铝合金概述.docx

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铝合金概述

合金概述

铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。

随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。

铝合金的广泛应用促进了铝合金焊接技术的发展，同时焊接技术的发展又拓展了铝合金的应用领域，因此铝合金的焊接技术正成为研究的热点之一。

　　纯铝的密度小（ρ=2.7g/cm3），大约是铁的1/3，熔点低（660℃），铝是面心立方结构，故具有很高的塑性（δ:

32~40%，ψ:

70~90%），易于加工，可制成各种型材、板材。

抗腐蚀性能好；但是纯铝的强度很低，退火状态σb值约为8kgf/mm2，故不宜作结构材料。

通过长期的生产实践和科学实验，人们逐渐以加入合金元素及运用热处理等方法来强化铝，这就得到了一系列的铝合金。

添加一定元素形成的合金在保持纯铝质轻等优点的同时还能具有较高的强度，σb值分别可达24～60kgf/mm2。

这样使得其“比强度”（强度与比重的比值σb/ρ）胜过很多合金钢，成为理想的结构材料，广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面，飞机的机身、蒙皮、压气机等常以铝合金制造，以减轻自重。

采用铝合金代替钢板材料的焊接，结构重量可减轻50%以上。

　　铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。

　　铝合金分两大类：

铸造铝合金，在铸态下使用；变形铝合金，能承受压力加工，。

可加工成各种形态、规格的铝合金材。

主要用于制造航空器材、建筑用门窗等。

　　铝合金按加工方法可以分为形变铝合金和铸造铝合金。

形变铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。

不可热处理强化型不能通过热处理来提高机械性能，只能通过冷加工变形来实现强化，它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。

可热处理强化型铝合金可以通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能，它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等。

　　一些铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能，物理性能和抗腐蚀性能。

　　铸造铝合金按化学成分可分为铝硅合金，铝铜合金，铝镁合金，铝锌合金和铝稀土合金，其中铝硅合金又有简单铝硅合金（不能热处理强化，力学性能较低，铸造性能好），特殊铝硅合金（可热处理强化，力学性能较高，铸造性能良好），

纯铝产品

　　纯铝分冶炼品和压力加工品两类，前者以化学成份Al表示，后者用汉语拼音LV（铝、工业用的）表示。

各种飞机都以铝合金作为主要结构材料。

飞机上的蒙皮、梁、肋、桁条、隔框和起落架都可以用铝合金制造。

飞机依用途的不同，铝的用量也不一样。

着重于经济效益的民用机因铝合金价格便宜而大量采用，如波音767客机采用的铝合金约占机体结构重量81％。

军用飞机因要求有良好的作战性能而相对地减少铝的用量，如最大飞行速度为马赫数2.5的F-15高性能战斗机仅使用35.5％铝合金有些铝合金有良好的低温性能,在-183～-253[2oc]下不冷脆，可在液氢和液氧环境下工作，它与浓硝酸和偏二甲肼不起化学反应,具有良好的焊接性能,因而是制造液体火箭的好材料。

发射“阿波罗”号飞船的“土星”5号运载火箭各级的燃料箱、氧化剂箱、箱间段、级间段、尾段和仪器舱都用铝合金制造。

　　航天飞机的乘员舱、前机身、中机身、后机身、垂尾、襟翼、升降副翼和水平尾翼都是用铝合金制做的。

各种人造地球卫星和空间探测器的主要结构材料也都是铝合

锻造的修伤工艺

　　修伤是铝合金模锻工艺中的重要一环。

由于铝合金在高温下较软，粘性大，流动性差，容易粘模并产生各种表面缺陷（折叠、毛刺、裂纹等），在进行下一道工序前，必须打磨、修伤，将表面缺陷清除干净，否则在后续工序中缺陷将进一步扩大，甚至引起锻件报废。

