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6028合金屬于Al-Mg-Si系退火可加強(qiáng)的鋁合金,具有中低氣壓和較好的沖壓操控性、抗腐蝕,主要用于港航和結(jié)構(gòu)工程工業(yè)。如橋梁、起重機(jī)、屋頂構(gòu)架、運(yùn)輸機(jī)、運(yùn)輸船等。
近年來,隨著國內(nèi)外航運(yùn)業(yè)突飛猛進(jìn)的發(fā)展,減低船體自重,提高船速,尋求代替鋼鐵組件的鋁合金材料,已成為鋁加工業(yè)和航運(yùn)業(yè)面臨的重要課題。6082鋁合金具有中低氣壓和較好的耐蝕性,重量又輕,是制造高速船組件的理想材料。
1 技術(shù)明確要求
1.1 化學(xué)成份(%)
Si 0.7-1.3 Fe≤5.0 Cu≤0.10 Mn 0.4-1.0
Mg 0.6-1.2 Cr≤0.25 Zn≤0.20 Ti≤0.10
1.2 外觀
表層無法有裂縫、分層、腐蝕、氧化夾雜物、起皮、液體及機(jī)械損傷,邊緣平齊,無毛刺。
1.3 力學(xué)操控性
抗拉氣壓σb≥310MPa,屈服點(diǎn)σ0.2≥250MPa,延伸率δ≥10%
2 鍛造工藝
2.1 成份掌控
由于該產(chǎn)品操控性明確要求高,Mg、Si、Fe等元素主要起加強(qiáng)作用,科學(xué)合理配比對(duì)抬升工藝及最終產(chǎn)品操控性意義重大。因此須嚴(yán)格掌控,覆蓋范圍無法太寬。其中Mn濃度過高會(huì)負(fù)面影響到合金鑄成操控性,隨著Mn濃度增加其粘度增大,流動(dòng)性下降,因此Mn濃度應(yīng)掌控在中偏下覆蓋范圍,Cu雖然對(duì)合金有加強(qiáng)作用,但濃度高會(huì)損害抗蝕性,銅濃度不宜過高。
2.2 鍛造工藝
2.2.1 選礦
6082鋁合金特點(diǎn)是含Mn,Mn是難熔金屬,選礦環(huán)境溫度應(yīng)掌控在740-760℃。取樣前光滑烘烤兩次以上,確保金屬完全熔化、環(huán)境溫度精確、成份光滑。烘烤后在鋁液深度的中部、爐膛左右兩側(cè)各取一個(gè)樣進(jìn)行分析,Cogl合格后方可轉(zhuǎn)爐。
2.2.2 再生與鑄成
熔體轉(zhuǎn)入加水爐后,用氮?dú)夂途珶拕┻M(jìn)行混合法、噴氣精煉,精煉環(huán)境溫度735-745℃,天數(shù)15兩分鐘,精煉瘤果加水30兩分鐘。透過此過程除氣、達(dá)馬藏縣、再生熔體。
鍛造時(shí)在合葉至爐勒祖有兩道過濾器裝置,艾登省有泡沫陶瓷過濾器板(30PPI)過濾器,鑄成前用14目玻璃纖維制革過濾器,充份濾渣熔體中的水解物、夾渣。
6082鋁合金鑄成環(huán)境溫度偏高(較6063正常工藝),鑄成速度偏低,水流量偏大,上述工藝需嚴(yán)格掌控,無法超出覆蓋范圍,否則容易導(dǎo)致鑄成失敗。
3 光滑化退火
6082鋁合金形變convert大,抬升困難,力學(xué)操控性指標(biāo)偏高。透過光滑化處理后,合金組織發(fā)生如下變化:(1)晶內(nèi)偏析消亡;(2)Ms2Si相溶入α(Al)中,不均衡固相消亡;(3)β(Al9Fe2Si2)相向α(Al12Fe3Si2)相轉(zhuǎn)變,并明晰含鐵相光子。
透過上述變化,其抬升操控性和型材質(zhì)量將得到很大改善。晶內(nèi)偏析消亡將降低抬升時(shí)金屬流動(dòng)的不光滑性,提高抬升型材的表層耐久性;組織中粗大不均衡相Mg、Si質(zhì)點(diǎn)和粗大Al-Fe-Si相光子的減少、明晰將減低型材表層裂縫傾向,提高抬升速度;Mg2Si相充份固溶則是加強(qiáng)合金,提高其力學(xué)操控性的首要條件。
光滑化環(huán)境溫度:555-565℃ 保溫天數(shù):3小時(shí),加熱速度≥200℃/h
4 抬升工藝
4.1 鑄棒加熱方式
鑄棒加熱采用工頻感應(yīng)加熱,這種熱方式的特點(diǎn)是(1)加熱天數(shù)短,在3兩分鐘內(nèi)方可達(dá)到500℃左右;(2)環(huán)境溫度掌控精確,誤差不超過±3℃。
如果用電阻爐緩慢加熱,將會(huì)導(dǎo)致Mg2Si相析出,負(fù)面影響加強(qiáng)效果。
4.2 抬升
改變了以下幾方面的因素,科學(xué)合理制訂了抬升工藝。(1)6082鋁合金形變convert大,所以鑄棒環(huán)境溫度應(yīng)偏上限(480-500℃); (2)模具環(huán)境溫度也應(yīng)偏高;
(3)為防止縮尾或液體、水解皮、雜質(zhì)卷入,壓余雀仔園坊長(zhǎng)一些;
(4)要使合金主要加強(qiáng)相Mg2Si完全固溶,須確保退火環(huán)境溫度在500℃以上,輻花型材抬升出口環(huán)境溫度應(yīng)掌控在500-530℃;
(5)6082鋁合金退火敏感性高。合金中含有Mn,促進(jìn)晶內(nèi)金屬間化合物形成,對(duì)退火操控性有不利負(fù)面影響。明確要求退火加熱氣壓大、加熱速度快,必須透過水淬使其環(huán)境溫度迅速降到50℃以下;
(6)型材鋸切后,裝框應(yīng)保護(hù)一定間隔,不可排放過密。
5 追訴制度
科學(xué)合理的追訴制度既要確保產(chǎn)品操控性,又要考慮生產(chǎn)效率及生產(chǎn)成本,我們經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)證明:追訴環(huán)境溫度170-180℃,保溫天數(shù)5小時(shí),為6082型材最佳追訴制度。
6 試驗(yàn)結(jié)果
6.1 化學(xué)成份穩(wěn)定性及鑄棒低倍組織情況
6.2 力學(xué)操控性情況
以上試驗(yàn)結(jié)果顯示:由于科學(xué)合理選擇選礦鑄成工藝、退火制度,鑄棒成份穩(wěn)定,組織光滑,在合適的退火追訴制度下,型材出口環(huán)境溫度越高,則操控性超優(yōu)良。
7 結(jié)論
根據(jù)6082鋁合金船用鋁型材的特點(diǎn)和操控性明確要求,上述工藝是比較科學(xué)合理的。其中鑄棒光滑化處理、感應(yīng)加熱、型材水淬后追訴是達(dá)到產(chǎn)品操控性明確要求的先決條件;工藝參數(shù)的嚴(yán)格掌控是產(chǎn)品質(zhì)量的確保。在鍛造工藝中,鑄成環(huán)境溫度、速度、加熱水流量的科學(xué)合理搭配是確保鑄成質(zhì)量的關(guān)鍵;在抬升工藝中,抬升出口環(huán)境溫度的掌控則是確保產(chǎn)品操控性的關(guān)鍵。按本工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品順利透過了挪威船級(jí)社的認(rèn)證,滿足了用戶的需求。
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