一、化學(xué)成分
二、機(jī)械性能
三、物理性能
6063鋁合金介紹
主要合金元素為鎂與硅,具有加工性能較佳、優(yōu)良的可焊接性、擠出
性及電鍍性、良好的抗腐蝕性、韌性、易于拋光、上色膜,陽(yáng)極氧化
效果優(yōu)良,是典型的擠壓合金。6063鋁合金型材以其良好的塑性、適
中的熱處理強(qiáng)度、良好的焊接性能以及陽(yáng)極氧化處理后,表面華麗的
色澤等諸多優(yōu)點(diǎn)。
性能的影響
6063鋁合金是AL-Mg-Si系中具有中等強(qiáng)度的可熱處理強(qiáng)化合金,
Mg和Si是主要合金元素,優(yōu)選化學(xué)成分的主要工作是確定Mg和Si的
百分含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)。
1.1Mg的作用和影響Mg和Si組成強(qiáng)化相Mg2Si,Mg的含量愈高,
Mg2Si的數(shù)量就愈多,熱處理強(qiáng)化效果就愈大,型材的抗拉強(qiáng)度就愈
高,但變形抗力也隨之增大,合金的塑性下降,加工性能變壞,耐蝕
性變壞。
2.2Si的作用和影響Si的數(shù)量應(yīng)使合金中所有的Mg都能以Mg2Si相
的形式存在,以確保Mg的作用得到充分的發(fā)揮。隨著Si含量增加,
合金的晶粒變細(xì),金屬流動(dòng)性增大,鑄造性能變好,熱處理強(qiáng)化效果
增加,型材的抗拉強(qiáng)度提高而塑性降低,耐蝕性變壞。
用途
一、板帶的應(yīng)用廣泛應(yīng)用于裝飾、包裝、建筑、運(yùn)輸、電子、航空、
航天、兵器等各行各業(yè)。
二、航空航天用鋁材用于制作飛機(jī)蒙皮、機(jī)身框架、大梁、旋翼、螺
旋槳、油箱、壁板和起落架支柱,以及火箭鍛環(huán)、宇宙飛船壁板等。
三、交通運(yùn)輸用鋁材用于汽車、地鐵車輛、鐵路客車、高速客車的車
體結(jié)構(gòu)件材料,車門窗、貨架、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)零件、空調(diào)器、散熱器、
車身板、輪轂及艦艇用材。
四、包裝用鋁材 全鋁易拉罐制罐料主要以薄板與箔材的形式作為金
屬包裝材料,制成罐、蓋、瓶、桶、包裝箔。廣泛用于飲料、食品、化
妝品、藥品、香煙、工業(yè)產(chǎn)品等包裝。
五、印刷用鋁材主要用于制作PS版,鋁基PS版是印刷業(yè)的一種新型材
料,用于自動(dòng)化制版和印刷。
六、建筑裝飾用鋁材鋁合金因其良好的抗蝕性、足夠的強(qiáng)度、優(yōu)良的
工藝性能和焊接性能、通過(guò)東莞市長(zhǎng)安博揚(yáng)金屬材料行多位*介紹
主要廣泛用于建筑物構(gòu)架、門窗、吊頂、裝飾面等。如各種建筑門窗、
幕墻用鋁型材、鋁幕墻板、壓型板、花紋板、彩色涂層鋁板等。
七、電子家電用鋁材主要用于各種母線、架線、導(dǎo)體、電氣元件、冰
箱、空調(diào)、電纜等領(lǐng)域。
規(guī)格:圓棒、方棒 圓管 方管 鋁板
鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用較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)中已大量應(yīng)用。工業(yè)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,對(duì)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。目前鋁合金是應(yīng)用較多的合金。
氧化鋁在1808年在實(shí)驗(yàn)室利用電解還原為鋁材,于1884年即被作為建筑材料使用在美國(guó)華盛頓紀(jì)念碑尖**上至今;鋁材加入各種金屬元素合成的鋁合金材料已被建筑工業(yè)廣泛應(yīng)用在各環(huán)節(jié)上。
1908年美國(guó)鋁業(yè)公司發(fā)明電工鋁合金1050,并制成鋼芯鋁絞線,開(kāi)創(chuàng)高壓遠(yuǎn)程輸電成員。
1915年美國(guó)鋁業(yè)公司發(fā)明2017合金,1933年發(fā)明2024合金,使鋁在航空器中的應(yīng)用得以迅速擴(kuò)大。 1933年美國(guó)鋁業(yè)公司發(fā)明6061合金,隨即創(chuàng)造了擠壓機(jī)淬火工藝,顯著擴(kuò)大了擠壓型材應(yīng)用范圍。
1943年美國(guó)鋁業(yè)公司發(fā)明了6063合金及7075合金,開(kāi)創(chuàng)了高強(qiáng)度鋁合金的新紀(jì)元。
