热轧变形量对含0.5%B的6063铝合金晶粒取向、织构及再结晶的影响

借助SEM、EBSD、EDS等测试手段,研究了轧制变形量对含0.5%B的6063铝合金的晶粒取向、形变织构以及再结晶的影响。结果表明:随着轧制变形量的增加,晶粒越来越细小,越来越扁平,晶粒取向趋于一致,小角度晶界密度增加。轧制变形可以明显改变铝合金内部织构占比,合金随着压下量的增加,S织构和Brass织构占比变少,Cube织构和Goss织构的占比变多。均匀化热处理会使样品的再结晶晶粒增加至87.4%,轧制会使再结晶晶粒数量急剧下降,但是随着变形量的增加,再结晶晶粒数量会缓慢增加至1.18%。

热轧变形对含0.5%B的6063铝合金导电率和组织性能的影响

借助导电率测试仪、电子万能材料试验机、场发射扫描电镜(SEM)和金相显微镜(OM),研究轧制变形量对含0.5%B的6063铝合金的导电性能、力学性能和显微结构的影响。结果表明:随着轧制变形量的增加,晶粒越来越细小。在增强合金拉伸强度、硬度的同时,合金的导电率并没有降低,轧制状态下的合金导电率高于铸态和均匀化的合金,其中导电率最高的为50%轧制变形量的合金,达到57.11%IACS,此时合金的抗拉强度达到128 MPa,伸长率为15.9%。当合金的最高轧制变形为75%时,抗拉强度为162 MPa,伸长率为10.35%,导电率为56.58%IACS。

稀土Y改性6063铝合金阳极氧化及耐蚀性研究

通过对含稀土Y的铸态及挤压态6063铝合金进行阳极氧化,研究了阳极氧化膜在6063铝合金上的形貌,并分析了其对合金硬度和耐腐蚀性能的影响。结果表明:与普通的6063铝合金相比,稀土Y改性6063铝合金氧化膜与基体结合紧密且表面致密无缺陷,其挤压态表面粗糙度Sa值最小,为1.36。阳极氧化膜化学成分主要为氧化铝,作为覆膜的氧化铝能显著提升合金表面硬度。通过对覆膜后挤压态稀土Y改性6063铝合金的自腐蚀电位研究,发现自腐蚀电流密度较小,总阻抗值较高,且在高频区表现为容抗弧的特性,耐蚀性更好。

差温轧制6063/7072铝合金复合板有限元模拟及翘曲影响因素

高能量密度动力电池的发展对液冷板提出了高安全、高性能制造要求,针对传统“冲压-钎焊”工艺焊合可靠性低、界面抗冲击性差等缺点,本工作提出“差温轧制-吹胀”新工艺以制备结合良好、界面质量高的6063/7072铝合金液冷板。但异质金属的轧制易形成翘曲缺陷,导致后续吹胀工艺无法正常进行,因此亟需研究轧制液冷板的翘曲机理及其影响规律。本工作通过ANSYS/LS-DYNA有限元仿真和实验相结合的方式,研究了其差温轧制过程中的翘曲行为及其机理,分析了工艺参数对翘曲曲率的影响规律。结果表明:轧制方向的应力不协调导致6063铝合金板相对7072铝合金板需产生更大形变以达到应力平衡,轧制方向的应力差可以用来表征6063/7072铝合金液冷板的翘曲情况;提高轧制压下率、增大轧制温度差以及减小6063铝合金板厚度比例可有效降低液冷板的翘曲曲率,从而提高液冷板成形精度;实验与仿真的翘曲曲率相对误差小于5.58%,表明本研究的有限元模型准确可靠;通过差温轧制实验得到了6063/7072铝合金复合板,表明差温轧制复合板技术方案可行,为液冷板的高性能制造提供了有效途径。

4104铝箔对6063Al/Cu接触反应钎焊的影响

目的通过大面积钎焊方式实现Al/Cu连接,分别对以6063Al/Cu焊接接头与4104铝箔作为中间层的6063Al/Cu焊接接头进行组织与性能分析,获得具有优异力学性能接头的焊接工艺。方法采用SEM、XRD分析接头微观结构和物相组成,研究保温时间、压强对接头组织和性能的影响,通过剪切试验研究接头断裂特性和力学性能,优化最佳焊接工艺。结果6063/Cu接头最大抗剪强度大于6063Al/4104Al/Cu接头的,当焊接温度为540℃、保温时间为10 min、压强为600 Pa时,6063Al/4104Al/Cu接头获得最佳力学性能,接头抗剪强度为48.8 MPa。结论焊接温度、保温时间、压强对大面积铝铜焊接至关重要,中间层金属4104铝箔能够实现6063铝合金与铜的良好连接。

6063铝合金生产工艺过程温度控制的探讨

6063铝合金是铝-镁-硅体系中的一种中等强度热处理强化合金,Mg和Si是6063铝合金的主要合金元素。对6063铝合金的生产进行了探索和实践,探讨了6063铝合金生产过程中温度控制的最佳工艺参数。

