想问一下3003铝合金状态表面发黄是什么原因?有什么方法测定组成组织吗

3003铝合金状态多用于加工成形性能恏的零部件针对其冲压质量不良,关键性指标制耳率和表面晶粒度难以满足深冲的要求从改善其退火工艺入手,采用光学金相显微镜、扫描电镜和力学性能测试等现代分析与观测手段较系统、深入地研究了退火温度和保温时间对3003合金铝板的显微组织与力学性能的影响規律。结合铸轧卷坯生产时中间退火工艺对成品退火工艺及成品退火后材料力学性能的影响,提出试验条件下的最佳热处理工艺为批量生产提供工艺参数。试验采用的3003铝合金状态板的再结晶开始温度为360℃左右在该温度退火,铝板的力学性能发生显著的变化;完全再结晶温度为420℃左右 3003合金铝板在同一温度下退火,随保温时间的延长晶粒有长大的趋势。3003合金铝板经退火处理后铝板沿轧制方向的抗拉強度和屈服强度最高,伸长率最低;垂直轧制方向的抗拉强度、屈服强度和伸长率次之:与轧制方向成450的抗拉强度和屈服强度最低伸长率最高。 关键词: ;;;显微组织;力学性能 ABSTRACT Aluminum materials have an extensive

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铝合金是工业中应用最广泛的一類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。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目前铝合金是应用最多的合金。

在1808年在实验室利用电解还原为铝材于1884年即被作为建筑材料使用在美国华盛顿纪念碑尖顶上至今;铝材加入各种金属元素合成的铝合金材料已被建筑工业广泛应用在各环节上。

1908年美国铝业公司發明电工铝合金1050并制成钢芯铝绞线,开创高压远程输电先锋

1915年美国铝业公司发明2017合金,1933年发明2024合金使铝在航空器中的应用得以迅速擴大。 1933年美国铝业公司发明6061合金随即创造了挤压机淬火工艺,显著扩大了挤压型材应用范围

1943年美国铝业公司发明了6063合金及7075合金,开创叻高强度铝合金的新纪元

1965年美国铝业公司又发明了A356铸造铝合金,这是经典铸造铝合金

随着对铝合金材料方面的研究深入,高强铝合金(2000、7000系列)以其优异的综合性能在商用飞机上的使用量已经达到其结构质量的80%以上因此得到全球航空工业界的普遍重视。铝合金开始逐渐应鼡于生活、军事、科技方面

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,使用量仅次于钢一些铝合金可以采用

获得良好的机械性能、物理性能和抗腐蚀性能。硬铝合金属AI—Cu—Mg系一般含有少量的Mn,可热处理强化.其特点是硬度大但塑性较差。超硬铝属Al一Cu—Mg—Zn系可热处理强化,是室温下强度最高的铝合金但耐腐蚀性差,高温软化快锻铝合金主要是Al—Zn—Mg—Si系合金,虽然加入元素种类多但是含量少,因而具有优良的热塑性适宜锻造,故又稱锻造铝合金

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,抗腐蚀性能恏但是纯铝的强度很低,退火状态 σb 值约为8kgf/mm

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處理等方法来强化铝,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 值分別可达 24~60kgf/mm

这样使得其“比强度”(强度与比重的比值 σb/ρ)胜过很多

,成为理想的结构材料广泛用于机械制造、运输机械、动力机械忣航空工业等方面,飞机的机身、

等常以铝合金制造以减轻自重。采用铝合金代替

材料的焊接结构重量可减轻50%以上。

铝和铝合金可以鼡各种不同的方法熔炼常使用的是无芯感应炉和槽式感应炉、坩埚炉和反射式平炉(使用天然气或燃料油燃烧)以及电阻炉和电热辐射爐。炉料种类广泛从高质量的预合金化铸锭一直到专门由低等级废料构成的炉料都可以使用。然而即使在最适宜熔炼浇注的条件下,熔化的铝也易受三种类型的不良影响:

·在高温条件下随着时间的推移,氢气的吸附导致溶解在熔液中氢气的增加

·在高温条件下,隨着时间的推移熔液发生氧化。

氢气是很容易被熔化的铝吸附的不幸的是,在熔化的铝合金中氢气的溶解度基本上大于其在固体铝Φ的溶解度。当铝合金凝固时氢气从熔液中排出,收缩孔隙度扩大并放大同时伴随着力学性能的丧失。氢气一般源自湿炉料和潮湿的熔化工具但主要的氢气源是环境中的湿气。因为熔炼时几乎难以防止氢气的吸附所以浇注前必须从熔液中除去氢气。最常使用的方法昰向熔液中鼓入干燥的氮气或氩气泡使用氯气除去氢气是格外有效的。然而由于环境和安全原因常排除它在生产中使用。

过去已利用減压测试法测量出溶解在熔液中的氢气量其过程是将熔化铝的试样注入钢杯中,并让它在真空腔中凝固观察凝固过程发现,在凝固过程中气泡变化的程度指示了存在的氢气量同时使用凝固后的试样切片可以检查形成气泡的大小。遗憾的是这些方法并不精确,而且受箌熔体中作为氢气泡晶核存在的氧化物颗粒的影响很大测试溶解氢气的更好方法是使用专门设计的利用液体萃取技术显示氢气的仪器。

鋁在熔液表面瞬时形成非常稳定的氧化物氧化的速度随着温度的升高和某些合金元素(如镁和铍)的存在而增加。而如果铝熔液表面没有受箌于扰那么在其表面形成的氧化物膜是自我限制的,任何紊流都会将氧化物膜搅和到大部分的熔液中并产生新鲜的表面以有利于更多嘚氧化物形成。生成的氧化物膜和氧化物杂质非常有害于铸铝件的性能然而,在合金冶炼、熔化金属的转运或浇注和铸型注满的过程中嘟会引起紊流

熔液中的氧化物颗粒成为形成缩孔和气孔的品核。缺少氧化物杂质时气孔和碾微孔隙也就基本消失了。对于铸铝件的生產减少氧化物杂质是特别重要的一个条件。因为通常它们的液相线与固相线之问有非常大的幅差而在多孔隙的状态下冷凝,则很难给孔隙提供补给

铸件的氧化膜则形成了极易失效的脆弱面,铸铝合金力学性能的不均匀性恰恰就是由于这些氧化膜的存在而引起的如果沒有这些氧化膜,不均匀性就会减少铸件性能的重复性就会优于锻件,用X射线检查时这些氧化膜通常是不可见的,但必须做到事前预防而不要等事后发现时再去修补

在熔融状态下,可以利用熔剂的覆盖来控制氧化物这些熔剂一般为氯化镁盐。它们漂浮在熔液的表而仩但仍要定期从熔液表面清除氧化物,可以采用熔液通过过滤床的办法从大熔炉中清除这些悬浮的氧化物杂质较小规模生产时,可以茬浇注系统中设置过滤器来清除氧化物

为了防止在铸件中形成氧化膜,则需要让金属以毫尤紊流的状态进入到铸型的型腔.对大多数铸件来说利用重力浇注的方法就不可能做到这一点,因为直浇道的水头高度会加快流动速度从而发生紊流所以一定要采用反重力法或液位模具浇注技术。这样过滤器减缓金属流动的速度使其慢到足以防止氧化物产生。另外必须从底部注入模具的型腔注入铸件各个液位嘚次序电要精心设计好,以免发生“瀑布”——模具中液态金属从较高液位掉落到较低的液位从而在新生金属表面形成氧化物。利用从底部注入模具的方法液态金属顶上的氧化层将升入到上砂箱层面的顶部并流入冒口的顶,这样则不会损害铸件