1965年美國(guó)鋁業(yè)公司又發(fā)明了A356鑄造鋁合金,這是經(jīng)典鑄造鋁合金。
隨著對(duì)鋁合金材料方面的研究深入,高強(qiáng)鋁合金(2000、7000系列)以其優(yōu)異的綜合性能在商用飛機(jī)上的使用量已經(jīng)達(dá)到其結(jié)構(gòu)質(zhì)量的80%以上,因此得到**航空工業(yè)界的普遍重視。鋁合金開(kāi)始逐漸應(yīng)用于生活、軍事、科技方面。 [1]
物質(zhì)特性
鋁合金密度低,但強(qiáng)度比較高,接近或**過(guò)優(yōu)質(zhì)鋼,塑性好,可加工成各種型材,具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和抗蝕性,工業(yè)上廣泛使用,使用量?jī)H次于鋼。一些鋁合金可以采用熱處理獲得良好的機(jī)械性能、物理性能和抗腐蝕性能。硬鋁合金屬AI—Cu—Mg系,一般含有少量的Mn,可熱處理強(qiáng)化.其特點(diǎn)是硬度大,但塑性較差。超硬鋁屬Al一Cu—Mg—Zn系,可熱處理強(qiáng)化,是室溫下強(qiáng)度較高的鋁合金,但耐腐蝕性差,高溫軟化快。鍛鋁合金主要是Al—Zn—Mg—Si系合金,雖然加入元素種類多,但是含量少,因而具有優(yōu)良的熱塑性,適宜鍛造,故又稱鍛造鋁合金。
物質(zhì)結(jié)構(gòu)
純鋁的密度?。é?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(guò)長(zhǎng)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(lái)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(guò)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(dòng)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。
鋁合金的典型機(jī)械性能(Typical Mechanical Properties)
鋁合良好號(hào)
及狀態(tài)
拉伸強(qiáng)度(25°C MPa)
屈服強(qiáng)度(25°C MPa)
硬度500kg力10mm球
延伸率1.6mm(1/16in)厚度
鋁合金的典型物理性能(Typical Physical Properties)
鋁合良好號(hào)及狀態(tài)
熱膨脹系數(shù)
鋁和鋁合金可以用各種不同的方法熔煉。常使用的是無(wú)芯感應(yīng)爐和槽式感應(yīng)爐、坩堝爐和反射式平爐(使用天然氣或燃料油燃燒)以及電阻爐和電熱輻射爐。爐料種類廣泛,從高質(zhì)量的預(yù)合金化鑄錠一直到專門由低等級(jí)廢料構(gòu)成的爐料都可以使用。然而,即使在較適宜熔煉澆注的條件下,熔化的鋁也易受三種類型的不良影響:
·在高溫條件下,隨著時(shí)間的推移,氫氣的吸附導(dǎo)致溶解在熔液中氫氣的增加。
·在高溫條件下,隨著時(shí)間的推移,熔液發(fā)生氧化。
·合金元素的喪失。
氫氣是很容易被熔化的鋁吸附的。不幸的是,在熔化的鋁合金中,氫氣的溶解度基本上大于其在固體鋁中的溶解度。當(dāng)鋁合金凝固時(shí),氫氣從熔液中排出,收縮孔隙度擴(kuò)大并放大,同時(shí)伴隨著力學(xué)性能的喪失。氫氣一般源自濕爐料和潮濕的熔化工具,但主要的氫氣源是環(huán)境中的濕氣。因?yàn)槿蹮挄r(shí)幾乎難以防止氫氣的吸附,所以澆注前必須從熔液中除去氫氣。較常使用的方法是向熔液中鼓入干燥的氮?dú)饣驓鍤馀荨J褂寐葰獬錃馐歉裢庥行У?。然而,由于環(huán)境和安全原因常排除它在生產(chǎn)中使用。
過(guò)去已利用減壓測(cè)試法測(cè)量出溶解在熔液中的氫氣量,其過(guò)程是將熔化鋁的試樣注入鋼杯中,并讓它在真空腔中凝固。觀察凝固過(guò)程發(fā)現(xiàn),在凝固過(guò)程中氣泡變化的程度指示了存在的氫氣量。同時(shí)使用凝固后的試樣切片可以檢查形成氣泡的大小。遺憾的是,這些方法并不精確,而且受到熔體中作為氫氣泡晶核存在的氧化物顆粒的影響很大。測(cè)試溶解氫氣的較好方法是使用專門設(shè)計(jì)的利用液體萃取技術(shù)顯示氫氣的儀器。
