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彭水清1.铝及铝合金材料介绍2.铝合金热挤压成型工艺介绍3.铝合金热挤压型材设计及模具知识了解4.常见铝合金热挤压型材缺陷及预防1铝及铝合金材料介绍铝锭金属元素-铝铝是地球上含量极丰富的金属元素,其蕴藏量在金属中居第2位。至19世纪末,铝才崭露头角,成为在工程应用中具有竞争力的金属,且风行一时。航空、建筑、汽车三大重要工业的发展,要求材料特性具有铝及其合金的独特性质,这就大大有利于这种新金属-铝的生产和应用。当1886年CharlesHall在美国俄亥俄州和PaulHeroupt在法国各自独立地将溶解在熔融冰晶石中的氧化铝(Al2O3)的电解还原技开发成功之时,世界上首批以内燃机为动力设备的车辆问世,随之而来的便是作为汽车业需用的、具有越来越大的工程价值的材料-铝及其合金对汽车工业的发展开始起重要的作用。电气化也要求将大量质轻的导电金属-铝用于长距离输送电,用于建造支撑架空电缆纲络所需要的塔架,以便以发电厂传输电能。铝工业的发展还不只限于上述内容。铝在商业上应用于诸如镜框、门牌和餐用托盘之类的新颖物品。铝制的炊事用具也成为市场上的一类商品。现在,铝已发展成具有各种各样用途的材料,其范围之广足以使现代生活的各个侧面直接地受到铝的应用的影响。铝的生产铝电解工艺流程:现代铝工业生产采用冰晶石—氧化铝融盐电解法。熔融冰晶石是溶剂,氧化铝作为电解铝生产溶质,以碳素体作为阳极,铝液作为阴极,通入强大的直流电后,在950℃-970℃下,在电解槽内的两极上进行电化学反应,即电解。化学反应主要通过这个方程进行:2Al2O3+3C==4Al+3CO2。阳极:2O2ˉ+C-4eˉ=CO2↑阴极:Al3+3eˉ=Al。阳极产物主要是二氧化碳和一氧化碳气体,其中含有一定量的氟化氢等有害气体和固体粉尘。为保护环境和人类健康需对阳极气体进行净化处理,除去有害气体和粉尘后排入大气。阴极产物是铝液,铝液通过真空抬包从槽内抽出,送往铸造车间,在保温炉内经净化澄清后,浇铸成铝锭(aluminumingot)。山东巍桥的电解铝及铸锭车间铝锭熔铸熔铸时主要加上硅.镁及晶粒细化剂。炉温720-730度。冶炼出来的铝含有的主要杂质是铁与硅,锌、镓、钛、钒也通常作为微量杂质存在。国际上铝的最低纯度是以确定的成分及其数值作为基本标准。在美国,以形成常规做法是将铁与銈的相对浓度作为更重要的标准来考虑。未合金化的金属级别,可由其纯度来决定,如含铝量为99.70%的铝,或者由美国铝协会制订的方法来决定,该法规定以Pxxx级别为标准。在后一种情况下,字母P后的数字表明硅与铁各自的最大的百份之零点几数值。铝的主要特性:铝及其合金的优良特点是其外观好、质轻,可机加工性、物理和力学性能好,以及抗腐蚀性好,从而使铝及铝合金在很多应用领域中被认为最为经济实用。铝的密度只有2.7g/cm3,约为钢、铜或黄铜的密度(分别为7.83g/cm3,8.93g/cm3)的1/3。在大多数环境条件下,包括在空气、水(或盐水)、石油化学和很多化学体系中,铝能显示优良的抗腐蚀性。铝的表面具有高度的反射性。辐射能、可见光、辐射热和电波都能有效地被铝反射,而阳极氧化和深色阳极氧化的表面可以是反射性的,也可以是吸收性的,抛光后的铝在很宽波长范围内具有优良的反射性,因而具有各种装饰用途及具有反射功能性的用途。铝通常显示出优良的电导率和热导率,具有高电阻率的一些特定铝合金也已经研制成功,这些合金可用于如高转矩的电动机中。铝由于它的优良电导率而常被选用。在重量相等的基础上,铝的电导率近于铜的两倍。铝合金的热导量率大约是铜的50-60%,这对制造热交换器、蒸发器、加热电器、炊事用具,以及汽车的缸盖与散热器皆为有利。铝是非铁磁性的,这对电气工业和电子工业而言是一重要特性。铝是不能自燃的,这对涉及装卸或接触易燃易爆材料的应用来说是重要的。铝无毒性,通常用于制造盛食品和饮料的容器。它的自然表面状态具有宜人的外观。