國際上已經(jīng)注冊的鋁合金牌號有1000多個,每個牌號又有多種狀態(tài),在硬度,強(qiáng)度,耐蝕性,加工性,焊接性,裝飾性等方面都存在著明顯的差異。選擇鋁合金的牌號與狀態(tài)時(shí),以上各方面很難同時(shí)滿足,也沒有必要,應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的性能要求,使用環(huán)境,加工過程等因素,設(shè)定各種性能的優(yōu)先次序,方可做到合理選材,在保證性能的前提下是合理控制成本。 硬度:很多客戶在購買鋁時(shí)非常關(guān)心,硬度首選跟合金化學(xué)成份有直接的關(guān)系。其次,不同的狀態(tài)也影響較大,從所能達(dá)到的最高硬度來看,7系,2系,4系,6系,5系,3系,1系,依次降低。硬度:強(qiáng)度是產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮的重要因素,尤其是鋁合金作為組件時(shí),應(yīng)根據(jù)所承受的壓力,選擇適當(dāng)?shù)暮辖稹<冧X強(qiáng)度最低,而2系及7系熱處理型合金度最高,硬度和強(qiáng)度有一定的關(guān)系。耐蝕性:耐蝕性包括化學(xué)腐蝕,耐應(yīng)力腐蝕等性能。一般而言,1系純鋁的耐蝕性最佳,5系表現(xiàn)良好,其次是3系和6系,2系及7系較差。耐蝕性選用原則應(yīng)根據(jù)其使用場合而定。高強(qiáng)度合金腐蝕環(huán)境下使用,必須使用各種防蝕用復(fù)合材料。 加工性:加工性能包括成形性能與切削性能。因?yàn)槌尚涡耘c狀態(tài)有關(guān),在選擇鋁合金牌號后,還需考慮各種狀態(tài)的強(qiáng)度范圍,通常強(qiáng)度高的鋁材不易成形。如果要對鋁材進(jìn)行折彎,拉伸,深沖等成形加工,完退火狀態(tài)材料的成形性最佳,反之,熱處理狀態(tài)材料的成形性最差。鋁合金的切削性較差,對于模具,機(jī)械零件等需要切削性較佳,反之,低強(qiáng)度者切削性較差,對模具,機(jī)械零件等需要切削加工的產(chǎn)品,鋁合金的切削性是重要的考慮因素。焊接性:多數(shù)鋁合金的焊接性均無問題,尤其是部分5系列的鋁合金,是專為焊接考慮而設(shè)計(jì)的,相對面言,部分2系和7系的鋁合金較難焊接。 裝飾性能:鋁材應(yīng)用于裝飾或某些特定的場合時(shí),需要對其表面進(jìn)行陽極氧化,涂裝等加工,以獲得相應(yīng)的顏色和表面組織,這時(shí)其裝飾性應(yīng)該重點(diǎn)考慮的,一般而言,耐蝕性較好的材料,其陽極處理性能,表面處理性能,涂裝性能都非常出色。其他特性:除上述特性以外,還有導(dǎo)電性,耐磨性,耐熱性等。在選材時(shí)也可以加以考慮。二、鋁合金系列
常見鋁合金系列分為一系到八系。
1 系列:純鋁合金系列,純鋁含量(99%-99.9%),1XXX系列為純鋁中添加少量銅元素形成,具有極佳的成形加工特性、高耐腐蝕性、良好的焊接性和導(dǎo)電性。1XXX系列鋁合金廣泛應(yīng)用于對強(qiáng)度要求不高的產(chǎn)品,如化工儀器、薄板加工件、深拉或旋壓凹形器皿、焊接零件、熱交換器、鐘表面及盤面、銘牌、廚具、裝飾品、反光器具等。
代表合金1060 1050 1050A
2系列:2XXX系列為鋁-銅-鎂系中的典型硬鋁合金,其成份比較合理,綜合性能較好。很多國家都生產(chǎn)這個合金,是硬鋁中用量最大的。該合金的特點(diǎn)是:強(qiáng)度高,有一定的耐熱性,可用作150°C以下的工作零件。溫度高于125°C,2XXX系列合金的強(qiáng)度比7075合金的還高。熱狀態(tài)、退火和新淬火狀態(tài)下成形性能都比較好,熱處理強(qiáng)化效果顯著,但熱處理工藝要求嚴(yán)格??刮g性較差,但用純鋁包覆可以得到有效保護(hù);焊接時(shí)易產(chǎn)生裂紋,但采用特殊工藝可以焊接,也可以鉚接。廣泛用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)、鉚釘、卡車輪轂、螺旋槳元件及其他種種結(jié)構(gòu)件。
