佳木斯職業(yè)學院機械系 王慶義

6063鋁合金屬于鍛造鋁合金，在合金的組別中屬于變形鋁合金，牌號中的第一位數(shù)字6表示該合金以鎂和硅為主要合金元素，并以Mg2Si相為強化相的鋁合金。為便于說明問題，將6063鋁合金的力學指標和普通碳鋼 Q235的指標加以比較如下：

牌號 狀態(tài) 抗拉強度 b / M p a 屈服強度 0 . 2 / M p a 伸長率 5 0 % 抗剪強度 / M p a密度G / c m 3硬度H B S 彈性模量E / G p a泊松比 備注6 0 6 3 R C S 1 5 0 9 0 2 0 9 5 2 . 8 4 2 6 9 0 . 3 1 C S 2 4 0 2 1 5 1 2 1 5 0 2 . 8 7 3 6 9 0 . 3 1 Q 2 3 5 熱軋 4 2 0 2 5 0 2 2（2 1 0） 3 2 0 7 . 8 5 1 1 0（H B 1 0） 2 1 0 0 . 2 6

從上表中不難看出，在強度、硬度和彈性模量指標上6063鋁合金遠遠低于普通碳鋼 Q235，但是6063鋁合金密度約為 Q235的1/3，顯然這對于機器中的移動構件來講是非常理想的，根據(jù)動力學第二定律可知：質量 maà慣性力F=maa(其中加速度a是由系統(tǒng)運動給定的，即a=const)這是6063鋁合金能夠成為一些重要結構件的主要原因。除此之外，6063鋁合金在人工失效（CS）狀態(tài)下的強度指標以及它本身所具有的良好的耐腐蝕性能也為其成為某些機器的基礎件鋪平了道路。長期以來，鑒于6063鋁合金的力學指標較低，人們只考慮了其質輕耐蝕的特點，只用鋁合金來做一些靜力構件。其中主要是門窗及框架，而用于內燃機構件上只用來做耐高溫和腐蝕的發(fā)動機活塞。隨著我國工業(yè)化進程的加快，人們正在對6063鋁合金的進行進一步的探索，不斷地調整思路，用一種全新的和諧和環(huán)保意思來重新審視6063鋁合金，尤其是對6063鋁合金擠壓型材的認識。

1 對6063擠壓鋁合金型材作為機器基礎件和重要結構件的開發(fā)研究

1.1 根據(jù)設計實踐的總結，對6063鋁合金擠壓型材作為基礎件的應用應避開下述2種情況

（1）對沖壓機床、金屬切削加工機床，大、中型拖拉機等機器，在選用材料上應考慮到這一類機器的基礎件要求質量大，要吸收振動，承受沖擊。而大、中型汽車。拖拉機底基中的大梁同樣要求耐沖擊，有韌性，根據(jù)6063的強度和剛度指標而言，也是不適宜做大梁的。因此，當機器基礎件要求質量大、耐沖擊時應盡避免采用6063鋁合金。

（2）當基礎件或結構部件具有較多的焊接部位時，應盡量避免采用6063鋁合金。這是因為6063和其它鋁合金一樣，焊接性能不好，其焊接后的可靠性遠低于低碳鋼。

1.2 6063鋁合金擠壓型材的特點

（1）經過模具擠壓的6063鋁合金型材，材質密度均勻，纖維方向整齊一致。

（2）擠壓鋁合金型材當產品斷面設計合理時，內部組織無疏松、氣孔和裂紋。

上述特點為6063鋁合金作為機器基礎件打下了良好的基礎，使我們大膽地在各類情況設備和制藥機械上采用了6063鋁合金作為基礎部件。

（3）當機器的運動部件工作環(huán)境要求耐腐蝕時，6063是比較理想的材料.因為6063具有很強的抗腐蝕能力。

（4）一些重要的機器部件，如汽車.摩托車的齒輪箱體，壓力小于1MPa且缸徑在50以下的短程氣缸體，由于質量輕，易于模塑成型，目前都已經大量采用了6063鋁合金擠壓型材。