鋁在熔液表面瞬時(shí)形成非常穩(wěn)定的氧化物。氧化的速度隨著溫度的升高和某些合金元素(如鎂和鈹)的存在而增加。而如果鋁熔液表面沒(méi)有受到于擾,那么在其表面形成的氧化物膜是自我限制的,任何紊流都會(huì)將氧化物膜攪和到大部分的熔液中,并產(chǎn)生新鮮的表面以有利于更多的氧化物形成。生成的氧化物膜和氧化物雜質(zhì)非常有害于鑄鋁件的性能,然而,在合金冶煉、熔化金屬的轉(zhuǎn)運(yùn)或澆注和鑄型注滿的過(guò)程中都會(huì)引起紊流。
熔液中的氧化物顆粒成為形成縮孔和氣孔的品核。缺少氧化物雜質(zhì)時(shí),氣孔和碾微孔隙也就基本消失了。對(duì)于鑄鋁件的生產(chǎn),減少氧化物雜質(zhì)是特別重要的一個(gè)條件。因?yàn)橥ǔK鼈兊囊合嗑€與固相線之問(wèn)有非常大的幅差,而在多孔隙的狀態(tài)下冷凝,則很難給孔隙提供補(bǔ)給。
鑄件的氧化膜則形成了較易失效的脆弱面,鑄鋁合金力學(xué)性能的不均勻性恰恰就是由于這些氧化膜的存在而引起的,如果沒(méi)有這些氧化膜,不均勻性就會(huì)減少,鑄件性能的重復(fù)性就會(huì)**鍛件,用X射線檢查時(shí),這些氧化膜通常是不可見(jiàn)的,但必須做到事前預(yù)防而不要等事后發(fā)現(xiàn)時(shí)再去修補(bǔ)。
在熔融狀態(tài)下,可以利用熔劑的覆蓋來(lái)控制氧化物。這些熔劑一般為氯化鎂鹽。它們漂浮在熔液的表而上。但仍要定期從熔液表面清除氧化物,可以采用熔液通過(guò)過(guò)濾床的辦法從大熔爐中清除這些懸浮的氧化物雜質(zhì)。較小規(guī)模生產(chǎn)時(shí),可以在澆注系統(tǒng)中設(shè)置過(guò)濾器來(lái)清除氧化物。
為了防止在鑄件中形成氧化膜,則需要讓金屬以毫尤紊流的狀態(tài)進(jìn)入到鑄型的型腔.對(duì)大多數(shù)鑄件來(lái)說(shuō),利用重力澆注的方法就不可能做到這一點(diǎn),因?yàn)橹睗驳赖乃^高度會(huì)加快流動(dòng)速度從而發(fā)生紊流,所以一定要采用反重力法或液位模具澆注技術(shù)。這樣過(guò)濾器減緩金屬流動(dòng)的速度,使其慢到足以防止氧化物產(chǎn)生。另外必須從底部注入模具的型腔,注入鑄件各個(gè)液位的次序電要精心設(shè)計(jì)好,以免發(fā)生“瀑布”——模具中液態(tài)金屬?gòu)妮^高液位掉落到較低的液位,從而在新生金屬表面形成氧化物。利用從底部注入模具的方法,液態(tài)金屬**上的氧化層將升入到上砂箱層面的**部并流入冒口的**,這樣則不會(huì)損害鑄件。
很多鑄鋁合金都含有像鎂這樣的會(huì)慢慢與氧氣發(fā)生反應(yīng)的元素,熔化的金屬保存時(shí)間過(guò)長(zhǎng),這些元素就會(huì)被逐漸氧化,導(dǎo)致鑄件的化學(xué)成分不達(dá)標(biāo),而其他一些合金元素,例如具有低氣化壓的鋅,還會(huì)從浴槽的表而蒸發(fā)。
加工工藝
硅對(duì)硬質(zhì)合金有腐蝕作用。雖然一般將**過(guò)12%Si的鋁合金稱為高硅鋁合金,推薦使用金剛石刀具,但這不是**的,硅含量逐漸增多對(duì)刀具的破壞力也逐漸加大。因此有些廠商在硅含量**過(guò)8%時(shí)就推薦使用金剛石刀具。
硅含量在8%-12%之間的鋁合金是一個(gè)過(guò)渡區(qū)間,既可以使用普通硬質(zhì)合金,也可以使用金剛石刀具。但使用硬質(zhì)合金應(yīng)使用經(jīng)PVD(物理鍍層)方法、不含鋁元素的、膜層厚度較小的刀具。因?yàn)镻VD方法和小的膜層厚度使刀具保持較鋒利的切削刃成為可能(否則為避免膜層在刃口處異常長(zhǎng)大需要對(duì)刃口進(jìn)行足夠的鈍化,切鋁合金就會(huì)不夠鋒利),而膜層材料含鋁可能使刀片膜層與工件材料發(fā)生親合作用而破壞膜層與刀具基體的結(jié)合。因?yàn)槌插儗佣酁殇X、氮、鈦三者的化合物,可能會(huì)因硬質(zhì)合金基體隨膜層剝落時(shí)少量剝落造成崩刃。
建議使用下列三類刀具之一:
1.不鍍層的**細(xì)顆粒硬質(zhì)合金刀具
2.帶未含鋁鍍層(PVD)方法的硬質(zhì)合金刀具,如鍍TiN、TiC等
3.用金剛石刀具
刀具的容屑空間要大,一般建議用2齒,前角、后角要大(如12°-14°,包括端齒后角)。
如果只是一般銑面,可以用45°主偏角的可轉(zhuǎn)位面銑刀,配用專門加工鋁合金的刀片,應(yīng)該效果較好。
鋁合金常用板材厚度:**金屬屋面(和幕墻)系統(tǒng)的一般為0.8-1.2mm(而傳統(tǒng)的一般要≥2.5mm).