代表合金2A01 2A02 2A04 2A06 2A10
3系列:3XXX系列為AL-Mn系合金,是應(yīng)用最廣的一種防銹鋁,這種合金的強(qiáng)度不高(稍高于工業(yè)純鋁),不能熱處理強(qiáng)化,故采用冷加工方法來提高它的力學(xué)性能:在退火狀態(tài)有很高的塑性,在半冷作硬化時(shí)塑性尚好,冷作硬化時(shí)塑性低,耐腐蝕好,焊接性良好,可切削性能不良。用途主要用于要求高的可塑性和良好的焊接性,在液體或氣體介質(zhì)中工作的低載荷零件,如郵箱,汽油或潤滑油導(dǎo)管,各種液體容器和其他用深拉制作的小負(fù)荷零件;線材用來做鉚釘 3XXX系列鋁板成形性、溶接性、耐蝕性均良好。用于加工需要有良好的成形性能、高的抗蝕性可焊性好的零件部件,或既要求有這些性能又需要有比1XXX系合金強(qiáng)度高的工作,如廚具、食物和化工產(chǎn)品處理與貯存裝置,運(yùn)輸液體產(chǎn)品的槽、罐,以薄板加工的各種壓力容器與管道一般器物、散熱片、化妝板、影印機(jī)滾筒、船舶用材。
代表合金3A21 3003 3103 3004 3005 3105
4系列:4xxx系列 的鋁板屬于含硅量較高的系列。通常硅含量在4.5-6.0%之間。屬建筑用材料,機(jī)械零件,鍛造用材,焊接材料;低熔點(diǎn),耐蝕性好,產(chǎn)品描述: 具有耐熱、耐磨的特性
代表合金4A03 4A11 4A13 4A17 4004 4032 4043
5系列:5XXX系列是高鎂合金(5A06 5A05),在不可熱處理合金中強(qiáng)度良好,耐蝕性、可切削性良好。陽極化處理后表面美觀。電弧焊性能良好。5XXX系列合金中的主要合金元素為鎂,具有良好的抗蝕性與可焊接性能,以及中等強(qiáng)度。優(yōu)良的抗腐蝕性能使5XXX系列合金廣泛用于海事用途如船舶,以及汽車、飛機(jī)焊接件、地鐵輕軌,需嚴(yán)格防火的壓力容器(如液體罐車、冷藏車、冷藏集裝箱)、制冷裝置、電視塔、鉆探設(shè)備、交通運(yùn)輸設(shè)備、導(dǎo)彈零件、裝甲等。
代表合金5005 5019 5050 5251 5052 5082
6系列:6XXX系列合金的主要合金元素是鎂與硅AlMgSi1Cu,并形成Mg2Si相。若含有一定量的錳與鉻,可以中和鐵的壞作用;有時(shí)還添加少量的銅或鋅,以提高合金的強(qiáng)度,而又不使其抗蝕性有明顯降低;導(dǎo)電材料中還有少量的銅,以抵銷鈦及鐵對導(dǎo)電性的不良影響;鋯或鈦能細(xì)化晶粒與控制再結(jié)晶組織;為了改善可切削性能,可加入鉛與鉍。在Mg2Si固溶于鋁中,使合金有人工時(shí)效硬化功能。
6005 6005A 6351 6060 6061 6063 6063A 6070 6082
7系列:① 7000鋁合金是另外一種常用的合金,品種繁多.它包含有鋅和鎂.比較常見的鋁合金中強(qiáng)度最好的就是7075合金,但是它無法進(jìn)行焊接,而且它的抗腐蝕性相當(dāng)差,很多CNC切削制造的零部件用的就是7075合金.鋅在這系列中是主要合金元素,加上少許鎂合金可使材料能受熱處理,到達(dá)非常高強(qiáng)度特性。這系列材料一般都加入少量的銅、鉻等合金,而其中以編號7075鋁合金尤為上品,強(qiáng)度最高,適合飛機(jī)構(gòu)架及高強(qiáng)度配件。
② 7075屬Al-Zn-Mg-Cu系超硬鋁,該合金是20世紀(jì)40年代末期就已應(yīng)用于飛機(jī)制造業(yè),至今仍在航空工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用的超高強(qiáng)度變形鋁合金。其特點(diǎn)是,固溶處理后塑性好,熱處理強(qiáng)化效果特別好,在150℃以下有高的強(qiáng)度,并且有特別好的低溫強(qiáng)度;焊接性能差;有應(yīng)力腐蝕開裂傾向;需經(jīng)包鋁或其他保護(hù)處理使用。雙級時(shí)效可提高合金抗應(yīng)力腐蝕開裂的能力。在退火和剛淬火狀態(tài)下的塑性稍低于同樣狀態(tài)的2A12稍優(yōu)于7A04,板材的靜疲勞.缺口敏感,應(yīng)力腐蝕性能優(yōu)于7A04。
