关键词:6063铝合金; 挤压比; 热挤压成型; 微观结构; 机械性能
6063铝合金是一种低合金Al-Mg-Si系可热处理强化铝合金。 具有优良的挤压性能、良好的耐腐蚀性能和综合机械性能。 由于容易氧化、变色,在汽车工业中也得到广泛应用。 [1-2]。 随着汽车轻量化趋势的加速,6063铝合金挤压材料在汽车行业的应用进一步增加。
挤压材料的结构和性能受挤压速度、挤压温度和挤压比等参数的综合影响。 其中,挤压比主要由挤压力、生产效率和生产设备决定。 当挤压比小时,合金变形程度小,组织细化不明显; 提高挤压比可以显着细化晶粒并破碎晶粒。 粗大的第二相获得均匀的组织,提高了合金的机械性能。
6061[3] 和 6063[4] 铝合金在挤压过程中会发生动态再结晶。 当挤压温度一定时,随着挤压比的增加,晶粒尺寸减小,强化相细化,合金的抗拉强度和伸长率相应增加; 但随着挤压比的增大,挤压过程中所需的挤压力也增大,产生较大的热效应,使合金内部温度升高,制品的性能降低。 本实验研究了挤压比,特别是大挤压比对6063铝合金组织和力学性能的影响。
1 试验材料与方法
试验材料为6063铝合金,其化学成分如表1所示。铸锭原始尺寸为Φ55 mm×165 mm,经均匀化处理后加工成尺寸为Φ50 mm×150 mm的挤压毛坯560℃处理6小时。 将毛坯加热至470℃并保温,挤压筒预热温度为420℃,模具预热温度为450℃。 在挤压速度(挤压杆移动速度)V=5mm/s不变的情况下,进行5组不同挤压比试验。 挤出比R为17(对应于模孔直径D=12mm)、25(D=10mm)、39(D=8mm)、69(D=6mm)、156(D=4mm) 。
金相试样经砂磨和机械抛光后,用体积分数为40%的HF试剂浸蚀约25 s,在LEICA-5000徕卡光学显微镜上观察试样的金相组织。 从挤压棒材纵截面中心切取尺寸为10mm×10mm的织构分析样品,并进行机械研磨、抛光和蚀刻,去除表面应力层。 使用PANalytical的X'Pert Pro MRD X射线衍射分析仪分别测量了样品的三个晶面族{111}、{200}和{220}的不完全极图,并通过X'Pert Data View和X 'PertTexture软件用于纹理的数据处理和分析。
铸态合金拉伸试样取自铸锭的中心。 挤压后,沿挤压方向截取拉伸试样。 标距面积尺寸为Φ4mm×28mm。 采用SANS CMT5105万能材料试验机进行拉伸试验。 拉伸速率为2毫米/分钟。 计算三个标准样品的平均值作为力学性能数据。 使用低倍扫描电子显微镜(Quanta 2000,FEI,美国)观察拉伸试样的断口形貌。