析
《铝加工》科苑论坛2004N92总第J55期
A1一Mg—Si系铝合金型材表面暗斑成因分析
吴有伍
(湖南大学材料科学与工程学院.湖南长沙410082)
摘要：作者概述了以6063合金为代表的Al—Mg—sj系铝Z.~血11_工，一--44-过程，从理论上分析了6O63合金型材生
产过程中的各个工艺参数对形成型材表面暗斑的影响趋势.提出了各工艺参数的控制范围.
关键词:AI—Mg—Si系铝台金；铝型材；表面暗斑；因素分析
中圈分类号:TG146.21文献标识码:A文章绾号:1005--4898(2004)02--0008—04 AnalysisontheFormingCauseofSurfaceSpot
forA1——Mg——SiSystemAlloy
WUYOil—Wu
(CollegeofMaterialScienceandEngineering,HunanUniversity,Changsha410082,China) Abstract:TheproductionprocessofAI～Mg—Sisystemasrepresentationof6063alloyaresummarizedinthearticle. Theeffecttrendsofvariousprocessparametersof6063alloyprofilesduringprocessingonthe surfacespotof profilesareanalyzedmechanicaLlyandcontrollingrangesofvariousprocessparametersare putfowardinthepaper-
Keywords;A1一Mg—Sisystemalloy;aluminumprofiles;surfacespot;formingcause;analysis
l概述
ktv点歌台铝型材被广泛用于建筑，车船制造，室内装
璜，家用电器等行业.但不少的铝型材在使用一段
时间之后甚至是在封孔工艺完成后还未出厂之前,
表面就出现了光泽不～的暗斑或黑点，严重影响了
铝型材的装饰效果和使用性能.解决铝型材在使用
过程中所出现斑状缺陷问题具有十分重要的现实意
义.
1.1合金的主要成分和相组成
铝型材用合金中比较典型的合金是6063合金,
收稿日期:2004—01—08
作者筲介，吴有伍(1961一)，男，潮南长沙人，金属材料专业, 育级工程师.
8
其化学成分如表1.下面以6063合金为例来进行阐
述.
表16063铝合金的化学成分(质量分数,)
主要成分杂质Al
MgSiFeCuMnZnCrTi计
0.45～0.90.20～0.6b.340.10.10.10.10.1b.15余量
AI—Mg-Si系合金中除了铝的a固溶体以外,
Mg2Si是该合金的主要强化相，由AI—Mg—Si伪二元
状态图(图1)可以看出，合金的强化效果随Mg2si相
数量的增加而增强.Mg.2si相在铝中的溶解度随温
度明显变化.在共晶温度595℃时,Mg.Si相的极限 溶解度为1.859,5,200℃时仅为0.25%.因此该合
金有明显的时效强化效应.
摇臂
2004N92总第155期科苑论坛《铝加工》
700
600
500
\
400
赠
300
200
100
Mg2si/at
l2345
Al2468j012Id
Mg!Si/WI
圈lA1一Mg—Si伪二元状态图
MgSi相在铝中的溶解度不仅与温度有关，还
与Mg,Si的含量有关.Mg2Si中,Mg与si的最佳比为1.73，当Mg/Si>1.73时.除形成Mg2Si相外,
工艺相框还有Mg过剩，过剩的Mg显着降低MgzSi在铝中的固溶度.当Mg/Si<1.73时,si过剩，对Mg2Si的
固溶度无多大的影响.
1.2一般生产工艺
6063铝型材主要生产过程大致如为：熔铸一均
匀化处理一挤压一淬火一时效一阳极氧化预处理一阳极氧化，封孔.
2表面斑状缺陷影响因素分析
6068铝型材产生的表面"斑状"缺陷，大致可
凯膜过滤技术
分为雪花状斑点，黑斑，光泽不一的暗斑，黑线或
黑带等.各个斑状缺陷产生的原因，产生的时间各
不相同.有的缺陷在生产过程中出现.如雪花状斑点，光泽不一的暗斑.有的缺陷在最后的氧化工序
之后出现，如"起砂面"，黑线，黑带等.有的缺
陷在使用过程中出现，如黑斑，光泽不一的暗斑
滴胶卡制作等.不管是何种缺陷，也不论是何时出现，都影响
产品的表面质量.必须加以控制.下面主要分析加
工工艺的影响.
2.1均匀化处理的影响
毒死蜱颗粒剂
均匀化处理是将铸锭加热到足够的温度，保温
足够长的时间，然后快速冷却到室温.其目的主要
是使可溶解的相组织完全或接近完全溶解，形成过
饱和的固溶体以及少量弥散析出的小质点，增加晶
粒内及晶界的成分分布的均匀性；降低或消除枝晶
偏析，降低或消除金属间化合物在晶界的偏集；改
变Mgsign在晶粒内的析出状态，防止后续加工过
程中出现选择性晶间腐蚀而出现斑点.在铸锭的过
程中，由于Fe的加入而形成的Ⅱ～FeSiAI相与强化相Mg,Si在锭中相连，成枝状分布,，严重影响材料的
挤压性能.粗大的MgSi相在挤压时虽有破碎?但
破碎相不能弥散地分布于基体中，在后续的时效过
程中.部分的Mg.si相异常长大，在碱洗时优先腐
蚀，出现雪花状的腐蚀坑.FeSiAI相因与铝基体
的电化学电位不同，相对于铝基体为阴极，促进其
周围铝基体的溶解.最后Ⅱ-FeSiAI相脱落，出现蚀坑.采用合理的均匀化处理制度，可以使FeSiAI
相球化，使MgSi相细化成针状，增加组织的均匀
性，从而增强材料挤压性能，提高材料的表面质
量，降低暗斑形成的可能性.
2.2挤压生产过程的影响
挤压是型材生产的主要阶段，合理控制挤压速
度，挤压温度，挤压模具结构对保证材料的性能,
如强度，硬度及阳极氧化后材料的表面质量，有着
十分重要的作用.
挤压后的型材要经过淬火，时效处理，淬火的
开始温度即为挤压的出口温度.出口温度由挤压温度T.和在挤压时挤压热效应的温升T组成.在材
料一定时，温升T与挤压速度成正比.由AI—Mg SiZ.元状态图可知,6063铝材的最佳淬火温度为520～53O℃.所以挤压型材的出口温度不得低于500℃.温度过高.挤压时易发生动态再结晶.形
成任意取向的，等轴的，呈大角度晶界分布的再结
晶组织.碱洗时合金的晶间腐蚀增加，大大降低表
面氧化膜的质量.挤压时局部的温升.使这种动态
再结晶发生在局部时，由于铝及铝合金内的晶粒腐蚀速度与晶粒取向有关:{001}>{011}>{lll}. 在任意取向的品粒内.有的晶粒表现出强的耐蚀性，在碱洗时不发生变化，从而与周围的晶粒有明
显的差.阳极氧化后氧化膜的厚度也有明显的区别.材料不同区域表现出不同的耐蚀性.同时，高
温时铝的粘性大，在挤压时铝易粘于挤压模的表面，划伤型材表面，当阳极氧化前的碱洗不能完全
消除这种划痕时，后续阳极氧化生成的氧化膜不均匀，材料表面出现泽不同的暗斑或条纹.温度过低，过饱和固溶体的过饱度降低，时效后不能达到
应有的强度和硬度.铝型材的挤压升温一般为3O～8O℃，所以最佳的挤压温度为430"--510~C.因此在
9?
《铝/jn-r)科苑论坛2004NQ2总第155期
生产中.应恨据前后的生产条件，挤压速度做适当
地控制.在保征胍量的前提卜'，尽量采用较高的挤
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议