代表合金 7003 7005 7020 7022 7050 7075
8系列:較為常用的為8011 屬于其他系列。以做瓶蓋為主要功用的鋁板,也應(yīng)用在散熱器方面,大部分應(yīng)用為鋁箔。不太常用。鋁棒規(guī)格:最大直徑:500mm, 代表合金8A06 8011 8090
鋁合金的代號意義
鋁合金代號系以美國鋁業(yè)公司之AA標(biāo)準(zhǔn)為基本,以四位數(shù)字表示各種不同的合金
第一數(shù)字(千位)
1xxx :純鋁
2xxx :Al-Cu 系合金
3xxx :Al-Mn 系合金
4xxx :Al-Si 系合金 5xxx :Al-Mg 系合金 6xxx :Al-Mg-Si 系合金 7xxx :Al-Zn-Mg 系合金 8xxx :上記以外的合金
第二數(shù)字(百位)
以0-9分別代表,0是代表基本合金,1-9代表各種改良合金或再生合金純鋁時(shí)0 表示對于不純物并無特別限制而1-9 則表示一種以上的不純物有特別規(guī)定。
純鋁時(shí)以純度之小數(shù)點(diǎn)后二位表示合金則以日美鋁規(guī)格稱呼表示
]]>鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料,在航空、航天、汽車、機(jī)械制造、船舶及化學(xué)工業(yè)中已大量使用.隨著近年來科學(xué)技術(shù)以及工業(yè)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,對鋁合金焊接結(jié)構(gòu)件的需求日益增多,使鋁合金的焊接性研究也隨之深入。
鋁合金型材是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料,在航空、航天、汽車、機(jī)械制造、船舶,建筑,裝修。及化學(xué)工業(yè)中已大量應(yīng)用。隨著近年來科學(xué)技術(shù)以及工業(yè)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,對鋁合金焊接結(jié)構(gòu)件的需求日益增多,使鋁合金的焊接性研究也隨之深入。鋁合金的廣泛應(yīng)用促進(jìn)了鋁合金焊接技術(shù)的發(fā)展,同時(shí)焊接技術(shù)的發(fā)展又拓展了鋁合金的應(yīng)用領(lǐng)域,因此鋁合金的焊接技術(shù)正成為研究的熱點(diǎn)之一。
純鋁的密度小(ρ=2.7g/cm3),大約是鐵的1/3,熔點(diǎn)低(660℃),鋁是面心立方結(jié)構(gòu),故具有很高的塑性(δ:32~40%,ψ:70~90%),易于加工,可制成各種型材、板材,抗腐蝕性能好;但是純鋁的強(qiáng)度很低,退火狀態(tài)σb值約為8kgf/mm2,故不宜作結(jié)構(gòu)材料。通過長期的生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn),人們逐漸以加入合金元素及運(yùn)用熱處理等方法來強(qiáng)化鋁,這就得到了一系列的鋁合金。添加一定元素形成的合金在保持純鋁質(zhì)輕等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)還能具有較高的強(qiáng)度,σb值分別可達(dá)24~60kgf/mm2。這樣使得其“比強(qiáng)度”(強(qiáng)度與比重的比值σb/ρ)勝過很多合金鋼,成為理想的結(jié)構(gòu)材料,廣泛用于機(jī)械制造、運(yùn)輸機(jī)械、動力機(jī)械及航空工業(yè)等方面,飛機(jī)的機(jī)身、蒙皮、壓氣機(jī)等常以鋁合金制造,以減輕自重。采用鋁合金代替鋼板材料的焊接,結(jié)構(gòu)重量可減輕50%以上。
鋁合金型材擠壓為何用的都是6063與6061?
