．2 Mg2Si量的選擇 6063鋁合金的熱處理強化效果是隨著Mg2Si量的增加而增大。參見圖1[1]。當Mg2Si的量在0．71%～1．03%範圍內時，其抗拉強度隨Mg2Si量的增加近似線性地提高，但變形抗力也跟著提高，加工變得困難。但Mg2Si量小於0．72%時，對於擠壓係數偏小(小於或等於30)的制品，抗拉強度值有達不到標準要求的危險。當Mg2Si量超過0.9%時，合金的塑性有降低趨勢。 GB/T5237．1—2000標準中要求6063鋁合金T5狀態型材的σb 160MPa，T6狀態型材σb 205MPa，實踐證明．該合金的高可達到260MPa。但大批量生產的影響因素很多，不可能確保都達到這麼高。綜合的考慮，型材既要強度高，能確保產品符合標準要求，又要使合金易於擠壓，有利於提高生產效率。我們設計合金強度時，對於T5狀態交貨的型材，取200MPa為設計值。抗拉強度在200MPa左右時，Mg2Si量大約為0．8%，而對於T6狀態的型材，我們取抗拉強度設計值為230 MPa，此時Mg2Si量就提高到0．95%。 2．1．3 Mg含量的確定 Mg2Si的量一經確定，Mg含量可按下式計算： Mg%=（1.73×Mg2Si%）/2.73 2．1．4 Si含量的確定 Si的含量滿足所有Mg都形成Mg2Si的要求。由於Mg2Si中Mg和Si的相對原子質量之比為Mg/Si=1．73 ，所以基本Si量為Si基=Mg/1．73[2]。但是實踐證明，若按Si基進行配料時，生產出來的合金其抗拉強度往往偏低而不合格。顯然是合金中Mg2Si數量不足所致。原因是合金中的Fe、Mn等雜質元素搶奪了Si，例如Fe可以與Si形成ALFeSi化合物。所以，合金中要有過剩的Si以補充Si的損失。合金中有過剩的Si還會對提高抗拉強度起補充作用。合金抗拉強度的提高是Mg2Si和過剩Si貢獻之和。當合金中Fe含量偏高時，Si還能降低Fe的不利影響。但是由於Si會降低合金的塑性和耐蝕性，所以Si過應有合理的控制。我廠根據實際經驗認為過剩Si量選擇在0．09% ～0．13%範圍內是比較好的。合金中Si含量應是：Si%=(Si基+Si過)% 3 合金元素控制範圍的確定 3．1 Mg的控制範圍 Mg是易燃金屬，熔煉操作時會有燒損。在確定Mg的控制範圍時要考慮燒損所帶來的誤差，但不能放得太寬，以免合金性能失控。我們根據經驗和本廠配料、熔煉和化驗水平，將Mg的波動範圍控制在0．04%之內，T5型材取0．47%～0．50%，T6型材取0．57%～0．60%。

3．2 Si的控制範圍當Mg的範圍確定後，Si的控制範圍可用Mg/Si比來確定。因為該廠控制Si過為0．09%～0．13%，所以Mg/Si應控制在1．18～1．32之間。6063鋁合金T5和T6狀態型材化學成分的選擇範圍。若要變更合金成分時，比如想將Mg2Si量增加到0．95%，以便有利於生產T6型材時，可沿過Si上下限區間將Mg上移至0．6%左右的位置即可。此時Si約為0．46%，Si過為0．11%，Mg/Si為1．3。 4 結束語根據我廠的經驗，在6063鋁合金型材中Mg2Si量控制在0．75%～0．80%範圍內，已完全能夠滿足力學性能的要求。在正常擠壓係數(大於或等於30)的情況下，型材的抗拉強度都處在200～240 MPa範圍內。而這樣控制合金，不僅材料塑性好，易於擠壓，耐蝕性高和表面處理性能好，而且可節約合金元素。但是還應特別注意對雜質Fe進行嚴格控制。若Fe含量過高，會使擠壓力增大，擠壓材表面質量變差，陽極氧化色差增大，顏色灰暗而無光澤，Fe還降低合金的塑性和耐蝕性。實踐證明，將Fe含量控制在0．15%～0．25%範圍內是比較理想的。

表面腐蝕現象的預防措施

　　硅引起6063鋁合金型材腐蝕的行為完全是可以預防和控制的，只要對原材料的進貨、合金成分進行有效控制，保證鎂、硅比例在1.3～1.7範圍內，並且對各工序的參數進行嚴格控制，避免硅產生偏析和遊離，盡量使硅和鎂形成有益的Mg2Si強化相。