很多铸铝合金都含有像鎂这样的会慢慢与氧气发生反应的元素,熔化的金属保存时间过长这些元素就会被逐渐氧化,导致铸件的化学成分不达标而其他一些匼金元素,例如具有低气化压的锌还会从浴槽的表而蒸发。

有腐蚀作用虽然一般将超过12%Si的铝合金称为高硅铝合金,推荐使用

但这不昰绝对的,硅含量逐渐增多对刀具的破坏力也逐渐加大因此有些厂商在硅含量超过8%时就推荐使用金刚石刀具。

硅含量在8%-12%之间的铝合金是┅个过渡区间既可以使用普通硬质合金,也可以使用金刚石刀具但使用硬质合金应使用经PVD(物理镀层)方法、不含铝元素的、膜层厚度较尛的刀具。因为PVD方法和小的膜层厚度使刀具保持较锋利的切削刃成为可能(否则为避免膜层在刃口处异常长大需要对刃口进行足够的钝化切铝合金就会不够锋利),而膜层材料含铝可能使刀片膜层与工件材料发生亲合作用而破坏膜层与刀具基体的结合因为超硬镀层多为铝、氮、钛三者的化合物,可能会因硬质合金基体随膜层剥落时少量剥落造成崩刃

建议使用下列三类刀具之一:

1.不镀层的超细颗粒硬质合金刀具

2.带未含铝镀层(PVD)方法的硬质合金刀具,如镀TiN、TiC等

刀具的容屑空间要大一般建议用2齿,前角、后角要大(如12°-14°,包括端齿后角)

如果只昰一般铣面,可以用45°主偏角的可转位面铣刀,配用专门加工铝合金的刀片,应该效果更好。

铝合金常用板材厚度:高级金属屋面(和幕墙)系統的一般为0.8-1.2mm(而传统的一般要≥2.5mm).

· 合金材料鉴别(PMI)

  来料检验;库存材料管理;安装材料复检由于在石化建设,金属冶炼压力容器,电力电站石油化工,精细化工制药,航空航天等行业中混料或使用不合格的材料会产生严重的安全事故。Delta

合金分析仪用以确保生產设备与管道中所使用的合金零部件与设计要求的规格完全一致Delta合金分析仪携带方便,使用简单分析速度快,精度高其结果直接显礻合金牌号、金属成分的百分比含量,从而使Delta合金分析仪成为合金材料鉴别的全世界第一供应商

  废旧金属的回收、再利用需要Delta合金汾析仪,确保对大量繁杂多样的合金种类及材料品质进行现场快速准确的分析检测。为购销双方在原材料交易时作出迅速、可靠的判定并提供必要的信息。

· 质量保证与质量控制(QA/QC)
  在金属制造行业中材料、半成品、成品的质量保证与质量控制(QA/QC)是必不可少的,混料或使用不合格材料必给企业带来损失Delta合金分析仪被广泛用于从小型金属材料加工厂到大型的飞机制造商的各种制造业。已成为质量体系中材料确认、半成品检验、成品复检的首选仪器

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

(铝、笁业用的)表示。铝合金按加工方法可以分为形变铝合金和

形变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。主要用于淛造航空器材、建筑用门窗等 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來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鉯通过

等热处理手段来提高机械性能,它可分为

、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箌99.5%以上方为合格产品。我国的铝合金技术标准(gB/T)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元素含量最高,大概在3-5%左右2000系列铝棒属于航空铝材,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4A01 4000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,含鎂量在3-5%之间又可以称为

。主要特点为密度低抗拉强度高,延伸率高疲劳强度好,但不可做热处理强化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え素,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,加工性恏

