铝及铝合金挤压材的生产 精品.docx
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铝及铝合金挤压材生产
第一部分基础知识
一．铝的基本特点及应用
铝是化学元素周期表中第三周期主族元素.其原子系数为13,原子量为26.9815.具有面心立方晶格点阵无同素异构转变.以高纯铝为例:
密度为2698Kg/m3,熔点660℃,为沸点为2060℃.
基本特性
主要特点
主要应用领域
质量轻
铝的密度为2.7约为铜或铁的三分之一是轻量化的好材料
制造航天器,飞机,汽车,轨道车辆,船舶,桥梁,高层建筑重机械部件及质量轻的容器
强度好
铝的力学性能不如钢铁,但它的比强度高,还可以添加铜,镁等合金元素制成合金,再经热处理,而得到很高的强度,铝合金的比强度较普通钢好,可与特殊钢媲美.
用于制造桥梁,飞机,压力容器,集装箱,建筑结构材料,小五金等
易加工
铝的延展性优量,易挤压成各种形状复杂中空型材,适用于拉伸加工及其它各种冷热加工.
受力结构件框架,容器,光学仪器及其它形状复杂的精密零件.
美观,适于各种表面处理
铝及铝合金表面有氧化膜,呈银白色,相当美观,经阳极氧化处理,氧化膜更牢固,可用着色,喷涂等方法,制造出各种颜色和光泽的表面.
建筑用壁板,器具装饰,装饰品,门窗,幕墙,汽车及飞机蒙皮,仪表外壳,室内装修材料等.
耐蚀性,耐侯性好
铝及铝合金因其表面能生成硬而致密的氧化膜,很多物质对它不产生腐蚀作用,不同地区,选择不同合金,会有很好的耐久性.
门板,车辆,船舶,外部覆盖材料,厨房器具,化工装置,屋顶瓦板,洗衣机,石油化工材料,化学药品包装等
耐化学药品
对硝酸,冰醋酸,过氧化氢等,化学药品不反应,有非常好的耐药性
用于化工装置,包装酸及化学药品包装等
导电,导热性能好
导热率,导电率仅次于铜,约为钢的3~4倍.
电线,母线,电饭锅,热交换器,散热器,电子元件
对光,热,电波反射性能好
抛光铝的反光率为74％,电解抛光高纯铝为94％,比银（92％）还高.铝对热辐射和电波反射性能也很好.
照明器具,反射镜,屋顶瓦板,抛物天线,冷冻冷藏库,抛光器,冷暖器的隔热材料.
无磁性
铝是非磁性体
船用罗盘,天线等
无毒
无毒
食具,食品包装,食物容器食品机械,医疗器械.
吸音性
铝对声音是非传播体,吸收声波的性能.
用于室内天棚板等
耐低温
铝在低温时,强度反而增加,且无脆性.
冷冻冷藏库,雪上车辆,氧及氢的产生装置.
铝的基本特性及应用，
二．铝及铝合金的分类
纯铝（Al≥99.00％,Fe+Si1％,其它元素≤0.1％）虽然延展性好,易挤压成各种型材,但其强度较低,使用范围有限.为了满足各种不同用途,要求材料在组织性能,力学性能及其它综合性能方面更好.因而在纯铝中添加各种金属（或非金属）元素,以改善和提高铝材的各种性能,这种加入的元素（含保留的金属或非金属元素）叫做合金元素,纯铝加入合金元素后得到的合金称为铝合金.它可以加工成各种管,棒,线型材,板.带.箔.条材,锻件及各种铸件.因此,铝合金分为
纯铝—系;如;1060,1435,1100
不可热处理强化合金Al--Mn系;如3003,3A21.3004
Al--Si系;如4043
Al--Mg系;如5005,5052,5056
变形铝合金
Al--Cu系;如2014,2017,2024
Al—Mg--Si系;6063,6061,6082
可热处理强化铝合金Al—Zn—Mg--Cu系;如7075
铝及铝合金Al--系;如8089
纯铝--系;
不可热处理强化合金Al--Si系;如Zl102
Al--Mg系;如Zl103
Al—Cu--Si系;如Zl107
铸造铝合金Al—Cu—Mg--Si系;如Zl110
可热处理强化铝合金Al—Mg--Si系;如Zl104
Al—Mg--Zn系;如Zl305
铝合金分类示意图
铝合金分类示意图
1.铝及铝合金牌号及状态代号:
（1）.中国变形铝及铝合金牌号的牌号表示法:
用四位字符体系表示变形铝及铝合金牌号.牌号的第一位数字表示铝合金的组别,由主要合金元素（6xxx系按Mg2Si）来确定（改型喝金除外）.如有一个以上合金元素极限含量算术平均值同为最大时,应按Cu,Mn,Si,Mg,Mg2Si,Zn其它元素的顺序来确定.牌号的第二位字母表示原始纯铝或铝合金的改型情况.最后两位数字表示同一组中不同的铝合金或表示铝的纯度.