合金分析儀用以確保生產(chǎn)設(shè)備與管道中所使用的合金零部件與設(shè)計(jì)要求的規(guī)格完全一致。Delta合金分析儀攜帶方便,使用簡(jiǎn)單,分析速度快,精度高,其結(jié)果直接顯示合良好號(hào)、金屬成分的百分比含量,從而使Delta合金分析儀成為合金材料鑒別的全世界**供應(yīng)商。
· 廢舊金屬分析
??廢舊金屬的回收、再利用需要Delta合金分析儀,確保對(duì)大量繁雜多樣的合金種類及材料品質(zhì),進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)快速準(zhǔn)確的分析檢測(cè)。為購(gòu)銷雙方在原材料交易時(shí)作出迅速、可靠的判定,并提供必要的信息。
材料分類
純鋁分冶煉品和壓力加工品兩類
前者以化學(xué)成份Al表示,后者用漢語(yǔ)拼音LV(鋁、工業(yè)用的)表示。鋁合金按加工方法可以分為形變鋁合金和鑄造鋁合金兩大類:
形變鋁合金能承受壓力加工。可加工成各種形態(tài)、規(guī)格的鋁合金材。主要用于制造航空器材、建筑用門窗等。 形變鋁合金又分為不可熱處理強(qiáng)化型鋁合金和可熱處理強(qiáng)化型鋁合金。不可熱處理強(qiáng)化型不能通過(guò)熱處理來(lái)提高機(jī)械性能,只能通過(guò)冷加工變形來(lái)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化,它主要包括高純鋁、工業(yè)高純鋁、工業(yè)純鋁以及防銹鋁等??蔁崽幚韽?qiáng)化型鋁合金可以通過(guò)淬火和時(shí)效等熱處理手段來(lái)提高機(jī)械性能,它可分為硬鋁、鍛鋁、超硬鋁和特殊鋁合金等。
鑄造鋁合金按化學(xué)成分可分為鋁硅合金,鋁銅合金,鋁鎂合金,鋁鋅合金和鋁稀土合金,其中鋁硅合金又有過(guò)共晶硅鋁合金,共晶硅鋁合金,單共晶硅鋁合金,鑄造鋁合金在鑄態(tài)下使用。
變形鋁合金
一系:1000系列鋁合金代表 1050、1060 、1100系列。在所有系列中1000系列屬于含鋁量較多的一個(gè)系列。純度可以達(dá)到99.00%以上。由于不含有其他技術(shù)元素,所以生產(chǎn)過(guò)程比較單一,價(jià)格相對(duì)比較便宜,是目前常規(guī)工業(yè)中較常用的一個(gè)系列。市場(chǎng)**通的大部分為1050以及1060系列。1000系列鋁板根據(jù)最后兩位阿拉伯?dāng)?shù)字來(lái)確定這個(gè)系列的較低含鋁量,比如1050系列最后兩位阿拉伯?dāng)?shù)字為50,根據(jù)**牌號(hào)命名原則,含鋁量必須達(dá)到99.5%以上方為合格產(chǎn)品。我國(guó)的鋁合金技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(gB/T3880-2006)中也明確規(guī)定1050含鋁量達(dá)到99.5%.同樣的道理1060系列鋁板的含鋁量必須達(dá)到99.6%以上。
二系:2000系列鋁合金代表2024、2A16(LY16)、 2A02(LY6)。2000系列鋁板的特點(diǎn)是硬度較高,其中以銅元素含量較高,大概在3-5%左右。2000系列鋁棒屬于航空鋁材,在常規(guī)工業(yè)中不常應(yīng)用。
三系:3000系列鋁合金代表3003 、 3A21為主。我國(guó)3000系列鋁板生產(chǎn)工藝較為優(yōu)秀。3000系列鋁棒是由錳元素為主要成分。含量在1.0-1.5之間,是一款防銹功能較好的系列。
四系:4000系列鋁棒代表為4A01 4000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
五系:5000系列鋁合金代表5052、5005、5083、5A05系列。5000系列鋁棒屬于較常用的合金鋁板系列,主要元素為鎂,含鎂量在3-5%之間。又可以稱為鋁鎂合金。主要特點(diǎn)為密度低,抗拉強(qiáng)度高,延伸率高,疲勞強(qiáng)度好,但不可做熱處理強(qiáng)化。在相同面積下鋁鎂合金的重量**其他系列.在常規(guī)工業(yè)中應(yīng)用也較為廣泛。在我國(guó)5000系列鋁板屬于較為成熟的鋁板系列之一。
六系:6000系列鋁合金代表6061 主要含有鎂和硅兩種元素,故集中了4000系列和5000系列的優(yōu)點(diǎn)6061是一種冷處理鋁鍛造產(chǎn)品,適用于對(duì)抗腐蝕性、氧化性要求高的應(yīng)用??墒褂眯院?,容易涂層,加工性好。
七系:7000系列鋁合金代表7075 主要含有鋅元素。也屬于航空系列,是鋁鎂鋅銅合金,是可熱處理合金,屬于超硬鋁合金,有良好的耐磨性.也有良好的焊接性,但耐腐蝕性較差。
八系:8000系列鋁合金較為常用的為8011 屬于其他系列,大部分應(yīng)用為鋁箔,生產(chǎn)鋁棒方面不太常用。
九系:9000系列鋁合金是備用合金。
鋁合金的物質(zhì)類別
鋁合金純鋁產(chǎn)品
純鋁分冶煉品和壓力加工品兩類,前者以化學(xué)成份Al表示,后者用漢語(yǔ)拼音LV(鋁、工業(yè)用的)表示。
壓力加工鋁合金
鋁材
鑄造鋁合金
鑄造鋁合金(ZL)按成分中鋁以外的主要元素硅、銅、鎂、鋅分為四類,代號(hào)編碼分別為100、200、300、400。
高強(qiáng)度鋁合金
高強(qiáng)度鋁合金指其抗拉強(qiáng)度大于480兆帕的鋁合金,主要是壓力加工鋁合金中防銹鋁合金類、硬鋁合金類、超硬鋁合金類、鍛鋁合金類、鋁鋰合金類。
變形鋁
變形鋁及鋁合金狀態(tài)、代號(hào)
1.范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了變形鋁合金的狀態(tài)代號(hào)。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于鋁及鋁加工產(chǎn)品。
2.基本原則
2.1基礎(chǔ)狀態(tài)代號(hào)用一個(gè)英文大寫(xiě)字母表示。
2.2細(xì)分狀態(tài)代號(hào)采用基礎(chǔ)狀態(tài)代號(hào)后跟一位或多位阿拉伯?dāng)?shù)字表示。
2.3基本狀態(tài)代號(hào)
基本狀態(tài)分為5種
代號(hào) 名稱 說(shuō)明與應(yīng)用
F 自由加工狀態(tài) 適用于在成型過(guò)程中,對(duì)于加工硬化和熱處理?xiàng)l件無(wú)特殊要求的產(chǎn)品,該狀態(tài)產(chǎn)品的力學(xué)性能不作規(guī)定。
O 退火狀態(tài) 適用于經(jīng)完全退火獲得較低強(qiáng)度的加工產(chǎn)品。
H 加工硬化狀態(tài) 適用于通過(guò)加工硬化提高強(qiáng)度的產(chǎn)品,產(chǎn)品在加工硬化后可經(jīng)過(guò)(也可不經(jīng)過(guò))使強(qiáng)度有所降低的附加熱處理。
W 固熔熱處理狀態(tài)(一種不穩(wěn)定狀態(tài)),僅適用于經(jīng)固溶熱處理后,室溫下自然時(shí)效的合金,該狀態(tài)代號(hào)僅表示產(chǎn)品處于自然時(shí)效階段。
T 熱處理狀態(tài)(不同于F、O、H狀態(tài)) 適用于熱處理后,經(jīng)過(guò)(或不經(jīng)過(guò))加工硬化達(dá)到穩(wěn)定的產(chǎn)品。T代號(hào)后面必須跟有一位或多位阿拉伯?dāng)?shù)字。在T字后面的**位數(shù)字表示熱處理基本類型(從1~10),其后各位數(shù)字表示在熱處理細(xì)節(jié)方面有所變化。如 6061—T 62 ;5083—H 343等。
T1—從成型溫度冷卻并自然時(shí)效至大體穩(wěn)定狀態(tài)。
T2—退火狀態(tài)(只用于鑄件)。
T3—固溶處理后自然時(shí)效。
T31—固溶處理冷作(1%)后自然時(shí)效。
T36—固溶處理冷作(6%)后自然時(shí)效。
T37—固溶處理冷作(7%)后自然時(shí)效,用于2219合金。
T4—固溶處理后自然時(shí)效。
T41—固溶處理后沸水淬火。
T411—固溶處理后空冷至室溫,硬度在O及T6之間,殘余應(yīng)力低。
T42—固溶處理后自然時(shí)效。由用戶進(jìn)行處理,適于2024合金,強(qiáng)度比T4稍低。
T5—從成型溫度冷卻后人工時(shí)效。
T6—固溶處理后人工時(shí)效。
T61—T41+人工時(shí)效。
T611—固溶處理,沸水淬火。
T62—固溶處理后人工時(shí)效。
T7—固溶處理后穩(wěn)定化。提高尺寸穩(wěn)定性,減小殘余應(yīng)力,提高抗蝕性。
T72—固溶處理后過(guò)時(shí)效。
T73—固溶處理后進(jìn)行分級(jí)時(shí)效,強(qiáng)度比T6低,抗蝕性顯著提高。
T76—固溶處理后進(jìn)行分級(jí)時(shí)效。
T8—固溶處理冷作后人工時(shí)效。
T81—固溶處理后冷作,人工時(shí)效。為改善固溶處理后的變形及改善強(qiáng)度。
T86—固溶處理后冷作(6%),人工時(shí)效。
T87—T37+人工時(shí)效。
T9—固溶處理后人工時(shí)效再冷作。
T10—從成型溫度冷卻,人工時(shí)效后冷作。
Tx51—為消除固溶處理后的殘余應(yīng)力進(jìn)行拉伸處理。
板材0.5~3%的*變形,棒、型材1~3%的*變形。
X代表3、4、6或8,例如T351、T451、T651、T851,適用于板、拉制棒、線材,拉伸消除應(yīng)力后不作任何矯正而時(shí)效。T3510、T4510、T8510,適用于擠壓型材,拉伸消除應(yīng)力后為使平直度符合公差進(jìn)行矯正,并時(shí)效。
Tx52—為消除固溶處理后的殘余應(yīng)力進(jìn)行壓縮變形,固溶處理后進(jìn)行2.5%的塑性變形然后時(shí)效,例如T352、T652。
Tx53—消除熱應(yīng)力。