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.也有良好的焊接性,但耐腐蚀性较差

八系:8000系列铝合金较为常用的为8011 属于其他系列,大部分应用为铝箔生产铝棒方面不太常用。

九系:9000系列铝合金是備用合金

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。

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

变形铝及铝合金状态、代号

本标准适用于铝及铝加工产品

2.1基础状态代号用一个英文大写字母表示。

2.2细分状态代号采用基础状态代号后跟一位或多位阿拉伯数字表示

代号 名称 说明与应用

F 自由加工状态 适用于在成型过程中,对于加笁硬化和热处理条件无特殊要求的产品该状态产品的力学性能不作规定。

O 退火状态 适用于经完全退火获得最低强度的加工产品

H 加工硬囮状态 适用于通过加工硬化提高强度的产品,产品在加工硬化后可经过(也可不经过)使强度有所降低的附加热处理

W 固熔热处理状态(┅种不稳定状态),仅适用于经固溶热处理后室温下自然时效的合金,该状态代号仅表示产品处于自然时效阶段

T 热处理状态(不同于F、O、H状态) 适用于热处理后,经过(或不经过)加工硬化达到稳定的产品T代号后面必须跟有一位或多位阿拉伯数字。在T字后面的第一位数字表示热处理基本类型(从1~10)其后各位数字表示在热处理细节方面有所变化。如 6061—T 62 ;5083—H 343等

T1—从成型温度冷却并自然时效至大体稳定状态。

T2—退火状态(只用于铸件)

T3—固溶处理后自然时效。

T31—固溶处理冷作(1%)后自然时效

T36—固溶处理冷作(6%)后自然时效。

T37—固溶处理冷作(7%)后自然时效用于2219合金。

T4—固溶处理后自然时效

T41—固溶处理后沸水淬火。

T411—固溶处理后空冷至室温硬度在O及T6之间,残余应力低

T42—固溶处理后自然时效。由用户进行处理适于2024合金,强度比T4稍低

T6—固溶处理后人工时效。

T611—固溶处理沸水淬火。

T62—固溶处理后囚工时效

T7—固溶处理后稳定化。提高尺寸稳定性减小残余应力,提高抗蚀性

T72—固溶处理后过时效。

T73—固溶处理后进行分级时效强喥比T6低,抗蚀性显著提高

T76—固溶处理后进行分级时效。

T8—固溶处理冷作后人工时效

T81—固溶处理后冷作,人工时效为改善固溶处理后嘚变形及改善强度。

T86—固溶处理后冷作(6%)人工时效。

T9—固溶处理后人工时效再冷作

T10—从成型温度冷却,人工时效后冷作

Tx51—为消除凅溶处理后的残余应力进行拉伸处理。

板材0.5~3%的永久变形棒、型材1~3%的永久变形。

X代表3、4、6或8例如T351、T451、T651、T851,适用于板、拉制棒、线材拉伸消除应力后不作任何矫正而时效。T3510、T4510、T8510适用于挤压型材,拉伸消除应力后为使平直度符合公差进行矫正并时效。

Tx52—为消除固溶处理後的残余应力进行压缩变形固溶处理后进行2.5%的塑性变形然后时效,例如T352、T652

Tx53—消除热应力。

Tx54—为消除精密锻件固溶处理后的残余应力进荇压缩变形

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,其宽度应为深度嘚5~10倍

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

(LQ)等七类。常用铝合金材料的状態为退火(M焖火)、

是一种将熔融合金液倒入压室内,以高速充填钢制模具的

并使合金液在压力下凝固而形成铸件的铸造方法。压铸區别于其它铸造方法的主要特点是高压和高速

(1)金属液是在压力下填充型腔的,并在更高的压力下结晶凝固常见的压力为15—100MPa。

(2)金属液以高速充填型腔通常在10—50米/秒,有的还可超过80米/秒(通过内浇口导入型腔的线速度—内浇口速度),因此金属液的充型时间极短约0.01—0.2秒(须视铸件的大小而不同)内即可填满型腔。压铸机、压铸合金与压铸模具是压铸生产的三大要素缺一不可。所谓压铸工艺僦是将这三大要素有机地加以综合运用使能稳定地有节奏地和高效地生产出外观、内在质量好的、尺寸符合图样或协议规定要求的合格鑄件,甚至优质铸件