　　修伤用的工具有风动砂轮机、风动小铣刀、电动小铣刀及扁铲等。

修伤前先经腐蚀查清缺陷部位，修伤处要圆滑过渡，其宽度应为深度的5～10倍。

压力加工铝合金

　　铝合金压力加工产品分为防锈（LF）、硬质（LY）、锻造（LD）、超硬（LC）、包覆（LB）、特殊（LT）及钎焊（LQ）等七类。

常用铝合金材料的状态为退火（M焖火）、硬化（Y）、热轧（R）等三种。

铝材

　　铝和铝合金经加工成一定形状的材料统称铝材，包括板材、带材、箔材、管材、棒材、线材、型材等。

铝合金板材

1.铝塑板

　　铝塑板是由经过表面处理并用涂层烤漆的3003铝锰合金、5005铝镁合金板材作为表面，PE塑料作为芯层，高分子粘结膜经过一系列工艺加工复合而成的新型材料。

它既保留了原组成材料（铝合金板、非金属聚乙烯塑料）的主要特性，又克服了原组成材料的不足，进而获得了众多优异的材料性质。

产品特性：

艳丽多彩的装饰性、耐候、耐蚀、耐创击、防火、防潮、隔音、隔热、抗震性、质轻、易加工成型、易搬运安装等特性。

　　铝塑板规格：

　　厚度：

3mm、4mm、6mm、8mm

　　宽度：

1220mm、1500mm

　　长度：

1000mm、2440mm、3000mm、6000mm

　　铝塑板标准尺寸：

1220*2440mm

　　铝塑板用途：

可应用于幕墙、内外墙、门厅、饭店、商店、会议室等的装饰外，还可用于旧建筑的改建，用作柜台、家具的面层、车辆的内外壁等。

2.铝单板

　　铝单板均与采用世界知名大企业的优质铝合金加工而成，再经表面喷涂美国PPG、或阿克苏PVDF氟碳烤漆精制而成，铝单板主要由面板、加强筋骨，挂耳等组成。

　　铝单板特点：

轻量化，刚性好、强度高、不燃烧性、防火性佳、加工工艺性好、色彩可选性广、装饰效果极佳、易于回收、利于环保。

　　铝单板应用：

建筑幕墙、柱梁、阳台、隔板包饰、室内装饰、广告标志牌、车辆、家具、展台、仪器外壳、地铁海运工具等。

3.铝蜂窝板

　　铝蜂窝板采用复合蜂窝结构，选用优质的3003H24合金铝板或5052AH14高锰合金铝板为基材，与铝合金蜂窝芯材热压复合成型。

铝蜂窝板从面板材质、形状、接缝、安装系统到颜色、表面处理为建筑师提供丰富的选择，能够展示丰富的屋面表现效果，具有卓越的设计自由度。

它是具有施工便捷、综合性能理想、保温效果显著的新型材料，它的卓越性能吸引了人们的眼球。

　　铝蜂窝板并无标准尺寸，所有板材均根据设计图纸由工厂订制而成，广泛地应用于大厦外墙装饰（特别适用于高层的建筑）内墙天花吊顶、墙壁隔断、房门及保温车厢、广告牌等等领域。

该产品将为我国建材市场注入绿色、环保、节能的鲜活动力。

4.铝蜂窝穿孔吸音吊顶板

　　铝蜂窝穿孔吸音吊顶板的构造结构为穿孔铝合金面板与穿孔背板，依靠优质胶粘剂与铝蜂窝芯直接粘接成铝蜂窝夹层结构，蜂窝芯与面板及背板间贴上一层吸音布。

由于蜂窝铝板内的蜂窝芯分隔成众多的封闭小室，阻止了空气流动，使声波受到阻碍，提高了吸声系数（可达到0.9以上），同时提高了板材自身强度，使单块板材的尺寸可以做到更大，进一步加大了设计自由度。

可以根据室内声学设计，进行不同的穿孔率设计，在一定的范围内控制组合结构的吸音系数，既达到设计效果，又能够合理控制造价。

通过控制穿孔孔径、孔距，并可根据客户使用要求改变穿孔率，最大穿孔率＜30％，孔径一般选用∮2.0、∮2.5、∮3.0等规格，背板穿孔要求与面板相同，吸音布采用优质的无纺布等吸声材料。

适用于地铁、影剧院、电台、电视台、纺织厂和躁声超标准的厂房以及体育馆等大型公共建筑的吸声墙板、天花吊顶板。

铸造铝合金

　　铸造铝合金（ZL）按成分中铝以外的主要元素硅、铜、镁、锌分为四类，代号编码分别为100、200、300、400。

　　为了获得各种形状与规格的优质精密铸件，用于铸造的铝合金一般具有以下特性。

（1）有填充狭槽窄缝部分的良好流动性

（2）有比一般金属低的熔点，但能满足极大部分情况的要求

　　（3）导热性能好，熔融铝的热量能快速向铸模传递，铸造周期较短

　　（4）熔体中的氢气和其他有害气体可通过处理得到有效的控制

　　（5）铝合金铸造时，没有热脆开裂和撕裂的倾向

　　（6）化学稳定性好，抗蚀性能强

　　（7）不易产生表面缺陷，铸件表面有良好的表面光洁度和光泽，而且易于进行表面处理

　　（8）铸造铝合金的加工性能好，可用压模、硬模、生砂和干砂模、熔模石膏型铸造模进行铸造生产，也可用真空铸造、低压和高压铸造、挤压铸造、半固态铸造、离心铸造等方法成形，生产不同用途、不同品种规格、不同性能的各种铸件。

