硬质相对 6061 铝合金异型散热型材表面质量的影(2)

硬质相对 6061 铝合金异型散热型材表面质量的影响

1522 中国有色金属学报 2011 年 7 月 

和挤压工艺，如模具定径带不光滑、挤压筒内壁或模 具上存在未清理干净的异物、挤压压余或脱皮过小； 2) 材料本身含有较多硬质杂质或其他硬质相， 导致挤 压模具表面损伤严重，进而使型材粘模几率增加。近 年来，国内研究人员对这类表面质量问题进行了较多

的探讨。王荣滨[5]  认为，产生表面划痕的根本原因在

于模具的表面状况、 工模具的装配及挤压筒内的异物。

张金刚[6]  则将表面产生划、擦、碰伤的原因归结于铸

锭内坚硬的金属颗粒、模具型腔和出料轨道上较硬的 夹杂物以及模具工作带的硬度。他虽然提到铸锭中的 坚硬颗粒会使型材表面产生划伤，但并未对其作用机 理进行研究，国外也尚无相关报道。为此，本文作者 研究型材中的硬质相对型材表面质量的影响。 

1 实验

本实验的材料有两种，分别为国内某企业生产的 6061 铝合金异型散热型材和进口的同种优质 6061 铝 型材。从两种型材的同一位置取样，通过钻削、机械 加工或线切割，将其制成用于成分分析、金相、扫描 电镜和拉伸测试的试样，进行相应检测。

采用IRIS Advantage 1000 ICP AES型等离子体 发射光谱仪进行成分检测；试样用 Keller 试剂 (1.0%HF+1.5%HCl+2.5%HNO3+95%H2O) 侵蚀 ， 用 PLOYMAR METⅡ型金相显微镜观察合金的微观组 织；用Sirion 200场发射扫描电镜和Gensis60多功能 电子能谱仪分别进行形貌观察及微区成分分析；在 MTS 810材料试验机上进行力学性能测试，拉伸速率 为2 mm/min。

除以上常规检测外，采用ABB公司的PoDFA技 术对杂质进行检测，具体过程如下：提取一定量两种 型材的金属液，将其倒入专用坩埚中；真空促使金属 流向微孔过滤器，熔体中的杂质集中在过滤器表面； 待熔体基本过滤后(5 min)，将过滤器连同残余金属及 杂质一同剪下，制成样品，进行磨抛。样品在光学显 微镜下观察，并用铝液杂质分析仪对杂质进行定性和 定量分析。 

2 结果与分析 

2.1 表面宏观形貌

图1所示为国内某公司生产和进口的6061铝合金 异型散热型材表面实物照片。由图1可见，国产

6061 

图1 两种6061铝型材的外观及其表面实物照片 

Fig.1 Physical pictures of two kinds of 6061 aluminum profiles: (a) Appearance of profiles  (b) Surface of domestic profile (c) Surface ofimported profile 

铝合金型材的表面明显不光滑，存在较多的划痕和毛 刺，其表面质量较差，而进口型材的表明平整，划痕 很少，表面质量较好。 

2.2 化学成分

对两种型材分别进行成分分析， 结果如表1所列。 由表1可知，与进口试样相比，国产试样中Mg、Si、Cu 和 Cr 等元素含量均较高，但 Mg 与 Si 的质量比 (m(Mg)/m(Si))相近，均大于 4。6061 铝合金中主要强

化相Mg2Si中Mg与Si的质量比为1.73 [7] 

，因此，两

种型材中的Mg均有较多的剩余。6061合金中Mg的 存在形式有多种， 除了形成Mg2Si和AlMgSi(Cu)等强 化相以外， 还可能因为被氧化而生成MgO和MgAl2O4 等化合物[8 9]  。两种型材中剩余的Mg在熔铸、后续加 工及存放过程中都可能被氧化。 国产试样中Fe等杂质 的含量控制得较好，其含量较低。