1xxx系纯铝（铝含量不小于99.00%）6xxx系以镁和硅为主要合金元素的铝合
2xxx系以铜为主要合金元素的铝合金6463Mg0.7Si6020Mg0.9SiCuSnPb
2011Cu6BiPb6063Mg0.7Si6262Mg1SiCuPbBi
2014Cu4SiMg（Mn）6005SiMg6061Mg1SiCu
2017Cu4Mg1SiMn6201Mg0.8SiB6A02Si0.8MgCu
2024CuMg2Mn6106Mg0.6SiMn6151Si0.8MgCu
3xxx系以锰为主要合金元素的铝合金6351SiMg0.5Mn6060MgSiFe
3003MnCu6082Si1MgMn
3A21Mn6070SiMgMnCu
4xxx系以硅为主要合金元素的铝合金7xxx系以锌为主要合金元素的铝合金
4032SiMgCuNi7003Zn5.8Mg
5xxx系以镁为主要合金元素的铝合金7005Zn4.5MgMn
5005Mg17075Zn5.6MgCu
5052Mg28xxx系以其它元素为主要合金元素的铝合金
5154Mg38090LiCuMg
5056Mg5Mn9xxx系备用合金组
（2）.美国铝合金牌号的表示方法;
在四位数字牌号中,第一位数字表示合金的系列（与中国相同）.在1xxx系中,最后两位数字表示最低铝含量中小数点右边的两位数字.牌号的第二位数字表示对杂质范围的修改,若是零则表示该工业纯铝的杂质范围为生产中的正常范围;如果为1-9的自然数,则表示生产中应对一种或几种杂质或合金元素加以专门控制,如1435表示有四种杂质应受到控制..在2xxx系--8xxx系合金系列中,牌号最后两位数字只用来区别该系列合金中不同牌号的合金.第二位数字则表示对合金的修改,如为零则表示原始合金,如为1-9的自然数,则表示对合金的修改次数
（3）.德国变形铝合金牌号的表示方法:
a.字母,元素符号系统:
纯铝加工材:
Al+铝百分含量（或+状态代号+最低抗拉强度值）.特殊用途铝材，冠以大写字母E,L,S和Sd等;例：
Al99.5,E-Al99.5,E-AlF13E—保证导电率的电工用铝;L—焊料；S—焊接用材；Sd—电焊条
铝合金加工材:
Al+主添加元素符号及名义百分含量+其他添加元素符号及名义百分含量（有的末尾加状态代号及最低抗拉强度值）.特殊用途铝材，冠以大写字母，如E,例：
AlMn1Mg0.5（3005）,E—AlMgSi0.5F22（3.3206）（6060）,字母代号含义见纯铝加工材说明：
状态字母代号含义见下表.
