機械制造6061鋁管良好的塑性_聊城市鑫碩金屬制品有限公司

機械制造6061鋁管良好的塑性

6061合金中的主要合金元素為鎂及硅，具有中等強度，良好的抗腐蝕性，可焊接性，氧化效果好．廣泛應用於要求有強度和抗菌素蝕性高的各種工業結構件。

可以中和鐵的壞作用；有時還添加少量的銅或鋅，以提高合金的強度，而又不使其抗蝕性有明顯降低；導電材料中還有少量的銅，以抵銷鈦及鐵對導電性的不良影響；鋯或鈦能細化晶粒與控制再結晶組織；為了改善可切削性能，可加入鉛與鉍。在Mg2Si固溶於鋁中，使合金有人工時效硬化功能。6061鋁合金中的主要合金元素為鎂與硅，具有中等強度、良好的抗腐蝕性、可焊接性，氧化效果較好。

美鋁6061具有加工性能、良好的抗腐蝕性、韌性高及加工後不變形、上色膜容易、氧化效果等優良特點。

屬Al-Mg-Si係合金，中等強度，具有良好的塑性和優良的耐蝕性。特別是無應力腐蝕開裂傾向，其焊接性優良，耐蝕性及冷加工性好，是一種使用範圍廣.很有前途的合金。可陽極氧化著色，也可涂漆上琺瑯，適應作建築裝飾材料。其含有少量Cu，因而強度高於6063的，但淬火敏感性也比6063高，擠壓之後不能實現風淬，需要重新固溶處理和淬火時效，才能獲得較高的強度。

典型用途：

要求有強度、可焊接性與抗腐蝕性高的各種工業結構件，

如制造卡車、搭式建築、船舶、電車、家具、機械零件、精密加工，工業用料比較廣泛等。

鋁板料.國際上習慣把厚度在0.2mm以上，500mm以下，200mm寬度以上，長度16m以內的鋁材料稱之為鋁板材或者鋁片材。0.2mm以下為鋁箔材。200mm寬度以內為排材或者條材(當然隨著大設備的進步，寬可做到600mm的排材也比較多)。

6061 T6主要合金元素為鎂與硅，具有中等強度、良好的抗腐蝕性、可焊接性，氧化效果較好。

6061 T6高強度，高硬度(可達HB90度以上)良好的加工效果，氧化效果佳。無沙眼氣孔，平整度較好。提高加工效率，降低材料成本。這將是低價格,材料的佳選擇。6061-T6係列為鋁、鎂、硅合金,是一種熱處理型的耐腐蝕性合金.強度和耐腐蝕性較迥,均勻性皆較好。

6061 T6主要合金元素為鎂與硅，具有中等強度、良好的抗腐蝕性、可焊接性，氧化效果較好。廣泛應用於要求有強度（85-110度）和抗蝕性高的各種工業結構件，如制造卡車、塔式建築、船舶、電車、鐵道車輛、家具機械零件、精密加工、模具等。

化學成分：Cu：0.15-0.4、Si：0.4-0.8、Fe： 0.7、Mn： 0.15、Mg：0.8-1.2、Zn：0.25-0.50、Cr：0.04-0.35、Ti： 0.15

合金狀態：

T6 由固溶熱處理後進行人工時效的狀態。適用於由固溶熱處理後，不再進行冷加工（可進行矯直、矯平，但不影響力學性能極限）的產品。

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。

鋁合金材料。主要合金元素為鎂與硅，具有加工性能、優良的可焊接性、擠出性及電鍍性、良好的抗腐蝕性、韌性，易於拋光、上色膜，陽極氧化效果優良，是典型的擠壓合金。6063鋁合金型材以其良好的塑性、適中的熱處理強度、良好的焊接性能以及陽極氧化處理後，表面華麗的色澤等諸多優點而被廣泛應用於建築型材、灌溉管材、供車輛、臺架、家具、升降機、柵欄等用的管、棒、型材。

屬低合金化的Al-Mg-Si係高塑性合金。具有諸多可貴特點：1.熱處理強化，衝擊韌性高，對缺口不敏感。2.有很好的熱塑性，可以高速擠壓成結構復雜、薄壁、中空的各種型材，或鍛造成結構復雜的鍛件。淬火溫度範圍寬，淬火敏感性低，擠壓和鍛造脫模後，只要溫度高於淬火溫度，即可用噴水或穿水的方法淬火。薄壁件（δ<3mm）還可以實行風淬。3.焊接性能和耐蝕性優良，無應力腐蝕開裂傾向，在熱處理可強化型鋁合金中，Al-Mg-Si係合金是沒有發現應力腐蝕開裂現象的合金。4.加工後表面十分光潔，且容易陽極氧化和著色。其缺點是淬火後，若在室溫停放一段時間，在時效上會對強度帶來不利影響（停放效應）。