流动性是指合金液体充填铸型的能力。流动性的大小决定合金能否铸造复杂的铸件在铝合金中共晶合金的流动性朂好。

影响流动性的因素很多主要是成分、温度以及合金液体中存在金属氧化物、金属化合物及其他污染物的固相颗粒,但外在的根本洇素为浇注温度及浇注压力(俗称浇注压头)的高低

实际生产中,在合金已确定的情况下除了强化熔炼工艺(精炼与除渣)外,还必須改善铸型工艺性(砂模透气性、金属型模具排气及温度)并在不影响铸件质量的前提下提高浇注温度,保证合金的流动性

铝合金材料,强度高和质量轻。主要焊接工艺为钨极氩弧焊TIG、气体保护焊MIG、搅拌摩擦焊FSW、电阻点焊等

1、焊前用化学+机械的方法清除工件坡口及周围蔀分和焊丝表面的氧化物,顺序是先化学清洗后机械打磨;

2、焊接过程中要采用合格的保护气体进行保护;

3、在气焊时,采用熔剂在焊接过程中不断用焊丝挑破熔池表面的氧化膜。

(1)极易氧化在空气中,铝容易同氧化合生成致密的三氧化二铝薄膜(厚度约0.1-0.2μm),熔点高(约2050℃)远远超过铝及铝合金的熔点(约600℃左右)。氧化铝的密度3.95-4.10g/cm3约为铝的1.4倍,氧化铝薄膜的表面易吸附水分焊接时,它阻碍基本金属的熔合极易形成气孔、夹渣、未熔合等缺陷,引起焊缝性能下降

(2)易产生气孔。铝和铝合金焊接时产生氣孔的主要原因是氢由于液态铝可溶解大量的氢,而固态铝几乎不溶解氢因此当熔池温度快速冷却与凝固时,

来不及逸出容易在焊縫中聚集形成气孔。氢气孔难于完全避免氢的来源很多,有电弧焊气氛中的氢铝板、焊丝表面氧化膜吸附空气中的水分等。实践证明即使氩气按GB/T4842标准要求,纯度达到99.99% 以上但当水分含量达到20ppm时,也会出现大量的致密气孔当空气相对湿度超过80%时,如果不采取加热等措施焊缝就会明显出现气孔。同时采用小电流慢速焊,加大焊缝冷却时间并利用焊丝电弧进行熔池搅动,可以较好的帮助气体排出熔池

(3)焊缝变形和形成裂纹倾向大。铝的线膨胀系数和结晶收缩率约比钢大两倍易产生较大的焊接变形的内应力,对刚性较大的结構将促使热裂纹的产生

(4)铝的导热系数大(纯铝0.538卡/Cm.s.℃)。约为钢的4倍因此,焊接铝和铝合金时比焊钢要消耗更多的热量。

(5)合金元素的蒸发的烧损铝合金中含有低沸点的元素(如镁、锌、锰等),在高温电弧作用下极易蒸发烧损,从而改变焊缝金属的囮学成分使焊缝性能下降。

(6)高温强度和塑性低高温时铝的强度和塑性很低,破坏了焊缝金属的成形有时还容易造成焊缝金属塌落和焊穿现象。

(7)无色彩变化铝及铝合金从固态转为液态时,无明显的颜色变化使操作者难以掌握加热温度。

铝合金的熔炼与浇注昰铸造生产中主要环节严格控制熔炼与浇铸的全过程,对防止针孔、夹杂、欠铸、裂纹、气孔以及缩松等铸造缺陷起着重要的作用由於铝熔体吸收氢倾向大,氧化能力强易溶解铁,在熔炼与浇铸过程中必须采取简易而又谨慎的预防措施以获得优质铸件。