6063铝合金表面材料纹缺陷分析

利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析研究了6063铝合金表面材料纹的表面形貌及成分。结果表明,这种表面材料纹主要是因为聚集未熔的Mg_(2)Si相过多,导致氧化膜的完整性受到破坏,而在表面出现许多微小孔洞。通过严格控制均匀化温度、挤压铸棒的挤出口温度等来控制相的回融与析出,可以有效消除材料纹缺陷。

6063铝合金CMP中络合剂构效关系研究

6063铝合金因其独特的性能,在各个行业有着广泛的应用。化学机械抛光(CMP)作为一种超精密加工技术可以实现平面全局平坦化,得到超光滑的镜面效果。为了提高6063铝合金的抛光效率,研究了不同基团(氨基、羧基)络合剂对铝合金抛光速率、表面粗糙度的影响及作用机理,利用电化学工作站及X射线光电子能谱仪(XPS)分析了不同基团络合剂对6063铝合金CMP加工影响机制。研究发现:在含双氧水的抛光液体系中,羧酸类络合剂对6063铝合金抛光性能的提高程度要大于胺类及氨基酸类络合剂,同时随着羧酸类和胺类络合剂的碳链增长,材料去除速率和表面质量均得到提高;氨基酸类络合剂表现出不同于羧酸类和胺类络合剂的规律,即随着碳链的增长,材料去除速率呈现下降的趋势。由XPS和电化学分析可知,两种不同基团络合剂的加入会在铝合金表面形成吸附层,保护铝合金表面,且长碳链的羧酸类及胺类络合剂有助于铝合金表面的腐蚀溶解,进而提高抛光速率。

6063-T5铝合金散热器厚板搅拌摩擦焊工艺研究

为探索大型宽幅翅片散热器铝合金厚板的FSW工艺,采用厚度为20.5 mm的6063-T5铝合金翅片散热器挤压型材作为试验材料,通过静龙门式二维生产型设备进行FSW。焊后利用光学显微镜、显微硬度仪和电子万能拉伸试验机对接头进行了金相分析、显微硬度分析和拉伸、弯曲力学性能测试。试验结果表明,在转速600 r/min,焊接速度140 mm/min的焊接工艺参数下,接头抗拉强度为158.0 MPa,为母材强度的87.7%;焊缝区相比母材有一定程度的硬度降低,接头存在两个明显的硬度软化区,分别是前进侧和后退侧热影响区,最低硬度值约33 HV;接头拉伸断裂方式为韧性断裂,接头弯曲到180°均不发生断裂。证明该FSW工艺可以获得表面成形良好、无宏观缺陷的焊接接头,其显微组织和力学性能测试结果满足工程应用要求。

新能源汽车用高强韧6063铝合金型材挤压工艺研究

研究了新能源汽车用6063铝合金型材挤压工艺对其晶粒组织和力学性能的影响。结果表明,在铸锭加热温度450℃、挤压速度9 m·min^(-1)的工艺条件下,6063铝合金空心薄壁型材的强度、塑韧性、折弯性能、压溃性能等综合性能最佳,材料的平均晶粒尺寸达到70μm,晶粒组织细小且均匀,6063铝合金的屈服强度(R_(p0.2))、抗拉强度(R_(m))及延伸率(A_(50))分别可达到221 MPa、253 MPa、16.9%,在弯曲试验及压溃试验后无明显裂纹,获得了满足应用要求的新能源汽车用高强韧铝合金型材。

Na_2SiO_3浓度对6063铝合金微弧氧化层组织与性能的影响

采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计、摩擦磨损试验机等手段研究了不同电解液浓度对6063铝合金微弧氧化陶瓷涂层的相组成、微观结构、显微硬度、耐磨性能等的影响。结果表明:电解液浓度对涂层的性能有着较大的影响。电流密度和处理时间一定的条件下,当Na2SiO3的浓度小于9 g/L时,随着电解液浓度的增大,成膜速率有所提高,涂层中α-Al2O3与γ-Al2O3相的衍射峰明显增强,涂层与基体的结合力增大,且涂层的硬度和耐磨性也有很大的提高;但是当Na2SiO3的浓度大于9g/L时,涂层的硬度等性能基本不再变化,甚至有所下降。

稀土La对6063铝合金组织与时效性能的影响

用硬度(HB、HV)测试仪、差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等方法研究稀土La对6063合金铸态组织、力学性能、时效性能及时效序列的影响。结果表明,稀土La对合金铸锭枝晶组织有明显的细化作用,添加适量的La有利于合金力学性能和改善,并且稀土的加入并没有改变合金的析出顺序,但随着稀土含量的提高,稀土La会消耗大量的Si,并在合金中形成粗大的AlFeSiLa化合物,抑制了中间沉淀析出相β″和β′析出,使强化相Mg2Si减少,反而使合金力学性能降低。