鋁合金型材擠壓要考慮好些個因素,首先是材料的成型度,就是原料的成型難度。由于擠壓用的是鋁圓棒,這跟鋁棒的物理性能有很大關(guān)系,物理性能譬如塑性、硬度、抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、延展性等等。而原材料的物理性能是由它的化學(xué)成分決定的,材料內(nèi)部金屬元素的排列決定了它的強(qiáng)度大小。
鋁合金型材擠壓要考慮好些個因素,首先是材料的成型度,就是原料的成型難度。由于擠壓用的是鋁圓棒,這跟鋁棒的物理性能有很大關(guān)系,物理性能譬如塑性、硬度、抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、延展性等等。而原材料的物理性能是由它的化學(xué)成分決定的,材料內(nèi)部金屬元素的排列決定了它的強(qiáng)度大小。
狀態(tài)代號 | 合金狀態(tài)的說明 |
T0 | 固溶熱處理后,經(jīng)自然時(shí)效再通過冷加工狀態(tài)適用于經(jīng)冷加工提高強(qiáng)度的產(chǎn)品 |
T1 | 由高溫成型過程冷卻,然后自然時(shí)效至基本穩(wěn)定的狀態(tài)適用于由高溫成型過程冷卻后,不再進(jìn)行冷加工(可進(jìn)行矯直、矯平,但不影響力學(xué)性能極限)的產(chǎn)品 |
T2 | 由高溫成型過程冷卻,經(jīng)冷加工后自然時(shí)效至基本穩(wěn)定的狀態(tài)適用于由高溫成型過程冷卻后,進(jìn)行冷加工或矯直、矯平以提高強(qiáng)度的產(chǎn)品 |
T3 | 固溶熱處理后進(jìn)行冷加工,再經(jīng)自然時(shí)效至基本穩(wěn)定的狀態(tài)適用于在固溶熱處理后,進(jìn)行冷加工或矯直、矯平以提高強(qiáng)度的產(chǎn)品 |
T4 | 固溶熱處理后自然時(shí)效至基本穩(wěn)定的狀態(tài)適用于固溶熱處理后,不再進(jìn)行冷加工(可進(jìn)行矯直、矯平,但不影響力學(xué)性能極限)的產(chǎn)品 |
T5 | 由高溫成型過程冷卻,然后進(jìn)行人工時(shí)效狀態(tài)適用于由高溫成型過程冷卻后,不經(jīng)過冷加工(可進(jìn)行矯直、矯平,但不影響力學(xué)性能極限),予以人工時(shí)效的產(chǎn)品 |
T6 | 固溶熱處理后進(jìn)行人工時(shí)效的狀態(tài)適用于固溶熱處理后,不再進(jìn)行冷加工(可進(jìn)行矯直、矯平,但不影響力學(xué)性能極限)的產(chǎn)品 |
T7 | 固溶熱處理后進(jìn)行過時(shí)效的狀態(tài)適用于固溶熱處理后,為獲取某些重要特性,在人工時(shí)效時(shí),強(qiáng)度在時(shí)效曲線上越過了最高峰點(diǎn)的產(chǎn)品 |
鋁型材是鋁棒通過加溫、擠壓,從而得到不同截面形狀的型材。鋁型材的加工過程中主要包括熔鑄、擠壓、熱處理、表面預(yù)處理、上色。
鋁型材生產(chǎn)工藝流程圖如下:
鋁型材的生產(chǎn)工藝流程如下: