铝合金资料g.docx

资源描述

铝合金资料g.docx

《铝合金资料g.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《铝合金资料g.docx（39页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

铝合金资料g.docx

铝合金资料g

第一课铝合金基础知识

（一）

一．铝的基本特性

1.铝是地壳中分布最广,储量最多的金属元素之一,约占地壳总量的8.2%,仅次于氧和氮,比铁、镁、钛的总和（7.8%）还多,化学符号AL,在化学周期表中属ⅢA族,常见化合价+3。

2.英国人H.达维于1807年用电化学方法最早发现铝元素,1825年丹麦化学家奥斯忒用电解法获得铝单质。

到了1855年在法国巴黎制造出第一根铝棒,因为当时冶炼技术复杂,此时铝棒的价格是黄金的10倍。

3.自1859年首批量产铝棒1.7吨以来,几乎是每10年增长一倍的速度发展,1999年全世界生产销量铝合金达到了3000万吨,中国铝的年销量是世界铝年产量的十分之一。

4.铝的基本特性：

（1）密度小.即重量轻

（2）良好的耐腐蚀性

（3）良好的塑性和加工性能

（4）良好的导热,导电性能,（导电性能为铜的60%,导热仅次于金、银、铜。

）

（5）耐低温

（6）对光、电、热、电波的反射率高

（7）表面处理性能良好

（8）无磁性（可应用于计算机硬盘）

（9）良好的化学性能

（10）基本无毒性（与砷、铅、锑、铟合金状态有毒性）

（11）良好的吸音性能

（12）耐酸性（怕弱酸）

（13）抗核辐射性

（14）弹性系数小

（15）良好的力学性能

（16）优良的铸造性能

其它性能：

1、防爆性能

2、焊接性能

3、与其它金属在一起易腐蚀

4、体积收缩大

5、伸张率大

二．铝合金基本特性变形铝合金

1×××

热处理不可强化合金3×××

4×××

变形铝合金5×××

2×××

热处理可强化合金6×××

1．变形铝合金7×××

4×××

热处理不可强化合金5×××

铸造铝合金超级硅铝合金

2×××

热处理可强化合金5×××

6×××

2．变形铝合金的牌号及状态

1）变形铝合金的ISO牌号有两种，一种是以化学元素符号为基础的，另一种是由四位数字表示的，它是由美国协会（AA）提出的，得到了ISO注册委员会的认可

2）化学元素符号牌号表示法是以合金组元为基础，如：

AlMg4、AlMg4.5Mn0.3、AlMg4.5Mn0.7等.

3）四位数字牌号表示法是以主要添加元素的控制来分类的,第一位数字是代表添加某一种主要元素把铝合金归于某一个合金系即:

1×××　　　Al99%以上的纯铝

2×××Al-Cu和Al-Cu-Mg系合金

3×××Al-Mn和Al-Mn-Mg系合金

4×××Al-Si合金

5×××Al-Mg和Al-Mg-Mn合金

6×××Al-Mg-Si系合金

7×××Al-Zn-Mg和Al-Zn-Mg-Cu系合金

8×××Al-Sn系合金

9×××尚未使用的合金系列

4）四位数字表示法的第二位数字表示合金代次或对原型合金的某种修改,如2024中的“0”为原型合金，而2124中的“1”则表示成份稍有变动的第二代合金，第三、四位数字仅用来表示同一系列中不同次第的流水编号（1×××例外）