纳米添加剂对6063铝合金微弧氧化层组织与性能的影响

采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计、摩擦磨损试验机等手段研究了纳米添加剂对6063铝合金微弧氧化陶瓷涂层的相组成、微观结构、显微硬度、耐磨损等性能的影响。结果表明:TiO2或Al2O3纳米粉末的添加都使得微弧氧化陶瓷涂层的表面更加致密,使得涂层的显微硬度有明显提高。另外,因为金红石型TiO2与α-Al2O3的性能有所不同,导致添加Al2O3纳米添加剂时涂层的耐磨性能明显提高,而添加TiO2纳米添加剂时涂层的耐磨性能反而有所降低。

成分控制对6063合金挤压性能的影响

对6063合金的主要合金元素的含量进行控制并添加稀土元素,可以减少粗大第二相的析出。挤压试验表明,经过成分控制和优化,合金的挤压速度能提高55%。通过金相和能谱分析,发现稀土可以细化晶粒且生成细小的强化相。稀土的加入还可以减小合金中高铁含量对性能的不利影响。6063D-RE合金的力学性能优异,抗拉强度的平均值为211MPa,屈服强度的平均值为189MPa,伸长率的平均值为9.0%。

稀土元素La对6063铝合金组织和性能的影响

在6063合金中分别添加不同含量的稀土元素La,研究稀土元素La对6063合金铸态组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明,La对合金铸锭枝晶组织有明显的细化作用,添加适量的La有利于合金力学性能和耐腐蚀性能的改善,但过量的La会在合金中形成粗大的AlFeSiLa化合物,反而使合金的力学性能和耐腐蚀性能恶化。

均匀化处理对6063铝合金微观组织结构的影响

采用金相显微镜、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和能谱分析技术,研究了均匀化温度和时间对6063合金显微组织的影响。结果表明:铸态合金由过饱和α-Al固溶体和非平衡共晶相组成;铸态合金进行均匀化处理,随温度的升高和保温时间的延长,非平衡共晶组织逐渐消失,合金枝晶偏析逐渐消除;在495℃保温6h,过饱和基体析出Mg2Si相,温度升高到555℃,Mg2Si相完全回溶,针状β-Al9Fe2Si2完全转变为颗粒状α-Al12Fe3Si,同时基体中析出亚微米级AlFeSi和AlFeCrSi相。555℃保温6h退火处理是6063合金铸锭较适宜的均匀化处理工艺。

应力三轴度和应变率对6063铝合金力学性能的影响及材料表征

对6063铝合金试样在不同应力三轴度和不同应变率下进行拉伸试验,得到了该合金在这两种情况下的力学性能。研究结果表明:随着应力三轴度的减小,材料的等效弹性模量、等效屈服应力减小,但等效断裂应变增大;随着应变率逐渐增大,材料的屈服强度和断裂强度略有增大;断裂应变明显减小;抗拉强度基本不变。Johnson-cook本构模型及其断裂应变模型可以用来描述6063铝合金在不同三轴应力度和不同应变率下的本构及失效关系。通过材料表征,得出了Johnson-cook本构模型及其断裂应变模型中各个参数,为有限元(ABAQUS)模拟提供帮助。

6063铝合金阳极氧化膜腐蚀行为研究

分别对6063铝合金原样与硫酸直流阳极氧化法处理样品样进行铜加速盐雾腐蚀,考查时间对腐蚀样品形貌、元素分布及电化学腐蚀行为的影响,利用质量损失法对腐蚀动力学进行分析。结果表明:腐蚀时间延长,腐蚀电流增大,原样表面腐蚀产物明显增多;阳极氧化处理后改善6063铝合金的抗腐蚀性,阳极氧化样的抗腐蚀性能在盐雾条件下提高2.2倍,在暴露环境下可提高4.5倍。

La对6063铝合金组织和时效性能的影响

在6063合金中添加不同含量的La,用硬度(HB、HV)测试仪、差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等方法研究了La对6063合金铸态组织、力学性能及时效行为的影响。结果表明,La对合金晶粒有明显的细化作用,添加适量的La有利于合金硬度和抗拉强度的提高,并且La的加入没有改变合金的析出顺序,但随着La含量的提高,La会消耗大量的Si,并在合金中形成粗大的AlFeSiLa化合物,抑制了中间沉淀析出相β″、β′析出,使强化相Mg2Si减少,反而使合金硬度和抗拉强度下降。

退火温度对深冷轧制6063铝合金组织性能的影响

通过深冷轧制实验,研究退火温度对深冷轧制6063铝合金显微组织及力学性能的影响,利用电子万能试验机、宏观硬度计及光学显微镜等对合金力学性能、微观组织及断口形貌进行了观察及分析。结果表明,在相同退火温度下,深冷轧制后试样的硬度及力学性能均好于室温轧制。对于6063铝合金,无论是室温轧制还是深冷轧制,随退火温度的升高,试样硬度均表现为先升高后降低,在180℃左右硬度出现峰值。经100～250℃低温退火后,试样的伸长率表现为先增加后降低,随后又增加的趋势,其间存在两个峰值,180℃为伸长率升高的高峰,200℃为伸长率降低的低峰。深冷轧制铝合金的断裂属于韧性断裂,断口形貌属于韧窝-微孔聚集型。在200～300℃退火时,晶粒粗化。