Tx54—為消除精密鍛件固溶處理后的殘余應(yīng)力進(jìn)行壓縮變形。
施工方法
鍛造修傷
修傷是鋁合金模鍛工藝中的重要一環(huán)。由于鋁合金在高溫下較軟,粘性大,流動(dòng)性差,容易粘模并產(chǎn)生各種表面缺陷(折疊、毛刺、裂紋等),在進(jìn)行下一道工序前,必須打磨、修傷,將表面缺陷清除干凈,否則在后續(xù)工序中缺陷將進(jìn)一步擴(kuò)大,甚至引起鍛件報(bào)廢。
修傷用的工具有風(fēng)動(dòng)砂輪機(jī)、風(fēng)動(dòng)小銑刀、電動(dòng)小銑刀及扁鏟等。修傷前先經(jīng)腐蝕查清缺陷部位,修傷處要圓滑過(guò)渡,其寬度應(yīng)為深度的5~10倍。
壓力加工
鋁合金壓力加工產(chǎn)品分為防銹(LF)、硬質(zhì)(LY)、鍛造(LD)、超硬(LC)、包覆(LB)、特殊(LT)及釬焊(LQ)等七類。常用鋁合金材料的狀態(tài)為退火(M燜火)、硬化(Y)、熱軋(R)等三種。
壓鑄的特點(diǎn)
壓力鑄造簡(jiǎn)稱壓鑄,是一種將熔融合金液倒入壓室內(nèi),以高速充填鋼制模具的型腔,并使合金液在壓力下凝固而形成鑄件的鑄造方法。壓鑄區(qū)別于其它鑄造方法的主要特點(diǎn)是高壓和高速。
(1)金屬液是在壓力下填充型腔的,并在較高的壓力下結(jié)晶凝固,常見(jiàn)的壓力為15—100MPa。
(2)金屬液以高速充填型腔,通常在10—50米/秒,有的還可**過(guò)80米/秒,(通過(guò)內(nèi)澆口導(dǎo)入型腔的線速度—內(nèi)澆口速度),因此金屬液的充型時(shí)間較短,約0.01—0.2秒(須視鑄件的大小而不同)內(nèi)即可填滿型腔。壓鑄機(jī)、壓鑄合金與壓鑄模具是壓鑄生產(chǎn)的三大要素,缺一不可。所謂壓鑄工藝就是將這三大要素**地加以綜合運(yùn)用,使能穩(wěn)定地有節(jié)奏地和高效地生產(chǎn)出外觀、內(nèi)在質(zhì)量好的、尺寸符合圖樣或協(xié)議規(guī)定要求的合格鑄件,甚至優(yōu)質(zhì)鑄件。
壓鑄的流動(dòng)性
流動(dòng)性是指合金液體充填鑄型的能力。流動(dòng)性的大小決定合金能否鑄造復(fù)雜的鑄件。在鋁合金*晶合金的流動(dòng)性較好。
影響流動(dòng)性的因素很多,主要是成分、溫度以及合金液體中存在金屬氧化物、金屬化合物及其他污染物的固相顆粒,但外在的根本因素為澆注溫度及澆注壓力(俗稱澆注壓頭)的高低。
實(shí)際生產(chǎn)中,在合金已確定的情況下,除了強(qiáng)化熔煉工藝(精煉與除渣)外,還必須改善鑄型工藝性(砂模透氣性、金屬型模具排氣及溫度),并在不影響鑄件質(zhì)量的前提下提高澆注溫度,保證合金的流動(dòng)性。
鋁材
鋁和鋁合金經(jīng)加工成一定形狀的材料統(tǒng)稱鋁材,包括板材、帶材、箔材、管材、棒材、線材、型材等。
焊接方法
鋁合金材料,強(qiáng)度高和質(zhì)量輕。主要焊接工藝為鎢極氬弧焊TIG、氣體保護(hù)焊MIG、攪拌摩擦焊FSW、電阻點(diǎn)焊等。
鋁合金焊接保護(hù)措施
1、焊前用化學(xué)+機(jī)械的方法清除工件坡口及周圍部分和焊絲表面的氧化物,順序是先化學(xué)清洗,后機(jī)械打磨;
2、焊接過(guò)程中要采用合格的保護(hù)氣體進(jìn)行保護(hù);
3、在氣焊時(shí),采用熔劑,在焊接過(guò)程中不斷用焊絲挑破熔池表面的氧化膜。
焊接難點(diǎn)
(1)較易氧化。在空氣中,鋁容易同氧化合,生成致密的三氧化二鋁薄膜(厚度約0.1-0.2μm),熔點(diǎn)高(約2050℃),遠(yuǎn)遠(yuǎn)**過(guò)鋁及鋁合金的熔點(diǎn)(約600℃左右)。氧化鋁的密度3.95-4.10g/cm3,約為鋁的1.4倍,氧化鋁薄膜的表面易吸附水分,焊接時(shí),它阻礙基本金屬的熔合,較易形成氣孔、夾渣、未熔合等缺陷,引起焊縫性能下降。
(2)易產(chǎn)生氣孔。鋁和鋁合金焊接時(shí)產(chǎn)生氣孔的主要原因是氫,由于液態(tài)鋁可溶解大量的氫,而固態(tài)鋁幾乎不溶解氫,因此當(dāng)熔池溫度快速冷卻與凝固時(shí),氫來(lái)不及逸出,容易在焊縫中聚集形成氣孔。氫氣孔難于完全避免,氫的來(lái)源很多,有電弧焊氣氛中的氫,鋁板、焊絲表面氧化膜吸附空氣中的水分等。實(shí)踐證明,即使氬氣按GB/T4842標(biāo)準(zhǔn)要求,純度達(dá)到99.99% 以上,但當(dāng)水分含量達(dá)到20ppm時(shí),也會(huì)出現(xiàn)大量的致密氣孔,當(dāng)空氣相對(duì)濕度**過(guò)80%時(shí),如果不采取加熱等措施,焊縫就會(huì)明顯出現(xiàn)氣孔。同時(shí),采用小電流慢速焊,加大焊縫冷卻時(shí)間,并利用焊絲電弧進(jìn)行熔池?cái)噭?dòng),可以較好的幫助氣體排出熔池。