三．生产流程：

铝锭受入

铝棒熔铸

规格：

φ3〞、φ3.5〞、φ4〞

铝棒锯切

根据实际需要从200mm~420mm

铝棒加热

三段炉温加温：

铝棒出炉实测温度根据材质不同而有区别

热挤压

盛锭筒温度：

400℃±10°，模具温度：

440℃~480℃

拉直

保证直线度

长料锯切

6m或1m以上长料定尺且锯口要求一般的长料

时效

硬化处理得到客户要求的硬度

矫直

短料锯切

客户要求的长度公差

脱脂

入库出货

品检包装

喷砂

抛光

五金加工

品检包装

冲压、缩管、车削、钻铣

热处理

电镀

第二课铝合金

一．合金特性

1．合金化原理：

以一种金属为基础，加入一种或几种元素使之溶在一起，构成一种新的金属组成物，使之具有某种特性或良好的综合性能，这一过程称为合金化。

2．人工时效：

在一定温度下保温一定时间，可使合金进一步强化并使其性能趋于稳定，这种方法叫人工时效或沉淀硬化

3．合金元素对各种铝合金性能的影响：

高纯铝

1000系列——含铝量99%以上的纯铝，主要用在电气或化学领域，本系列铝材具有极好的耐腐蚀性,导热、导电系数高，机械性能低，具有极好的可塑性。

硬铝

2000系列——Al-Cu、Al-Cu-Mg系合金，铜是本系列中主要合金元素，如A2011（AlCu系合金）铜含量5.4%~5.85%、A2017（AlCuMg系合金）铜含量在3.6%~4.1%之间，镁含量0.46%~0.50%。

本系列合金需进行固溶热处理以获得最佳性能，热处理状态的力学性能类似于软钢，也可以人工时效进一步提高力学性能，即提高材料的屈服强度，但伸长率会降低，此系列合金耐腐蚀性较差，需包覆一层高纯铝以提高耐腐蚀性能。

3000系列——Al-Mn、Al-Mn-Mg系合金，锰是本系列中主要合金元素，如A3003锰含量在1.1%~1.25%之间，一般属于不可热处理合金，因锰的添加受限制（1.5%以下）,锰系合金具有良好的可塑性及中等强度。

特殊铝

4000系列——Al-Si系合金，硅是本系列中主要合金元素，加入足量的硅能降低溶点而不会使最终合金产生脆性，Al-Si合金主要用做焊条，本系列合金大多不可热处理强化，但焊接时（含吸收被焊件的部份合金），应按限定量进行热处理，阳极氧化时含大量硅的合金变成深灰色。

防锈铝

5000系列——Al-Mg、Al-Mg-Mn系合金，镁是本系列中主要合金元素，镁作为主要添加合金时，可以得到中等强度或高等强度的不可热处理合金，作为硬化剂时，镁比锰更有效，0.8%的镁相当于1.25%的锰,本系列合金具有良好的焊接性和耐海洋大气的腐蚀性,为了保证耐腐蚀性应对冷加工温度和冷加工量控制在一定的范围内。

锻造铝

6000系列——Al-Mg-Si系合金，硅和镁是本系中的主要合金元素,本系列合金具有与形成硅化镁（Mg2Si）比例近似的硅镁含量,是可热处理合金,中等强度,具有良好的成形性和耐腐蚀性,有代表性的合金6063和6061等,广泛用于工业生产.

超硬铝

7000系列——Al-Zn-Mg、Al-Zn-Mg-Cu系合金，锌是本系中的最主合金元素，加少量镁，就形成可热处理可强化的硬化合金，此可分为含铜和不含铜两类，不含铜的Al-Zn-Mg主要特点焊接性能优良，适用于焊接后不需热处理的大型工件，含铜的合金有利于强度的提高，但会降低抗应力腐蚀性能