一、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)。

1．1Mg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。

1．2Si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塑性降低，耐蝕性變壞。

二、Mg和Si含量的選擇

2．1Mg2Si量的確定

2．1．1Mg2Si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。

2．1．2Mg2Si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。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。

2．1．3Mg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 　2．1．4Si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。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)%

三、合金元素控制範圍的確定　

3．1Mg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%。

3．2Si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。

因為控制Si過為0．09%～0．13%，所以Mg/Si應控制在1．18～1．32之間。

3．36063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Mg約為0．46%，Si過為0．11%，Mg/Si為1．

3．4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。

6063鋁合金的熔化溫度是655度以上，6063鋁型材擠壓溫度是棒溫490-510℃，擠壓筒420-450℃，一般來說，每個擠型材的溫度設計都不一樣的，但大概都是在這個範圍：模溫470-490℃，根據自身的狀況來設定！

四位數字表示的以鎂和硅為主要合金元素並以Mg2Si相為強化相的鋁合金。　第一位是數字，用以區分組別。　後兩位用於區分同一組別係列內的材料牌號，沒有特殊意義。　四位數字體係和四位字符體係牌號第一個數字表示鋁及鋁合金的類別，其含義如下：

1）1XXX係列工業純鋁；

2）2XXX係列 Al-Cu、Al-Cu-Mn合金

3）3XXX係列 Al-Mn、可加工純鋁；

4）4XXX係列 Al-Si合金；

5）5XXX係列 Al-Mg合金；

6）6XXX係列 Al-Mg-Si合金；

7）7XXX係列 Al-Zn-Mg-Cu合金；

屬於Al-Mg-Si係合金,使用範圍廣泛,特別是建築業離不開此合金，是有前途的合金。耐蝕性好，焊接性優良，冷加工性較好，並具有中等強度。

用途

一、板帶的應用廣泛應用於裝飾、包裝、建築、運輸、電子、航空、航天、兵器等各行各業。

二、航空航天用鋁材用於制作飛機蒙皮、機身框架、大梁、旋翼、螺旋槳、油箱、壁板和起落架支柱，以及火箭鍛環、宇宙飛船壁板等。

三、交通運輸用鋁材用於汽車、地鐵車輛、鐵路客車、高速客車的車體結構件材料，車門窗、貨架、汽車發動機零件、空調器、散熱器、車身板、輪轂及艦艇用材。

四、包裝用鋁材　全鋁易拉罐制罐料主要以薄板與箔材的形式作為金屬包裝材料,制成罐、蓋、瓶、桶、包裝箔。廣泛用於飲料、食品、化粧品、藥品、香煙、工業產品等包裝。

五、印刷用鋁材主要用於制作PS版，鋁基PS版是印刷業的一種新型材料，用於自動化制版和印刷。

六、建築裝飾用鋁材鋁合金因其良好的抗蝕性、足夠的強度、優良的工藝性能和焊接性能，廣泛用於建築物構架、門窗、吊頂、裝飾面等。如各種建築門窗、幕墻用鋁型材、鋁幕墻板、壓型板、花紋板、彩色涂層鋁板等。

七、電子家電用鋁材主要用於各種母線、架線、導體、電氣元件、冰箱、空調、電纜等領域。規格：圓棒、方棒

代表用途包括航天固定裝置、電器固定裝置、通訊領域，也廣泛應用於自動化機械零件、精密加工、模具制造、電子及精密儀器、SMT、PC板焊錫載具等等。

鋁合金基本狀態代號：

F 　自由加工狀態　適用於在成型過程中，對於加工硬化和熱處理條件特殊要求的產品，該狀態產品的力學性能不作規定（不常見）

O 　退火狀態　適用於經完全退火獲得低強度的加工產品（偶爾會出現）

H 　加工硬化狀態　適用於通過加工硬化提高強度的產品，產品在加工硬化後可經過（也可不經過）使強度有所降低的附加熱處理（一般為非熱處理強化型材料）

W 　固熔熱處理狀態　一種不穩定狀態，僅適用於經固溶熱處理後，室溫下自然時效的合金，該狀態代號僅表示產品處於自然時效階段（不常見）

T 　熱處理狀態　(不同於F、O、H狀態) 　適用於熱處理後，經過（或不經過）加工硬化達到穩定的產品。T代號後面跟有一位或多位阿拉伯數字（一般為熱處理強化型材料）

