本发明涉及铝合金技术领域，具体涉及一种6系铝合金材料及其制备方法。
背景技术：
6系铝合金是以镁和硅为主要合金元素并以Mg2Si相为强化相的铝合金，属于热处理可强化铝合金。合金具有中等强度，耐蚀性高，无应力腐蚀破裂倾向，焊接性能良好，焊接区腐蚀性能不变，成形性和工艺性能良好等优点。当合金中含铜时，合金的强度可接近2系铝合金，工艺性能优于2系铝合金，但耐蚀性变差，合金有良好的锻造性能。目前生产的6系铝合金牌号有：6005、6060、6061、6063、6082 、6201、6262、6463、6A02，其中用得最广的是6061和6063合金。
然而，现有6063铝合金材料，表面氧化处理效果较好，但产品强度在许多工业上使用达不到要求，现有6061铝合金材料，产品强度适中，能适用于一般工业上使用，但表面氧化效果不甚理想。本公司为了在强度上能适用于一般工业，且表面氧化效果很好的铝合金，经多次成分调制与试验，终于开发出一种新型的6系铝合金材料，本材料在对Si、Mg、Ｃu的含量进行了调节大胆调节，试制最终达到理想效果。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明提供了一种6系铝合金材料及其制备方法，从而解决了6系合金中强度高且阳极氧化效果好的各牌号不能共通的工业用铝合金难题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种6系铝合金材料，由以下质量百分比的元素成分组成：Si 0.56-0.72%、Mg0.74-0.8% 、Fe ≤0.16%、Cu ≤0.10%、Mn ≤0.10%、Zn≤0.05%、Ti ≤0.10%，余量为Al和不可避免的杂质元素。
6系铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：
1）装炉
根据6系铝合金的成分进行配料，将边角废料和易烧损料装在炉底，以减少烧损并保护炉底免受大块金属的撞击，将中间合金和原铝锭装在中上层；
2）熔炼
升温加热熔炼，熔炼温度控制在700-720℃，当炉料化平后，向炉内撒入一层覆盖剂对炉料进行覆盖，防止铝液烧损，待炉料化开后，搅拌3-5min，扒渣，待炉料熔化完后搅拌，取样做炉前分析，然后撒入一层覆盖剂；
3）成分调整
根据炉前分析结果，按照合金化学成分的配料标准并结合内控标准和工艺进行成分调整，当合金成分超出内控标准时进行冲淡，合金成分未达到内控标准时进行补料；
a.补料计算公式：
Al-Si中间合金加入量=【（Si元素的目标成分－Si元素的炉前分析结果）×炉内铝水总重量】∕Al-Si中间合金Si含量；
纯Mg锭的加入量=【（Mg元素的目标成分－Mg元素的炉前分析结果）×炉内铝水总重量】
b.冲淡计算公式：
冲淡用铝锭量=[（某元素超标分析含量—某元素的目标成分）×炉内铝水总重量]/某元素的目标成分—铝锭中某元素的含量；
4）精炼
精炼前，将打渣剂均匀的撒入炉内熔体中，搅拌均匀，静置10min后进行精炼，采用氮气吹入精炼剂方法进行精炼，控制精炼温度为在740-760℃，精炼时间在15-20min，精炼后将液面上的浮渣扒去，然后撒入覆盖剂在熔体表面，对铝液具有保护作用，是防止铝液被污染，减少烧损和吸气；
5）静置调温
将扒渣后的铝液静置20-30min；
6）晶粒细化
铸造开始时同时进行晶粒细化，使用AlTiB喂丝机将AlTiB丝连续地添加到流糟中进行晶粒细化，根据铸造流量调整细化剂添加量；
7）铸造
a．进行铸造前检查和准备，确定铸造工艺参数，冷却水温25-40℃，水压0.15-0.30Mpa，铸造炉内铝液温度740-760℃，铸造模具盘铝液温度700-720℃，根据铸棒直径调整铸造速度；
b．打开熔铝炉放铝水流口堵塞放出铝水，当铝液充满流糟高度2/3时，打开分流盘起动夹板，当铝水充满分流盘1/2时，关闭溢水阀同时打开正常铸造水阀，启动铸造机开始浇注；
c．停止浇注时，先将放水流口堵住，确保分流盘中已无铝水时打开溢流阀，放出流糟积铝，待铸锭与结晶器分离后关闭正常浇注用水阀，停止浇注机和水泵；
d．浇注完后清点每盘铝棒数量，确保下一盘浇注安全，最后起吊铝棒到指定位置，并做好质量记录。
优选地，所述步骤2）取样为取中间部位铝液。
优选地，所述步骤4）中打渣剂的用量为铝液总质量的0.2-0.3%，精炼剂用量为铝液总质量的0.2-0.3%，覆盖剂的用量为铝液总质量的0.1-0.2%。
优选地，所述步骤7）中铸棒直径为Ø90时，铸造速度为150mm-160mm/min；铸棒直径为Ø120时，铸造速度为130mm-140mm/min；铸棒直径为Ø152时，铸造速度为110mm-130mm/min；铸棒直径为Ø203时，铸造速度为90mm-110mm/min。
本发明有益效果：本发明对Si、Mg、Ｃu的含量进行了大胆调节，经多次试验，制备的6系铝合金在具有较高强度的同时，还具有有优异的高热传导率，其抗拉强度可达260 MPa，断裂伸长率达14%，韦氏硬度为15.5度，热传导率高达240W/m·K，阳极氧化能力及其出色，扩大了其应用领域，可用于散热装置的小型化。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