　　铸造铝合金在轿车上是得到了广泛应用，如发动机的缸盖、进气歧管、活塞、轮毂、转向助力器壳体等。

高强度铝合金

　　高强度铝合金指其抗拉强度大于480兆帕的铝合金，主要是压力加工铝合金中防锈铝合金类、硬铝合金类、超硬铝合金类、锻铝合金类、铝锂合金类。

铝合金缺陷修复

　　铝合金在生产过程中，容易出现缩孔、砂眼、气孔和夹渣等铸造缺陷。

如何修复铝合金铸件气孔等缺陷呢？

如果用电焊、氩焊等设备来修补，由于放热量大，容易产生热变形等副作用，无法满足补焊要求。

　　冷焊修复机是利用高频电火花瞬间放电、无热堆焊原理来修复铸件缺陷。

由于冷焊热影响区域小，不会造成基材退火变形，不产生裂纹、没有硬点、硬化现象。

而且熔接强度高，补材与基体同时熔化后的再凝固，结合牢固，可进行磨、铣、锉等加工，致密不脱落。

冷焊修复机是修补铝合金气孔、砂眼等细小缺陷的理想方法。

铝合金的分类与不同牌号铝合金的典型用途

　　铝合金的分类

　　一系:

1000系列铝合金代表1050、1060、1100系列。

在所有系列中1000系列属于含铝量最多的一个系列。

纯度可以达到99.00%以上。

由于不含有其他技术元素，所以生产过程比较单一，价格相对比较便宜，是目前常规工业中最常用的一个系列。

目前市场上流通的大部分为1050以及1060系列。

1000系列铝板根据最后两位阿拉伯数字来确定这个系列的最低含铝量，比如1050系列最后两位阿拉伯数字为50，根据国际牌号命名原则，含铝量必须达到99.5%以上方为合格产品。

我国的铝合金技术标准（gB/T3880-2006）中也明确规定1050含铝量达到99.5%.同样的道理1060系列铝板的含铝量必须达到99.6%以上。

　　二系:

2000系列铝合金代表2024、2A16（LY16）、2A02（LY6）。

2000系列铝板的特点是硬度较高，其中以铜原属含量最高，大概在3-5%左右。

2000系列铝棒属于航空铝材，目前在常规工业中不常应用。

　　三系:

3000系列铝合金代表3003、3A21为主。

我国3000系列铝板生产工艺较为优秀。

3000系列铝棒是由锰元素为主要成分。

含量在1.0-1.5之间，是一款防锈功能较好的系列。

　　四系:

4000系列铝棒代表为4A014000系列的铝板属于含硅量较高的系列。

通常硅含量在4.5-6.0%之间。

属建筑用材料,机械零件,锻造用材,焊接材料;低熔点,耐蚀性好，产品描述:

具有耐热、耐磨的特性

　　五系:

5000系列铝合金代表5052、5005、5083、5A05系列。

5000系列铝棒属于较常用的合金铝板系列，主要元素为镁，含镁量在3-5%之间。

又可以称为铝镁合金。

主要特点为密度低，抗拉强度高，延伸率高。

在相同面积下铝镁合金的重量低于其他系列.在常规工业中应用也较为广泛。

在我国5000系列铝板属于较为成熟的铝板系列之一。

　　六系:

6000系列铝合金代表6061主要含有镁和硅两种元素，故集中了4000系列和5000系列的优点6061是一种冷处理铝锻造产品，适用于对抗腐蚀性、氧化性要求高的应用。

可使用性好，容易涂层，加工性好。

　　七系:

7000系列铝合金代表7075主要含有锌元素。

也属于航空系列，是铝镁锌铜合金,是可热处理合金,属于超硬铝合金,有良好的耐磨性.目前基本依