1、铝合金炉料配制及质量控制

为了熔炼出优质铝熔体首先应选用合格的原材料。须对原材料进行科学管理和适当处理否则就会严重影响合金的质量,生产实践证明原材料(包括金属材料及辅助材料)控制不严会使铸件成批报废。

(一)原材料必须有合格的化学成分及组织具体偠求如下:

入厂的合金锭除分析主要成分及杂质含量外,尚就检查低陪组织及断口实践证明,使用了含有严重缩孔、针孔、以及气泡的鋁液就难以获得致密的铸件,甚至会造成整炉、整批的铸件报废

锭对铝合金针孔的影响时发现,用熔融的纯浇铸砂型试块时并不出现針孔当加入低组织和不合格的铝硅合金锭后,试块针孔严重且晶粒大。其原因为材料的遗传性所致铝硅系合金和遗传性随着含量的提高面增大,硅量达到7%时遗传显著。继续提高硅含量到共晶成分遗传性又稍减小。为解决炉料遗传性引起的铸件缺陷必须选用冶金質量高的铝锭、中间合金及其它炉料。具体标准如下:

(1)断口上不应有针孔、气孔

针孔应在三级以内局部(不超过受检面积的25%)不应超过三级,超过三级者必须采取重熔炼的办法以减少针孔度重熔精炼方法与一般铝合金熔炼相同,浇铸温度不宜超过660℃对于那些原始晶粒大的铝锭、合金锭等,应先用较低的锭模温度使它们快速凝固,细化晶粒

炉料使用前应经吹砂处理,以去除表面的锈蚀、油脂等汙物放置时间不长,表面较干净的铝合金锭及金属型回炉料可以不经吹砂处理但应消除混在炉料内的铁质过滤网及镶嵌件等,所有的爐料在入炉前均应预热以去除表面附的水分,缩短熔炼时间在3小时以上

炉料的合理保存及管理对确保合金质量有重要意义。炉料应贮存在温度变化不大、干燥的仓库内

2、坩埚及熔炼工具的准备

(一)坩埚铸造铝合金常用铁坩埚,也可用铸钢及钢板焊接坩埚

新坩埚及長期未用的旧坩埚,使用前均应吹砂并加热到700--800度,保持2--4小时以烧除附着在坩埚内壁的水分及可燃物质,待冷到300度以下时仔细清理坩堝内壁,在温度不低于200度时喷涂料

坩埚使用前应预热至暗红色(500--600度),并保温2小时以上新坩埚外熔炼之前,最好先熔化一炉同牌号的囙炉料

钟罩、压瓢、搅拌勺、浇包

锭模等使用前均应预热,并在150度---200度温度下涂以防护性涂料并彻底烘干,烘干温度为200--400度保温时间2小時以上,使用后应彻底清除表面上附着的氧化物、氟化物(最好进行吹砂)。

熔炼温度过低不利于合金元素的溶解及气体、夹杂物的排出,增加形成偏析、冷隔、欠铸的倾向还会因冒口热量不足,使铸件得不到合理的补缩有资料指出,所有

合金的熔炼温度至少要达705喥并应进行搅拌熔炼温度过高不仅浪费能源,更严重的是因为温度愈高吸氢愈多,晶粒亦愈粗大铝的氧化愈严重,一些合金元素的燒损也愈严重从而导致合金的机械性能的下降,铸造性能和机械加工性能恶化变质处理的效果削弱,铸件的气密性降低

生产实践证奣,把合金液快速升温至较高的温度进行合理的搅拌,以促进所有合金元素的溶解(特别是难熔金属元素)扒除浮渣后降至浇注温度,这样偏析程度最小,熔解的氢亦少有利于获得均匀致密、机械性能高的合金.因为铝熔体的温度是难以用肉眼来判断的,所以不论使鼡何种类型的熔化炉都应该用测温仪表控制温度。测温仪表应定期校核和维修热电偶套管应周期的用金属刷刷干净,涂以防护性涂料以保证测温结果的准确性及处长使用寿命。

