6061鋁合金散熱型材熔體凈化及擠壓模氮化工藝的改進(jìn).pdf

1、鋁型材內(nèi)部的雜質(zhì)含量是影響型材表面質(zhì)量和導(dǎo)熱性能的重要因素。作者所在公司生產(chǎn)的6061散熱鋁型材表面存在較嚴(yán)重的劃傷,其導(dǎo)熱性能和雜質(zhì)含量也難以達(dá)到高端客戶的要求。據(jù)此,本文對(duì)表面存在劃傷的問(wèn)題型材進(jìn)行了系統(tǒng)的檢測(cè)分析;在此基礎(chǔ)上,從鋁熔體凈化、模具表面滲氮處理等方面對(duì)型材生產(chǎn)工藝進(jìn)行改進(jìn)。
　　 分析表明,問(wèn)題型材中的雜質(zhì)總含量為0.195mm2/kg,與客戶的要求(≤0.08mm2/kg)有較大的差距。雜質(zhì)中存在質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)1

2、8％的鎂的化合物(MgO、MgAl2O4),其特殊的形態(tài)和較高的硬度,使其在熱擠壓過(guò)程中易劃傷模具工作帶而降低型材的表面質(zhì)量。型材中還存在較多大塊狀、不均勻分布的硬脆Fe2Si2Al9相,也影響型材的表面質(zhì)量。
　　 為了減少雜質(zhì)含量,對(duì)熔體聯(lián)合凈化工藝進(jìn)行了改進(jìn),主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面:保溫爐內(nèi)采用N2+C2Cl6噴粉凈化代替原來(lái)的CCl4泡沫磚凈化,其中N21 L/min,C2C1640g/min,處理時(shí)間為15min,凈化

3、效果更好;將DFU單旋轉(zhuǎn)石墨噴頭在線除氣裝置改成雙旋轉(zhuǎn)噴頭裝置,轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為300 r/min,氣流量為150L/min,除氫率達(dá)43％;將原來(lái)的泡沫陶瓷單級(jí)過(guò)濾板(30ppi)改成雙級(jí)復(fù)合過(guò)濾板(20/40ppi),能過(guò)濾掉所有的大塊夾雜物,對(duì)小塊夾雜物的過(guò)濾率也達(dá)80％,熔體的過(guò)流量也能滿足鑄造的要求。經(jīng)熔體凈化工藝改進(jìn)后,熔體中的雜質(zhì)總含量?jī)H為0.016 mm2.kg-1,達(dá)到了客戶的要求,且其中對(duì)表面質(zhì)量影響較大的硬質(zhì)MgAl2

4、O4和MgO顆粒大大減少。
　　 為了進(jìn)一步改善型材表面質(zhì)量,對(duì)擠壓模具的滲氮工藝也進(jìn)行了改進(jìn),即采用等溫滲氮法(在560℃的溫度下直接滲氮12小時(shí),氨分解率為35％)取代原來(lái)的兩段滲氮法(先在380℃下滲氮0.5小時(shí),氨分解率為24％,再在510℃下滲氮8個(gè)小時(shí),氨分解率50％)。經(jīng)滲氮工藝改進(jìn)后,H13鋼擠壓模具表面滲氮層厚度由原來(lái)的31μm增加到0.22mm,表面硬度由51HRC提高到67HRC。
　　 生產(chǎn)實(shí)踐表