(3)焊縫變形和形成裂紋傾向大。鋁的線膨脹系數(shù)和結(jié)晶收縮率約比鋼大兩倍,易產(chǎn)生較大的焊接變形的內(nèi)應(yīng)力,對(duì)剛性較大的結(jié)構(gòu)將促使熱裂紋的產(chǎn)生。
(4)鋁的導(dǎo)熱系數(shù)大(純鋁0.538卡/Cm.s.℃)。約為鋼的4倍,因此,焊接鋁和鋁合金時(shí),比焊鋼要消耗更多的熱量。
(5)合金元素的蒸發(fā)的燒損。鋁合金中含有低沸點(diǎn)的元素(如鎂、鋅、錳等),在高溫電弧作用下,較易蒸發(fā)燒損,從而改變焊縫金屬的化學(xué)成分,使焊縫性能下降。
(6)高溫強(qiáng)度和塑性低。高溫時(shí)鋁的強(qiáng)度和塑性很低,破壞了焊縫金屬的成形,有時(shí)還容易造成焊縫金屬塌落和焊穿現(xiàn)象。
(7)無(wú)色彩變化。鋁及鋁合金從固態(tài)轉(zhuǎn)為液態(tài)時(shí),無(wú)明顯的顏色變化,使操作者難以掌握加熱溫度。
熔煉鑄造
鋁合金的熔煉與澆注是鑄造生產(chǎn)中主要環(huán)節(jié)。嚴(yán)格控制熔煉與澆鑄的全過(guò)程,對(duì)防止針孔、夾雜、欠鑄、裂紋、氣孔以及縮松等鑄造缺陷起著重要的作用。由于鋁熔體吸收氫傾向大,氧化能力強(qiáng),易溶解鐵,在熔煉與澆鑄過(guò)程中必須采取簡(jiǎn)易而又謹(jǐn)慎的預(yù)防措施,以獲得優(yōu)質(zhì)鑄件。
1、鋁合金爐料配制及質(zhì)量控制
為了熔煉出優(yōu)質(zhì)鋁熔體,首先應(yīng)選用合格的原材料。須對(duì)原材料進(jìn)行科學(xué)管理和適當(dāng)處理,否則就會(huì)嚴(yán)重影響合金的質(zhì)量,生產(chǎn)實(shí)踐證明,原材料(包括金屬材料及輔助材料)控制不嚴(yán)會(huì)使鑄件成批報(bào)廢。
(一)原材料必須有合格的化學(xué)成分及組織,具體要求如下:
入廠的合金錠除分析主要成分及雜質(zhì)含量外,尚就檢查低陪組織及斷口。實(shí)踐證明,使用了含有嚴(yán)重縮孔、針孔、以及氣泡的鋁液,就難以獲得致密的鑄件,甚至?xí)斐烧麪t、整批的鑄件報(bào)廢。
有人在研究鋁硅合金錠對(duì)鋁合金針孔的影響時(shí)發(fā)現(xiàn),用熔融的純澆鑄砂型試塊時(shí)并不出現(xiàn)針孔,當(dāng)加入低組織和不合格的鋁硅合金錠后,試塊針孔嚴(yán)重,且晶粒大。其原因?yàn)椴牧系倪z傳性所致。鋁硅系合金和遺傳性隨著含量的提高面增大,硅量達(dá)到7%時(shí),遺傳顯著。繼續(xù)提高硅含量到共晶成分,遺傳性又稍減小。為解決爐料遺傳性引起的鑄件缺陷,必須選用冶金質(zhì)量高的鋁錠、中間合金及其它爐料。具體標(biāo)準(zhǔn)如下:
(1)斷口上不應(yīng)有針孔、氣孔
針孔應(yīng)在三級(jí)以內(nèi),局部(不**過(guò)受檢面積的25%)不應(yīng)**過(guò)三級(jí),**過(guò)三級(jí)者必須采取重熔煉的辦法以減少針孔度。重熔精煉方法與一般鋁合金熔煉相同,澆鑄溫度不宜**過(guò)660℃,對(duì)于那些原始晶粒大的鋁錠、合金錠等,應(yīng)先用較低的錠模溫度,使它們快速凝固,細(xì)化晶粒。
2、爐料處理
爐料使用前應(yīng)經(jīng)吹砂處理,以去除表面的銹蝕、油脂等污物。放置時(shí)間不長(zhǎng),表面較干凈的鋁合金錠及金屬型回爐料可以不經(jīng)吹砂處理,但應(yīng)消除混在爐料內(nèi)的鐵質(zhì)過(guò)濾網(wǎng)及鑲嵌件等,所有的爐料在入爐前均應(yīng)預(yù)熱,以去除表面附的水分,縮短熔煉時(shí)間在3小時(shí)以上。
3、爐料的管理及存放
爐料的合理保存及管理對(duì)確保合金質(zhì)量有重要意義。爐料應(yīng)貯存在溫度變化不大、干燥的倉(cāng)庫(kù)內(nèi)。
2、坩堝及熔煉工具的準(zhǔn)備
(一)坩堝鑄造鋁合金常用鐵坩堝,也可用鑄鋼及鋼板焊接坩堝。
新坩堝及長(zhǎng)期未用的舊坩堝,使用前均應(yīng)吹砂,并加熱到700--800度,保持2--4小時(shí),以燒除附著在坩堝內(nèi)壁的水分及可燃物質(zhì),待冷到300度以下時(shí),仔細(xì)清理坩堝內(nèi)壁,在溫度不**200度時(shí)噴涂料。
坩堝使用前應(yīng)預(yù)熱至暗紅色(500--600度),并保溫2小時(shí)以上。新坩堝外熔煉之前,較好先熔化一爐同牌號(hào)的回爐料。
(二)熔煉工具的準(zhǔn)備
鐘罩、壓瓢、攪拌勺、澆包
錠模等使用前均應(yīng)預(yù)熱,并在150度---200度溫度下涂以防護(hù)性涂料,并徹底烘干,烘干溫度為200--400度,保溫時(shí)間2小時(shí)以上,使用后應(yīng)徹底清除表面上附著的氧化物、氟化物,(較好進(jìn)行吹砂)。
3、熔煉溫度的控制