它柔软、有光泽,而且为了美观,还可着色或染上纹理图案。一些铝合金在强度上超过结构钢材,但是纯铝及某些铝合金的强度和硬度极低。在现代生活中,铝已经广泛地应用在建筑行业中。机加工性:铝的可机加工性是优良的。在各种变形铝合金和铸造铝合金中,以及在这些合金产出后具有的各种状态中,可机加工特性的变化相当大,这就需要特殊的机床或技术。可成形性:这是铝及许多铝合金较重要的特性之一。特定的拉伸强度、屈服强度、可延展性和相应的加工硬化率支配着允许变形量的变化。商业上可提供的铝合金在不同形态下成形性的额定值取决于成形的工艺方法。这些额定值在作金属加工特性的定性对照中仅能起大致的指导作用,即不能定量地作为成形性的极值。锻性:铝合金可以锻造成形状与品种繁多的锻件,它们的最终部件锻造设计标准的选择范围(基于预定的用途)是很宽的。连接铝可用各式各样的方法连接,包括熔焊、电阻焊、硬焊、软焊、粘结以及诸如铆接和栓接之类的机械方法。可回收性:铝具有极高的回收性,再生铝的特性与原生铝几乎没有分别。这点使铝成为环保人士的宠儿。(a)按合金元素分类1×××表纯度99.0%以上之纯铝系铝件、面板85/KG2×××表铝-铜合金3×××表铝-锰合金4×××表铝-硅合金5×××表铝-镁合金(瑞士进口)6×××表铝-镁-硅合金T5606360617×××表铝-锌-镁合金8×××表上记以外之其他系统的合金9×××表备用之分类号(b)按强化机构分类(或依热处理形态)1.应变硬化铝合金(非热处理形态):1×××,3×××,4×××,5×××2.可热处理强化铝合金:2×××,6×××,7×××铝合金的分类铝材分类•依加工型态:锻造用及铸造用铝合金a.锻造用铝合金:依成份1xxx:Al2xxx:Al-Cu3xxx:Al-Mn4xxx:Al-Si5xxx:Al-Mg6xxx:Al-Mg-Si7xxx:Al-Zn-Mg8xxx:others•锻造用铝合金依热处理型态分类:非热处理型态1xxx:Al3xxx:Al-Mn4xxx:Al-Si5xxx:Al-Mg热处理型态2xxx:Al-Cu6xxx:Al-Mg-Si7xxx:Al-Zn-Mg合金牌号化学成份SiFeCuMnMgCrZnTi其它eachtotal2011MinMax-0.40-0.705.006.00-------0.30--Bi0.2-0.6Pb0.2-0.6-0.05-0.153003MinMax-0.60-0.700.050.201.001.50-----0.10-----0.50-0.155052MinMax-0.25-0.40-0.10-0.102.202.800.150.35-0.10-----0.50-0.155083MinMax-0.40-0.40-0.100.401.004.004.900.050.25-0.25-0.15---0.50-0.156005MinMax0.600.90-0.35-0.10-0.100.400.60-0.10-0.10-0.10---0.05-0.156060MinMax0.300.600.100.30-0.10-0.100.450.60-0.05-0.15-0.10---0.05-0.156061MinMax0.400.80-0.700.150.40-0.150.801.200.040.35-0.20-0.15---0.05-0.156063MinMax0.300.60-0.35-0.10-0.100.450.90-0.10-0.10-0.10---0.05-0.156082(6351)MinMax0.701.20-0.50-0.100.400.800.600.80-0.25-0.20-0.10---0.05-0.156262MinMax0.400.80-0.700.150.40-0.150.801.200.400.14-0.25-0.15Bi0.4-0.7Pb0.4-0.7-0.05-0.156463MinMax0.200.60-0.15-0.20-0.050.450.90---0.05