6063铝合金因其优异的挤压性能、耐腐蚀性和表面处理能力，广泛应用于建筑型材、工业框架等领域。其铸造过程需严格控制工艺参数，以下是完整的工艺流程解析：

一、熔炼准备

原料配比

采用99.7%以上纯铝锭，搭配硅（0.2-0.6%）、镁（0.45-0.9%）等合金元素，严格控制铁含量（＜0.35%）以避免脆性相生成。废料添加比例不超过30%，需经脱漆、除油预处理。

熔炼设备

选用燃气反射炉或电阻炉，温度设定700-720℃。熔池表面覆盖精炼剂（NaCl+KCl混合物），防止氧化吸氢。

二、熔体处理

精炼除气

采用旋转喷吹精炼（氩气+0.2%Cl₂），时间15-20分钟，使氢含量降至0.12ml/100g以下。精炼后静置10分钟使渣滓上浮。

变质处理

加入Al-10Sr变质剂（0.01-0.03%），细化共晶硅相。采用光谱仪快速检测成分，调整至6063标准范围（Si 0.2-0.6%，Mg 0.45-0.9%）。

三、铸造阶段

模具预热

金属模预热至200-250℃，石墨模150-180℃。喷涂硼氮化物脱模剂，厚度控制在20-40μm。

浇注工艺

立式半连续铸造：浇注温度690-710℃，铸造速度80-120mm/min，冷却水压力0.1-0.3MPa。

关键控制点：

液位自动控制系统波动范围±3mm

二次冷却区水温差＜5℃

铸锭表面温度梯度≤15℃/cm

凝固控制

采用电磁搅拌（频率5-15Hz）消除枝晶偏析，晶粒度达到ASTM 6级以上。铸锭头部施加保温冒口，减少缩孔缺陷。

四、后续处理

均匀化退火

560℃保温4-6小时，强制风冷至200℃以下，使β(Mg₂Si)相完全溶解，硬度偏差≤5HB。

锯切定尺

金刚石锯片切割，长度公差±2mm，端面斜度＜1°。取样进行低倍检查（腐蚀液：10%NaOH），确保无裂纹、夹渣。

表面处理

喷丸处理（0.3-0.5mm钢丸）去除氧化皮，粗糙度Ra≤3.2μm。特殊要求时进行车皮加工，单边切削量2-3mm。

五、质量检测

力学性能

取样检测抗拉强度（≥130MPa）、延伸率（≥8%），维氏硬度检测三点差值≤8。

无损检测

超声波探伤（10MHz探头）检测内部缺陷，允许单个缺陷当量直径＜0.5mm。

金相分析

电子显微镜观察β相分布，能谱仪（EDS）验证成分偏析，确保Mg₂Si相占比在8-12%。

六、常见缺陷及对策

| 缺陷类型 | 产生原因 | 解决方案 |

|---------|---------|---------|

| 冷隔 | 浇注温度过低 | 提高至700±5℃ |

| 中心裂纹 | 冷却不均 | 调整二次冷却水分布 |

| 羽毛晶 | 凝固前沿过冷 | 添加0.01%TiB₂晶粒细化剂 |

通过上述流程的精确控制，6063铸锭成品率可达95%以上，为后续挤压加工提供优质坯料。实际生产中需每2小时记录工艺参数，建立可追溯的质量数据库。