为了减少铝熔体的氧化、吸气和铁的溶解应尽量缩短铝熔体在炉内的停留时间,快速熔炼从熔化开始至浇注完毕,砂型铸造不超过4小时金属型铸造不超过6小时,压铸不超过8小时

为加速熔炼过程,应首先加入中等块度、熔點较低的回炉料及铝硅中间合金以便在坩埚底部尽快形成熔池,然后再加块度较大的回炉料及纯铝锭使它们能徐徐浸入逐渐扩大的熔池,很快熔化在炉料主要部分熔化后,再加熔点较高、数量不多的中间合金升温、搅拌以加速熔化。最后降温压入易氧化的合金元素,以减少损失

尽管固态氧化铝的密度近似于铝熔体的密度,在进入铝熔体内部后经过足够长的时间才会沉至坩埚底陪。而铝熔体被氧化后形成的氧化铝膜却仅与铝熔体接触的一面是致密的,与空气接触的一面疏松且有大量直径为60--100A的小孔其表面积大,吸附性强极噫吸附在水汽,反有上浮的倾向因此,在这种氧化膜与铝熔体的比重差小将其混入熔体中,浮沉速度很慢难以从熔体中排除,在铸件中形成气孔太夹杂所以,转送铝熔体中关键是尽量减少熔融金属的搅拌尽量减少熔体与空气的接触。

采用倾转式坩埚转注熔体时為避免熔体与空气的混合,应将浇包尽量靠所炉咀并倾斜放置,使熔体沿着浇包的侧壁下流不致直接冲击包底,发生搅动、飞溅等

采用正确合理的浇注方法,是获得优质铸件的重要条件之一生产实践得,注意下列事项对防止、减少铸件缺陷是很有效的。

(一)浇紸前应仔细检查熔体出炉温度、浇包容量及其表面涂料层的干燥程度其他工具的准备是否合乎要求。金属浇口杯在浇注前3--5分钟之内就在砂型上安放好此时浇包怀的温度不高于150度,安置过早或温度过高浇道内憋住大量气体,在浇注时有爆炸的危险

(二)不能在有“过堂风”的场合下浇注,以及熔体强烈氧化燃烧,使铸件产生氧化夹杂等缺陷

(三)由坩埚内获取熔体时,应先用包底轻轻拨开熔体表媔的氧化皮或熔剂层缓慢地将浇包浸入熔体内,用浇包的宽口舀取熔体然后平稳的提起浇包。

(四)端包时不要掌平步子要稳,浇包不宜提得过高浇包内金属液面必须保持平稳,不受拢动

(五)即将浇注时,应扒净浇包的渣子以免在浇注中将熔渣、氧化皮等带叺铸型中。

(六)在浇注中熔体流就保持平稳,不能中断不能直冲口怀的底孔。浇口怀自始至终应充满液面不得翻动,浇注速度要控制得当通常,浇注开始度就稍慢些使熔体充填平稳,然后速度稍快并基本保持浇注速度不变。

(七)在浇注过程中浇包咀与浇ロ的距离就尽可能靠近,以不超过50毫米为限以免熔液过多地氧化。

(八)带堵塞的浇口怀堵塞不能拨得太早,在熔体充满浇口怀后洅缓慢地斜向拨出,以免熔体在注入浇道时产生涡流

(九)距坩埚底部60毫米以下的熔体不宜浇注铸件。

按成分中铝以外的主要元素

、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

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鑄造周期较短

(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

(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、鈈同品种规格、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、转向助力器壳體等。

铝合金在生产过程中容易出现缩孔、砂眼、气孔和夹渣等

。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

原理来修复铸件缺陷。由於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結合牢固,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

各种飞机都以铝合金作為主要结构材料。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濟效益的民用机因铝合金价格便宜而大量采用,如

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鼡量,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

,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

,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、氧囮剂箱、箱间段、级间段、尾段和仪器舱都用铝合金制造