-----0.05-0.157005MinMax-0.35-0.40-0.100.200.701.001.800.060.204.005.000.010.06Zr0.08-0.20-0.05-0.157075MinMax-0.40-0.501.202.00-0.302.102.900.180.285.106.10-0.20Zr+Ti0.25-0.05-0.15铝合金的可挤压性及力学性能比对表合金可挤压性指数可否挤压空心型材典型状态力学性能抗拉强度(MPa)屈服强度(MPa)伸长率(%)1100150YesH112904040201420NoT4440310193003110YesH1121104535505260NoH11220010025606165YesT6320280136063100YesT519515515707510NoT65115905209可挤压指数以6063的相对值定位100为参考.2XXX系列合金:螺丝制造、航空机体、卡车骨架、塑料铸模及锻造缸头6XXX系列合金:门窗、家具、建筑装饰用棒及线、机械零件、道路车辆、切削加工材6061Fe含量较高,所以硬度较大.适合于做工业形材.6463Mg含量较高,所以美观光泽度高.6063Cu含量较高,所以传导性较高.含铜量的大小将直接影响到导电率的好坏和散热片的散热效果7XXX系列合金:高强度熔接构造物、卡车车体、铁路车辆、冷冻设备、航空器构造体、国防用零件其他(1XXX、3XXX、4XXX、5XXX、8XXX):电线板金制品及食品设备之板材等五金及电工器材热挤压铝合金用途•基本热处理状态符号代号名称说明F制造状态制造状态,无特别规定机械性质O退火状态退火状态,最柔软之状态H冷加工硬化状态冷加工硬化状态,只适用于伸展材W固熔热处理固熔热处理,室温下之机械性质不安定T热处理状态(不同于F、O、H状态)固熔热处理或高温加工后冷却铝合金热处理状态HXn调质分类调质分类调质代号说明H1n只加工硬化H2n加工硬化后,适度软化处理H3n加工硬化后,安定化处理H4n加工硬化后,涂装工程烧稍微软化TX调质分类调质分类(一)调质代号说明T1由高温加工后冷却,自然时效。T2由高温加工过程冷却,经冷加工后自然时效T3固溶热处理后淬火,再冷加工,后自然时效T4固溶热处理后淬火,自然时效T5由高温加工后冷却,人工时效硬化T6固溶热处理后淬火,人工时效硬化T7固溶热处理后淬火,过时效处理T8固溶热处理后淬火,经冷加工,再人工时效硬化处理T9固溶热处理后淬火,人工时效硬化处理,再冷加工T10由高温加工后冷却,经冷加工,再人工时效硬化处理制造条件与质别符号-热处理型冷加工热加工退火(O)固熔处理、淬火(W)冷却(T1)冷加工(T2)人工时效(T5)人工时效(T10)冷加工(T3)室温时效(T4)人工时效(T6)人工时效(T8)冷加工(T9)安定化处理(T7)制造条件与质别符号-非热处理型热加工退火(O)冷加工(H1n)适度软化(H2n)安定化处理(H3n)涂装软化(H4n)铝挤型常用材质:一般适用制作挤型材料有6061、6063、7005‧‧‧,电子业界所选用散热片之材料为6063牌号6063铝挤型:(系属AL-Mg-Si锻炼用合金之其中一种材质)16063化学成份(%)2T5热处理:指挤型料由高温挤制过程后冷却,经冷作加工而经人工时效硬化处理者。溶体化处理520C时效205C约2小时36063-T5挤型机械性质:4以上标准系依据中国国家标准CN82068及2257硅Si铁Fe铜Cu锰Mn镁Mg铬Cr锌Zn钛Ti其他元素铝Al各项总量0.20.10.350.10.10.60.45-0.90.10.10.050.15余额抗拉强度Kg/mm2降伏强度Kg/mm2伸长率%15以上11以上8以上牌号特性适合产品6063导电性及导热性佳,具有优良的抗蚀性,加工性好.具有中等
本文标题:铝挤成型工艺介绍
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