二．常用合金典型性能及用途举例：

合金种类

基本特性

主要用途

1070（997）

加工性好，表面处理性能高，耐蚀性强，强度低，但随纯度的降低强度略有升高

化工产品贮槽、热交换器、电焊条、标牌、装饰件

20172024

含铜量高，耐蚀性差，但强度高，主要用作力学结构材料，也适于加工锻件

飞机、航天器、齿轮、油压零件、轮胎衬套

3003

强度约比1100高10%，加工性好，耐蚀性高

厨房用品、热交换器

3004

强度比3003高，深拉性能好，耐蚀性高

饮料罐底、电灯泡头、屋面板

5052

最典型的中等强度合金，耐蚀性与加工性能好，有较高抗疲劳强度，抗海水腐蚀

一般用途的板材、船舶、车辆、建筑材料、饮料罐底

5056

耐蚀性高，表面加工性好，阳极氧化著色性能优良

照相机与通讯器材零件紧固件

6061

热处理可强化的耐蚀合金，在人工时效后有较高的弹性极限

船舶、车辆、结构的螺丝铆接结构

6063

典型的挤压合金，强度比6061低，挤压性能良好，可挤压形状复杂的薄壁型材，耐蚀性高，表面处理性能好

建筑、家具、车辆、家电器材的型材

7075

强度最高的变形铝合金之一，耐蚀性差

航空结构与体育器材

三．合金状态表示符号及代表意思如下：

状态代号

状态名称

简要说明

基本

细分

加工状态

适用于成形过程中对加工温度及加工硬化程度不加以特别控制的产品

退火状态

适用于完全退火的加工材料

冷加工硬化状态

加工后不再进行不完全退火或稳定化退火

冷加工与不完全退火状态

表示冷加工后经不完全退火的状态，适用于室温自行软化的合金

冷加工与稳定化处理状态

适用于冷加工后经低温通火以稳定其力学性能的产品，稳定化处理后，强度略下降，塑性提高

固溶热处理状态

一种不稳定状态，适用于固溶热处理后能自然时效的材料

热加工—自然时效

适用于热加工后不再进行冷加工作业的材料（如需矫直、矫平，需对其力学性能无明显影响的材料）

热加工—冷加工—自然时效

适用于热加工冷却后，施以冷加工来提高强度性能的材料（矫直、矫平对其力学性能无明显影响的材料）

固溶热处理—冷加工—自然时效

适用于固溶热处理后以冷加工来提高强度性能的材料（矫直、矫平对其力学性能无明显影响的材料）

固溶热处理—自然时效

适用固溶热处理后不再进行冷加工的材料

热加工—人工时效

适用于热加工后不再进行冷加工的材料

固溶热处理—人工时效

适用固溶热处理后不再进行冷加工的材料

固溶热处理—稳定化处理

适用固溶热处理后进行稳定化处理以限制其最高强度及控制某些特殊性能的产品

固溶热处理—冷加工—人工时效

适用于冷加工能提高其强度性能的材料

固溶热处理—人工时效—冷加工

适用于冷加工能提高其强度性能的材料

T10

热加工—冷加工—人工时效

适用于冷加工能提高其强度性能的材料

第三课铝挤压技术发展状况

一．挤压在铝加工中的重要地位

1．挤压制品在变形区能获得比轧制、锻造更为强烈和均匀的三向压缩压力，充分体现被加工金属本身的塑性

2．挤压法可以生产形状极其复杂的型材和管材

3．挤压法加工灵活性大，只需更换模具即可挤压不同型材，且更换模具简便易行，社会效益高

4．挤压制品的精度比热轧、锻造制品精度高

5．挤压过程对金属力学性能的提升较其它加工方法的要高，这对挖掘铝合金材料潜力，满足材料特殊要求具有很高的实用价值

二．世界金属挤压的发展历史与现状

1．1797年英国人布拉曼（Braman）将溶融铝注入容器，利用手动柱塞强迫其通过环形缝隙，在出口处凝固并形成管材

2．1863年英国人肖（Shaw）设计的铝管挤压机，使用空心锭替代溶融的铝，这是最早的铝挤压机

3．在高温下进行热挤压较硬金属的最初发现是法国人亚历山在·迪克,第一台迪克型挤压机是在英国制造的,并于1895年安装成功

4．1924年英国的亨利·柏雷建造了一台反挤压机，大量试验证明用反挤压机法其被挤的铸锭仅仅只有3%的材料损失

5．1950年法国雅克塞朱尼特研制成功了玻璃润滑剂，使钢和钛的挤压成为现实

6．60年代，静液挤压实现了工业化，静液挤压机不仅对脆性金属而且对塑性金属也适用，不仅可使用冷锭，也可用预热锭，静液挤压和常规挤压的基本区别是后者在挤压筒上的径向力比挤压轴向力小20~30%，而在静液挤压中径向和轴向压力是相等的

7．1972年英国的格林发明了连续挤压法，其主要特点是能连续地生产具有精密公差的管、棒和型材，连续挤压是一种不间断的挤压过程，原材料不断地送入回转的带槽的挤压轮子中，由磨擦力的作用将坯料送至一个固定的模子中，并产生足够的挤压力和获得变形温度，迫使铝棒通过模具挤压成产品形状

8．反挤压在经过设备和工具改进后，又有重新兴起的趋势，特别适用于硬铝合金和易切削黄铜的大批量生产，与正挤压相比，反挤压有以下特点：

1>.挤压力

展开阅读全文