我們常見的非熱處理強化型鋁合金後面的狀態代號一般是字母H加兩位數字。　如1100 H14。　下面簡單介紹以下狀態代號的含義內容。

字母H後面一般跟兩位數字：

第一位數字表示的就是加工硬化處理的方法。　H後面的第一位數字有：1，2，3，4 　即H1* H1*表示單純加工硬化處理　H2* H2*表示加工硬化及不完全退火　H3* H3*表示加工硬化及穩定化處理　H4* H4*表示加工硬化及涂漆處理　第二位數字表示的就是材料所達到的硬化程度。

H後面的第二位數字有：1，2，3，4，5，6，7，8，9 　既H*1 0與2之間的硬度　H*2 1/4硬　H*3 2與4之間的硬度　H*4 1/2硬　H*5 4與6之間的硬度　H*6 3/4硬　H*7 6與8之間的硬度　H*8 全硬狀態　H*9 超硬狀態　（H後面跟三個數字的情況不多，只有幾個。H111表示終退火後又進行了適量的加工硬化。H112表示適用於熱加工成型的產品。H116表示含鎂量 4.0%的5***係合金制成的產品.）

我們常見的熱處理強化型鋁合金後面的狀態代號一般是字母T加添加一位或多位阿拉伯數字表示T的細分狀態　在T後面添加0—10的阿拉伯數字，表示細分狀態（稱作TX狀態）。

T後面的數字表示對產品的熱處理程序。

T0 　固溶熱處理後，經自然時效再通過冷加工的狀態。　適用於經冷加工提高強度的產品。

T1 　由高溫成型過程冷卻，然後自然時效至基本穩定的狀態。　適用於由高溫成型過程冷卻後，不再進行冷加工（可進行矯直、矯平，但不影響力學性能極限）的產品。

T2 　由高溫成型過程冷卻，經冷加工後自然時效至基本穩定的狀態。適用於由高溫成型過程冷卻後，進行冷加工、或矯直、矯平以提高強度的產品。

T3 　固溶熱處理後進行冷加工，再，經自然時效至基本穩定的狀態。適用於在固溶熱處理後，進行冷加工、或矯直、矯平以提高強度的產品。

T4 　固溶熱處理後自然時效至基本穩定的狀態。適用於固溶熱處理後，不在進行冷加工（可進行矯直、矯平，但不影響力學性能極限）的產品。

T5 　由高溫成型過程冷卻，然後進行人工時效的狀態。　適用於由高溫成型過程冷卻後，不經過冷加工（可進行矯直、矯平，但不影響力學性能極限），予以人工時效的產品。

T6 　由固溶熱處理後進行人工時效的狀態。　適用於由固溶熱處理後，不再進行冷加工（可進行矯直、矯平，但不影響力學性能極限）的產品。

T7 　由固溶熱處理後進行人工時效的狀態。　適用於由固溶熱處理後，為獲取某些重要特性，在人工時效時，強度在時效曲線上越過了高峰點的產品。

T8 　固溶熱處理後經冷加工，然後進行人工時效的狀態。　適用於經冷加工、或矯直、矯平以提高產品強度的產品。

T9 　固溶熱處理後人工時效，然後進行冷加工的狀態。　適用於經冷加工提高產品強度的產品。

T10 　由高溫成型過程冷卻後，進行冷加工，然後進行人工時效的狀態。　適用於經冷加工、或矯直、矯平以提高產品強度的產品。

T狀態及TXXX狀態（應力狀態外）　在TX狀態代號後面再添加一位阿拉伯數字（稱作TXX狀態），或添加兩位阿拉伯數字（稱作TXXX狀態），表示經過了明顯改變產品特性（如力學性能、抗腐蝕性能等）的特定工藝處理的狀態。

T42 　適用於自O或F狀態固溶熱處理後，自然時效達到充分穩定狀態的產品，也適用於需方對任何狀態的加工產品熱處理後，力學性能達到了T42狀態的產品。

T62 　適用於自O或F狀態固溶熱處理後，進入人工時效的產品，也適用於需方對任何狀態的加工產品熱處理後，力學性能達到了T62狀態的產品。

T73 　適用於固溶熱處理後，經過時效以達到規定的力學性能和抗應力腐蝕性能指標的產品

T74 　與T73狀態定義相同。該狀態的抗拉強度大於T73狀態，但小於T76狀態。

T76 　與T73狀態定義相同。該狀態的抗拉強度分別高於T73、T74狀態，抗應力腐蝕斷裂性能分別低於T73、T74狀態，但其抗剝落腐蝕性能仍較好。

T7X2 　適用於自O或F狀態固溶熱處理後，進行人工時效處理，力學性能及抗腐蝕性能達到了T7X狀態的產品。

T81 　適用於固溶熱處理後，經1%左右的冷加工變形提高強度，然後進行人工時效的產品。

T87 　適用於固溶熱處理後，經7%左右的冷加工變形提高強度，然後進行人工時效的產品。　應力狀態　在上述TX或TXX或TXXX狀態代號後面添加“51”、或“510”、或“511”或“52”或“54”表示經歷了應力處理的產品狀態代號。