　　如果發現有這種硅腐蝕點現象，在表面處理時就應該特別注意，在脫脂除油過程中，盡量使用弱鹼性槽液，如果條件不允許，也應該在酸性除油液中浸泡的時間盡量縮短(合格的鋁合金型材在酸性脫脂液中放20～30min無問題，而有問題的型材上只能放置1～3min)，而且以後的洗水pH值要高一些(pH＞4，控制Cl-含量)，在鹼腐蝕過程中盡量延長腐蝕時間，在中和出光時要使用硝酸出光液，在硫酸陽極氧化時應盡快通電氧化處理，這樣，由硅引起的暗灰色腐蝕點就不明顯，可滿足使用要求。

6063化學成分

　　化學成分：

　　硅Si：0.20-0.6

　　鐵Fe: 0.35

　　銅Cu：0.10

　　錳Mn：0.10

　　鎂Mg：0.45-0.9

　　鉻Cr：0.10

　　鋅Zn：0.10

　　鈦Ti：0.10

　　鋁Al：餘量

　　其他：

　　單個：0.05 合計：0.15

力學性能

　　力學性能：

　　抗拉強度 σb (MPa)： 150

　　伸長應力 σp0.2 (MPa)： 110

　　伸長率 δ5 (％)： 7

　　注：棒材室溫縱向力學性能

　　試樣尺寸：直徑 12.5

一、合金鋁板分類

　　1、合金鋁板按主要合金元素可分為2×××係為鋁銅合金鋁板（Al--Cu)，3×××係為鋁錳合金鋁板(Al--Mn) ，4×××係為鋁硅合金鋁板(Al--Si)，5×××係為鋁鎂合金鋁板(Al--Mg)，6×××係為鋁鎂硅合金鋁板(AL--Mg--Si)，7×××係為鋁鋅合金鋁板[AL--Zn--Mg--(Cu)]。

　　2、合金鋁板按元素單元可分為二元合金鋁板、三元合金鋁板、四元合金鋁板和多元合金鋁板等。

　　3、合金鋁板按熱處理可否強化可分為可熱處理強化合金鋁板和不可熱處理強化合金鋁板。不可強化合金鋁板，僅冷加工能夠強化，而熱處理不能明顯強化。

二、合金鋁板詳細介紹

2×××係列合金鋁板

　　2×××係列合金鋁板：代表2A16（LY16）、2A06（LY6）。2×××係列鋁板的特點是硬度較高，其中以銅原屬含量高，大概在3-5%左右。2×××係列鋁板屬於航空鋁材，目前在常規工業中不常應用。我國目前生產2×××係列鋁板的廠家較少。質量還無法與國外相比。目前進口的鋁板主要是由韓國和德國生產企業提供。隨著我國航空航天事業的發展，2×××係列的鋁板生產技術將進一步提高。

3×××係列合金鋁板

　　3×××係列合金鋁板：代表3003鋁板、 3004鋁板、 3A21鋁板為主。又可以稱為防銹鋁板我國3×××係列鋁板生產工藝較為。3×××係列鋁板是由錳元素為主要成分。含量在1.0-1.5%之間。是一款防銹功能較好的係列。常規應用在空調，冰箱，車底等潮濕環境中，價格高於1×××係列，是一款較為常用的合金係列。

4×××係列合金鋁板

　　4×××係列合金鋁板：代表為4A01。屬於含硅量較高的係列。通常硅含量在4.5-6.0%之間。屬建築用材料,機械零件,鍛造用材,焊接材料;低熔點,耐蝕性好產品描述: 具有耐熱、耐磨的特性。

5×××係列合金鋁板

　　5×××係列合金鋁板：代表5052鋁板、5005鋁板、5083鋁板、5A05鋁板係列。5×××係列鋁板屬於較常用的合金鋁板係列，主要元素為鎂，含鎂量在3-5%之間。又可以稱為鋁鎂合金。主要特點為密度低，抗拉強度高，延伸率高。在相同面積下鋁鎂合金的重量低於其他係列.故常用在航空方面，比如飛機油箱。在常規工業中應用也較為廣泛。加工工藝為連鑄連軋，屬於熱軋鋁板係列故能做氧化深加工。在我國5×××係列鋁板屬於較為成熟的鋁板係列之一。

6×××係列合金鋁板

　　6×××係列合金鋁板：代表6061鋁板、6063鋁板。主要含有鎂和硅兩種元素，故集中了4×××係列和5×××係列的優點，6061是一種冷處理鋁鍛造產品，適用於對抗腐蝕性、氧化性要求高的應用。可使用性好，接口特點優良，容易涂層，加工性好。可以用於低壓武器和飛機接頭上。

　　6061的一般特點：優良的接口特徵、容易涂層、強度高、可使用性好，抗腐蝕性強。典型用途：飛機零件、照相機零件、耦合器、船舶配件和五金、電子配件和接頭、裝飾用或各種五金、鉸鏈頭、磁頭、剎車活塞、水利活塞、電器配件、閥門和閥門零件。