熔煉溫度過(guò)低,不利于合金元素的溶解及氣體、夾雜物的排出,增加形成偏析、冷隔、欠鑄的傾向,還會(huì)因冒口熱量不足,使鑄件得不到合理的補(bǔ)縮,有資料指出,所有鋁合金的熔煉溫度至少要達(dá)705度并應(yīng)進(jìn)行攪拌。熔煉溫度過(guò)高不僅浪費(fèi)能源,較嚴(yán)重的是因?yàn)闇囟扔?,吸氫愈多,晶粒亦愈粗大,鋁的氧化愈嚴(yán)重,一些合金元素的燒損也愈嚴(yán)重,從而導(dǎo)致合金的機(jī)械性能的下降,鑄造性能和機(jī)械加工性能惡化,變質(zhì)處理的效果削弱,鑄件的氣密性降低。
生產(chǎn)實(shí)踐證明,把合金液快速升溫至較高的溫度,進(jìn)行合理的攪拌,以促進(jìn)所有合金元素的溶解(特別是難熔金屬元素),扒除浮渣后降至澆注溫度,這樣,偏析程度較小,熔解的氫亦少,有利于獲得均勻致密、機(jī)械性能高的合金.因?yàn)殇X熔體的溫度是難以用肉眼來(lái)判斷的,所以不論使用何種類型的熔化爐,都應(yīng)該用測(cè)溫儀表控制溫度。測(cè)溫儀表應(yīng)定期校核和維修。熱電偶套管應(yīng)周期的用金屬刷刷干凈,涂以防護(hù)性涂料,以保證測(cè)溫結(jié)果的準(zhǔn)確性及處長(zhǎng)使用壽命。
4、熔煉時(shí)間的控制
為了減少鋁熔體的氧化、吸氣和鐵的溶解,應(yīng)盡量縮短鋁熔體在爐內(nèi)的停留時(shí)間,快速熔煉。從熔化開(kāi)始至澆注完畢,砂型鑄造不**過(guò)4小時(shí),金屬型鑄造不**過(guò)6小時(shí),壓鑄不**過(guò)8小時(shí)。
為加速熔煉過(guò)程,應(yīng)首先加入中等塊度、熔點(diǎn)較低的回爐料及鋁硅中間合金,以便在坩堝底部盡快形成熔池,然后再加塊度較大的回爐料及純鋁錠,使它們能徐徐浸入逐漸擴(kuò)大的熔池,很快熔化。在爐料主要部分熔化后,再加熔點(diǎn)較高、數(shù)量不多的中間合金,升溫、攪拌以加速熔化。最后降溫,壓入易氧化的合金元素,以減少損失。
5、熔體的轉(zhuǎn)送和澆注
盡管固態(tài)氧化鋁的密度近似于鋁熔體的密度,在進(jìn)入鋁熔體內(nèi)部后,經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間才會(huì)沉至坩堝底陪。而鋁熔體被氧化后形成的氧化鋁膜,卻僅與鋁熔體接觸的一面是致密的,與空氣接觸的一面疏松且有大量直徑為60--100A的小孔,其表面積大,吸附性強(qiáng),較易吸附在水汽,反有上浮的傾向。因此,在這種氧化膜與鋁熔體的比重差小,將其混入熔體中,浮沉速度很慢,難以從熔體中排除,在鑄件中形成氣孔太夾雜。所以,轉(zhuǎn)送鋁熔體中關(guān)鍵是盡量減少熔融金屬的攪拌,盡量減少熔體與空氣的接觸。
采用傾轉(zhuǎn)式坩堝轉(zhuǎn)注熔體時(shí),為避免熔體與空氣的混合,應(yīng)將澆包盡量靠所爐咀,并傾斜放置,使熔體沿著澆包的側(cè)壁下流,不致直接沖擊包底,發(fā)生攪動(dòng)、飛濺等。
采用正確合理的澆注方法,是獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的重要條件之一。生產(chǎn)實(shí)踐得,注意下列事項(xiàng),對(duì)防止、減少鑄件缺陷是很有效的。
(一)澆注前應(yīng)仔細(xì)檢查熔體出爐溫度、澆包容量及其表面涂料層的干燥程度,其他工具的準(zhǔn)備是否合乎要求。金屬澆口杯在澆注前3--5分鐘之內(nèi)就在砂型上安放好,此時(shí)澆包懷的溫度不**150度,安置過(guò)早或溫度過(guò)高,澆道內(nèi)憋住大量氣體,在澆注時(shí)有爆炸的危險(xiǎn)。
(二)不能在有“過(guò)堂風(fēng)”的場(chǎng)合下澆注,以及熔體強(qiáng)烈氧化,燃燒,使鑄件產(chǎn)生氧化夾雜等缺陷。
(三)由坩堝內(nèi)獲取熔體時(shí),應(yīng)先用包底輕輕撥開(kāi)熔體表面的氧化皮或熔劑層,緩慢地將澆包浸入熔體內(nèi),用澆包的寬口舀取熔體,然后平穩(wěn)的提起澆包。
(四)端包時(shí)不要掌平,步子要穩(wěn),澆包不宜提得過(guò)高,澆包內(nèi)金屬液面必須保持平穩(wěn),不受攏動(dòng)。
(五)即將澆注時(shí),應(yīng)扒凈澆包的渣子,以免在澆注中將熔渣、氧化皮等帶入鑄型中。
(六)在澆注中,熔體流就保持平穩(wěn),不能中斷,不能直沖口懷的底孔。澆口懷自始至終應(yīng)充滿,液面不得翻動(dòng),澆注速度要控制得當(dāng)。通常,澆注開(kāi)始度就稍慢些,使熔體充填平穩(wěn),然后速度稍快,并基本保持澆注速度不變。
(七)在澆注過(guò)程中,澆包咀與澆口的距離就盡可能靠近,以不**過(guò)50毫米為限,以免熔液過(guò)多地氧化。
(八)帶堵塞的澆口懷,堵塞不能撥得太早,在熔體充滿澆口懷后,再緩慢地斜向撥出,以免熔體在注入澆道時(shí)產(chǎn)生渦流。
(九)距坩堝底部60毫米以下的熔體不宜澆注鑄件。
鋁合金鑄造(ZL)
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