1.3 開發(fā)6063鋁合金基礎件及機器結構件的意義

（1）6063鋁合金型材外觀光滑，耐腐蝕，無須涂覆表面，經濟性好。

（2）6063鋁合金型材質量輕，作為運動構件時沖擊力小，消耗動力小，相關的軸承及結構件壽命長，即體現(xiàn)經濟和環(huán)保。

（3）工作時噪音小，對環(huán)境污染小，有利工作人員身心健康。

（4）通過人工時效處理的6063鋁合金已在大量取代了鑄鐵件，經過多年使用驗證性能良好。

2 對6063鋁合金基礎件機加工藝的探索

6063鋁合金擠壓型材作為基礎件設計時，要充分考慮到各種綜合因素，加工時重點考慮如下情況。

2.1 擠壓后變形對加工的影響

6063鋁合金經過模具擠出后，由于模具出口溫度的微小差異，冷卻固型操作工藝的不同，所選冷卻介質的不同都會給鋁合金制件帶來一定程度的變形，當這個變形控制在公差要求之內時，就會得到外形合格的制件。因此要嚴格控制產品的形位公差。

2.2 制件連接形式的選擇原則

（1）制件與其他零件的連接方式上一般不采用焊接連接，當結構形式允許時優(yōu)先采用鉚接。

（2）當采用螺釘連接時要考慮增加50%的連接強度，經驗做法如下：

①取螺紋外徑=1.5倍設計外徑，這樣以增大螺距和牙高，提高6063鋁合金的連接強度。②螺紋的數(shù)量=1.5倍設計數(shù)量，用以分散拉力和剪力，改善鋁合金的受力狀況。③在鋁合金上攻制螺孔時其底孔要比鋼材底孔適當減小，以保證牙高。④在用絲錐攻牙時要加注機械油，以防止毛刺將螺牙損傷。

（3）注意夾持力要均勻，以防變形。必要時要用工裝進行保證。

（4）由于6063擠壓件硬度較鋼材軟，鉆銑時排屑不暢，應及時清理，以避免傷害刀具和損壞制件。

（5）安裝時螺孔要灌注機械油，盡量選用正規(guī)工廠所生產的標準螺釘并涂機油。

（6）螺紋安裝時必須加裝彈簧墊圈防松，螺釘必須按工藝標注擰進足夠的嘗試。安裝面必須锪平，要嚴絲合縫，不許有任何偏斜。

（7）必要時，對不須拆卸的螺釘加注厭氧膠以保證防松和密封?？傊?，當選用6063鋁合金作為機器基礎件和重要結構件時，要制造嚴格的冷加工業(yè)規(guī)程并規(guī)定嚴格的工藝紀律，只有加工出合格的制件，才能對鋁合金的基礎位置得到保證。

3 對未來6063鋁合金作為機器的主要構件的前景展望

（1）目前應加強對6063鋁合金擠壓型材的固溶強化熱處理的研究，如果這個問題處理的好，將會使6063的應用跨上一個新的臺階。這是因為當6063的強度、剛度、沖擊Qk值指標得到進一步的提高后，那么將會給裝備制造業(yè)帶來欣欣向榮的景象，由此帶來的汽車質量更輕、更經濟更環(huán)保、更舒適。

（2）當機器中鋁合金制件所占的比重大幅提高后，工廠的噪聲將下降至少10分貝，由此帶來的是人與自然、人與環(huán)境、人與人之間的更加和諧。因此6063制件不但出現(xiàn)在潮濕的工作環(huán)境下的設備中，也會出現(xiàn)在人們觸手可及的人文環(huán)境中，它質量輕，耐腐蝕，具有漂亮的外觀與特性會使它在今后的機器設計中具有強大的生命力，這一點是勿庸置疑的。

（3）中國的鋁資源豐富，相信不久的將來，6063鋁合金的各項指標將會被更高級的指標所取代，那時的6063鋁合金將會使中國的裝備制造業(yè)走在世界的前列。

4 結論

通過幾年來在設計上和工藝上的實踐，對6063鋁合金擠壓型材的使用作如下結論。

（1）6063鋁合金擠壓型材在灌注機械上和制藥機械作為基礎件和重要結構件是可行的，效果是明顯的，思路是正確的，行動是具有進步意義的。

（2）6063鋁合金擠壓型材位置的提升必須要有完備的工藝保證措施，尤其是冷加工的保證。

（3）要繼續(xù)加強6063鋁合金材料的研究，要不斷提升鋁合金的強度和剛度等指標，使之成為裝備制造業(yè)的棟梁之材。