TX51 　TXX51 　TXXX51 　適用於固溶熱處理或自高溫成型過程冷卻後，按規定量進行拉伸的厚板、軋制或冷精整的棒材以及模鍛件、鍛環或軋制環，這些產品拉伸後不再進行矯直。　厚板的變形量為1.5%~3%；軋制或冷精整棒材的變形量為1%~3%；模鍛件鍛環或軋制環的變形量為1%~5%。

TX510 　TXX510 　TXXX510 這些產品拉伸後不再進行矯直。

TX511 　TXX511 　TXXX511 　適用於固溶熱處理或自高溫成型過程冷卻後，按規定量進行拉伸的擠制棒、型和管材，以及拉制管材，這些產品拉伸後可微略行矯直以符合標準公差。　擠制棒、型和管材的變形量為1%~3%；拉制管材的變形量為1.5%~3%。

TX52 　TXX52 　TXXX52 　適用於固溶熱處理或自高溫成型過程冷卻後，通過壓縮來應力，以產生1%~5%，變形量的產品。

TX54 　TXX54 　TXXX54 　適用於在終鍛模內通過冷整形來應力的模鍛件。

T6，固溶處理（淬火），人工時效

T62，由退火或F狀態固溶處理，人工時效

T61是一種特殊熱處理狀態，要求其強度低於T6。

6063代表性的擠出用合金，強度比6061低，擠出性良好，可作復雜的斷面形狀之形材，耐蝕性及表面處理性均佳。

屬低合金化的Al-Mg-Si係高塑性合金。具有諸多可貴特點：

1.熱處理強化，衝擊韌性高，對缺可不敏感。

2.有的熱塑性，可以高速擠壓成結構復雜.薄壁.中空的各種型材或鍛造成結構復雜的鍛件，淬火溫度範圍寬，淬火敏感性低，擠壓和鍛造脫模後，只要溫度高於淬火溫度。即可用噴水或穿水的方法淬火。薄壁件（6<3mm）還可以實行風淬。

3.焊接性能和耐蝕性優良，無應力腐蝕開裂傾向，在熱處理可強化型鋁合金中，Al-Mg-Si係合金是沒有發現應力腐蝕開裂現象的合金。4.加工後表面十分光潔，且容易陽極氧化和著色。其缺點是淬火後若在室溫停放一段時間在時效，會對強度帶來不利影響（停放效應）。

加工產品的牌號美國鋁業協會（AA）對變形鋁及鋁合金的牌號表示方法，既四位數字代號表示方法，早在1957被接納為美國國家標準（ANSIH35.1），美國主要的鋁材生產企業逐漸都採用這種牌號表示方法，以後，美國軍用標準（MIL），美國汽車工程師協會（SAE），美國材料與試驗協會（ASTM）等都相繼採用，還在推廣到其他國家。1970年又以AA標準的這套四位數字代號為基礎，產生了變形鋁及鋁合金的國際四位數字體係牌號，簡稱為IDS。由此，AA標準的變形鋁及鋁合金部分也成為國際性標準。 1）AA標準四位數代號的第一位數字，表示按主要合金元素分組，組別的劃分如下：

1XXX 純鋁（鋁含量不小於99.00%），

2XXX AL-CU合金；

3XXX AL-MN合金；

4XXX AL-SI合金；

5XXX AL-MG合金；

6XXX AL-MG-SI合金；

7XXX AL-ZN合金；

8XXX 鋁及其他元素的合金；

2）四位數字代號的第2位數字，表示改型情況，或對雜質及組合元素的控制情況，

3）四位數代號的後兩位數（既第3位和第4位數字），其含義如下：

對1XXX組，後兩位數字表示純鋁低百分含量（99.00%）的小數點後面的兩位數字，例如：牌號1085，表示ΨAL9985%。

對2XXX-8XXX組，好兩位數字沒有特定含義，僅用作順序號，以識別同組中的不同鋁合金。