鍛壓輪轂用6061鋁合金圓鑄棒中心裂紋分析及改進

詹 磊,何生平,郝 海

(1.國家電投集團鋁電投資有限公司,寧夏 銀川 750003;2.大連理工大學,遼寧 大連 116023)

6061鋁合金屬于Al-Mg-Si系變形鋁合金,具有較好的強度、良好的塑性、優良的可焊性和耐腐蝕性,以其為材料制造的鍛造鋁合金車輪具有質量輕、強度高、抗腐蝕性好、尺寸精確等優點,在高端、特殊場景下車輛上的應用越來越廣泛。某廠在試生產Φ254 mm 鍛造鋁合金車輪坯料用6061鋁合金圓鑄棒的過程中,產品出現了中心裂紋問題。本文分析了其原因,采取了相應的改進措施,并且應用于實際生產中,消除了缺陷,滿足了高端鍛壓輪轂用材的要求。

1 中心裂紋的原因分析

應客戶要求,某廠在沒有充分掌握鍛壓輪轂用6061鋁合金圓鑄棒材料特性的情況下,使用美國WAGSTAFF半連續氣滑鑄造生產系統按6061鋁合金圓鑄棒的一般生產工藝,進行試驗性生產。合金熔體經過熔煉爐內預精煉、保溫爐內精煉、在線添加鋁鈦硼細化絲、氬氣噴吹在線除氣后進入氣滑鑄造生產系統鑄造。過程中關鍵鑄造參數控制如下:合金熔煉溫度為745±5℃,澆注溫度700±5℃,鑄造速度84 mm/min,冷卻水流量280 m3/h,引錠提速時間2 s。發現試生產產品連續出現中心裂紋缺陷。將缺陷鑄棒切片,棒錠切面(圖1)肉眼可觀察到鑄棒中心有約40 mm長的直線形裂紋,該裂紋在厚度方向上貫穿整個鑄棒。

圖1 6061鋁合金鑄棒中心裂紋外觀

針對6061鋁合金圓鑄棒出現的中心裂紋缺陷,通過低倍組織、合金元素構成分析及鑄造過程的模擬仿真,研究了導致裂紋產生的原因及其作用規律。……