1）装炉
①、根据6系铝合金的成分进行配料，所配的原料及合金元素符合内控标准所配用量，Si 0.56-0.72%、Mg 0.74-0.8%、Fe ≤0.16%、Cu ≤0.10%、Mn ≤0.10%、Zn≤0.05%、Ti ≤0.10%，余量为Al和不可避免的杂质元素，原料装炉必须保证无水分、无铁钉及其它非金属杂质；
②保证熔铝炉达到烘炉曲线要求，为控制原料损耗和装炉时损坏炉底，将边角废料和易烧损料装在炉底，将中间合金和原铝锭装在中上层；
③、装炉时严禁炉料将燃烧口堵塞，避免燃烧时回火将燃烧系统烧坏。
2）熔炼
①、升温加热熔炼，熔炼温度控制在700-720℃，先开小到中火对炉料进行熔化，待炉料化平后撒上一层覆盖剂对炉料进行覆盖，防止铝液烧损，然后开中到大火对炉料加快熔化；
②、待铝液化开后，对铝液进行搅拌，搅拌3-5min，使铝液成分和温度更均匀，并将浮渣扒出。
③、待炉料熔化完后，搅拌，使铝液成分充分均匀后，在铝液中间部位取样做炉前分析，同时，扒去液面浮渣，撒上一层覆盖剂防止铝液第二次污染，继续升温。
3）成分调整
根据炉前分析结果，按照合金化学成分的配料标准并结合内控标准和工艺进行成分调整，当合金成分超出内控标准时进行冲淡，计算铝锭用量，合金成分未达到内控标准时进行补料，计算Si或Mg用量；
a.补料计算公式：
Al-Si中间合金加入量=【（Si元素的目标成分－Si元素的炉前分析结果）×炉内铝水总重量】∕Al-Si中间合金Si含量；
纯Mg锭的加入量=【（Mg元素的目标成分－Mg元素的炉前分析结果）×炉内铝水总重量】
b.冲淡计算公式：
冲淡用铝锭量=[（某元素超标分析含量—某元素的目标成分）×炉内铝水总重量]/某元素的目标成分—铝锭中某元素的含量；
4）精炼
精炼的目的是除气、除渣及其它杂质，得到洁净的熔体。
精炼前，将打渣剂均匀的撒入炉内熔体中，打渣剂的用量为铝液总质量的0.2-0.3%，搅拌均匀，静置10min后进行精炼，再将占铝液总质量0.2-0.3%的精炼剂装入精炼罐中，采用氮气吹入精炼剂方法进行精炼，控制精炼温度为在740-760℃，精炼时间在15-20min，氮气在炉内铝液中形成气泡，而气泡内的氢分压为零，溶解在铝液中的氢按分压定律向气泡中扩散，随着气泡上升排除，氢气进入空气中，而夹杂（渣）则被溶体表面或液态的溶剂层所捕获。同时由高纯氮气载入的精炼剂也会在溶体中产生气泡，而且精炼剂中的冰晶石等组分溶解吸附一定量的氧化夹杂物，增加精炼效率，更充分的达到精炼的目的。精炼完后将液面上的浮渣扒去。将炉内浮渣扒完后撒入占铝液总质量0.1-0.2%的覆盖剂在熔体表面，对铝液具有保护作用，是防止铝液被二次污染，减少烧损和吸气。
5）静置调温
将扒渣后的铝液静置20-30min，使溶体温度更均匀，同时使得精炼扒渣操作中弥撒物体中的细微气泡和溶剂及它们所携带的氢气夹杂上浮到液面。
6）晶粒细化
铸造开始时同时进行晶粒细化，使用AlTiB喂丝机将AlTiB丝连续地添加到流糟中进行晶粒细化，根据铸造流量调整细化剂添加量；
7）铸造
①、铸造前的准备
a．根据设备操作规程准备好铸造机，每次铸造前必须试水，通入正常铸造水量，检查水帘的形成情况及溢水孔有漏水现象绝不能铸造；
b．修补好结晶器、分流盘组件并在转接环与石墨环交接处即石墨环1/3处涂上一层用菜籽油调好的滑石粉；
c．预热分流盘、转接环、套管、堵帽、工具及渣箱等物具，确保所有与铝水接触的部位及工具干燥；
d．吹干引锭头、放平铸造平台，使引锭头上升至起动位置，装好起动闸板并打开溢流阀，启动水泵，将水量调至铸造用水量；
e．检查确认水有没有涌进引锭头及冷却水帘是否正常；
f．将堵漏用的堵帽及各种工具、渣箱等准备就绪。
②、确定铸造工艺参数
冷却水温25-40℃，水压0.15-0.30Mpa，铸造炉内铝液温度740-760℃，铸造模具盘铝液温度700-720℃；调整铸造速度，当铸棒直径为Ø90时，铸造速度为150mm-160mm/min；铸棒直径为Ø120时，铸造速度为130mm-140mm/min；铸棒直径为Ø152时，铸造速度为110mm-130mm/min；铸棒直径为Ø203时，铸造速度为90mm-110mm/min。
③、铸造过程
a．打开熔铝炉放铝水流口堵塞放出铝水，当铝液充满流糟高度2/3时，打开分流盘起动夹板，当铝水充满分流盘1/2时，关闭溢水阀同时打开正常铸造水阀，启动铸造机开始浇注；
b．停止烧注时，先将放水流口堵住。确保分流盘中已无铝水时打开溢流阀，放出流糟积铝。待铸锭与结晶器分离后关闭正常浇注用水阀，停止浇注机和水泵；
c．浇注完后必须清点每盘铝棒数量，检查数量是否与烧注成功数量一致，确保下一盘浇注安全。最后起吊铝棒到指定位置，并做好质量记录。
对本发明实施例制备的6系铝合金进行性能测试，测试结果如下：
从表中可以看出，本发明实施例制备的6系铝合金材料具有很好的综合机械性能。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。