b.数字系统:
根据德国标DIN17007规定,第一位数字3表示铝合金。
第一位数字后加小数符号.。
第二位数字0-4表示主要合金元素,1—Cu,2—Si,3—Mg,4—Zn,0—其它合金元素或无合金元素。
第三位数字表示次要合金元素,5—Mn,Cr;6—Pb,Cu,Bi,Cd,Sb,Sn;.7—Ni,Co;.8—Ti,B,Be,Zr;,9—Fe,0--其它元素。
第四位数字表示主要合金元素含量的高低,具体含意如下:
0--2---含量偏低；3—6---大致平均含量；7—9---含量接近上限。
第五位数字表示合金类型：
0—3---铸造合金；4—压铸合金；5—7---变形铝合金；8---用纯度99。
9%的原铝锭配制的变形铝合金；9---用纯度99。
99%的高纯原铝锭配制的变形铝合金。
如；AlRMg1（3.3319）--表示用高纯铝锭配制的镁的平均含量为1%的变形铝合金.AlCuMg2（3.1355）（2024）--表示用普通铝锭配制的主要合金元素为铜含量是大致平均含量,次要合金元素为镁平均含量为2%的变形铝合金.牌号中第六,七位数字表示制品种类,处理方式,及材料状态.如AlCuMg2F440（3.1355.15）（2024）--表示2024挤压型材,厚度＞2㎜,自然时效,σb440MPaσ0.2320Mpa的制品.
4.日本的变形铝合金牌号及状态表示方法:
日本的变形铝合金牌号分三部分,
最前面为A表示铝及铝合金.
第二部分是国际数字牌号.
第三部分是表示材料品种或尺寸精度等级的大写字母.表示材料品种的英文字母为:
P--板材,PC—包铝厚板及薄板如A2024PC,BF—普通级挤压棒材,BES—特级挤压棒材,BD--普通级拉伸棒材,BDS--特级拉伸棒材,W--普通级拉伸线材,WS--特级拉伸线材,TE--普通级挤压管-,TES--特级挤压管,TD--普通级拉伸管,TDS--特级拉伸管,TW--普通级焊接管,TWS--特级焊接管,FD—模锻件,FH—自由锻件,PB—轧制汇流排,SB—挤压的普通级角棱汇流排,BY—焊条,WY—电极,非熔化电极,惰性气体保护焊用.
在四位数字牌号之后加S,表示挤压型材,如A6061S.在四位数字牌号之前,加B,表示钎焊板,如BA4343P,也可表示钎焊料,如BA4047.
日本独特的变形铝合金,其牌号的第二位数字是N,如5N01,7N01.
5.ISO的变形铝合金牌号及状态表示方法:
ISO规定变形铝及铝合金的牌号由化学元素符号与代表金属纯度或合金元素含量的百分数数字组成.在工业纯铝产品的牌号中,数字只表达到小数点的后一位,如Al99,0.如果工业纯铝产品还含有最大量不超过1%（铜例外,可达0.2%）的合金元素,则在数字后还应标出该合金元素的化学符号.如Al99,0.Cu表示含铝99.0%含铜＜0.2%的工业纯铝.
铝合金的牌号由基本元素符号Al及合金元素的化学元素符号加合金元素平均含量的百分数数字组成.合金元素含量大于1%的,只标出其含量整数.如AlMg3合金.金元素含量小于1%的,不标数字.如Mg和Si含量分别小于1%的铝镁硅合金其牌号为AlMgSi.有时为了区别,也在化学元素符号后附加表示其平均含量的小数数字.如AlMg0.5Si.
在铝合金牌号中,表示合金元素的化学符号依其含量的多少,按递减次序排列,如果它们的含量大致相等,则按其化学元素符号的字母顺序排列.
国际标准还规定变形铝及铝合金的牌号也可用四位数字表示.即用美国铝协会的牌号去掉AA表示.
铝加工材基本状态号有:
M—制造状态,表示热成型的材料,对其力学性能有一定要求;
F—加工状态,表示不控制力学性能热加工状态;
O—退火的状态,表示处于最低强度性能的完全退火的加工产品所处的状态;
H—加工硬化,表示退火材料再加以冷加工所处的状态;
T—一种完全不同于M,F,O,H状态的热处理状态,用于通过热处理可使其强度增加的产品.
加工产品状态代号表示方法
P
挤制（主要是管、棒、型材），不规定力学性能
ta
部分人工时效
Zh
拉制（主要是管、棒、型、线材），不规定力学性能
Wa
人工时效
W
软态，后接数字为最低抗拉强度值
K
保证晶粒度，后接数字为平均晶粒直径（mm）的千倍
Wh
轧制（热轧、冷轧）
F
材料的强度符号，后接数字为最低抗拉强度值
g
淬火
H
维氏硬度，后接数
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