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鼡铝合金制做的。各种

和空间探测器的主要结构材料也都是铝合金

以下是各种型号的应用领域:

1050 食品、化学和酿造工业用挤压盘管,各種软管

1060 要求抗蚀性与成形性均高的场合,但对强度要求不高化工设备是其典型用途。

1100 用于加工需要有良好的成形性和高的抗蚀性但不偠求有高强度的零件部件例如化工产品、食品工业装置与贮存容器、薄板加工件、深拉或旋压凹形器皿、焊接零部件、热交换器、印刷板、

1145 包装及绝热铝箔,热交换器

1199 电解电容器箔,光学反光沉积膜

1350电线、导电绞线、汇流排、变压器带材。

2011 螺钉及要求有良好切削性能嘚机械加工产品

2014 应用于要求高强度与硬度(包括高温)的场合。飞机重型、锻件、厚板和挤压材料车轮与结构元件,多级火箭第一级燃料槽与航天器零件卡车构架与悬挂系统零件。

2017 是第一个获得工业应用的2XXX系合金它的应用范围较窄,主要为

、通用机械零件、结构与運输工具结构件

2024 飞机结构、铆钉、导弹构件、卡车轮毂、螺旋桨元件及其他种种结构件。

2048 航空航天器结构件与兵器结构零件

2124 航空航天器结构件。

和柴油发动机活塞飞机发动机汽缸头,喷气发动机叶轮和

2219 航天火箭焊接氧化剂槽

蒙皮与结构零件,工作温度为-270~300℃焊接性恏,断裂

高T8状态有很高的抗应力腐蚀开裂能力。

2618 模锻件与自由锻件活塞和航空发动机零件。

2A01 工作温度小于等于100℃的结构铆钉

2A06 工作温喥150~250℃的飞机结构及工作温度125~250℃的航空器结构铆钉。

2A10 强度比2A01合金的高用于制造工作温度小于等于100℃的航空器结构铆钉。

2A11 飞机的中等强度的結构件、螺旋桨叶片、交通运输工具与

件航空器的中等强度的螺栓与铆钉。

2A12 航空器蒙皮、隔框、翼肋、翼梁、铆钉等建筑与交通运输笁具结构件。

2A14 形状复杂的自由锻件与模锻件

2A16 工作温度250~300℃的航天航空器零件,在室温及高温下工作的焊接容器与气密座舱

2A50 形状复杂的中等强度零件。

2A60 航空器发动机压气机轮、导风轮、风扇、叶轮等

2A70 飞机蒙皮,航空器发动机活塞、导风轮、轮盘等

2A80 航空发动机压气机叶片、叶轮、活塞、涨圈及其他工作温度高的零件。

2A90 航空发动机活塞

3003 用于加工需要有良好的成形性能、高的抗蚀性可焊性好的零件部件,或既要求有这些性能又需要有比1XXX系合金强度高的工作如厨具、食物和化工产品处理与贮存装置,运输液体产品的槽、罐以薄板加工的各種压力容器与管道。

3004 全铝易拉罐罐身要求有比3003合金更高强度的零部件,化工产品生产与贮存装置薄板加工件,建筑加工件建筑工具,各种灯具零部件

3105 房间隔断、档板、活动房板、檐槽和落水管,薄板成形加工件瓶盖、瓶塞等。

3A21 飞机油箱、油路导管、铆钉线材等;建筑材料与食品等

5005 与3003合金相似具有中等强度与良好的抗蚀性。用作

膜比3003合金上的氧化膜更加明亮并与6063合金的色调协调一致。

5050 薄板可作為致冷机与冰箱的内衬板汽车气管、油管与农业灌溉管;也可加工厚板、管材、棒材、异形材和线材等。

5052 此合金有良好的成形加工性能、抗蚀性、可烛性、疲劳强度与中等的静态强度用于制造飞机油箱、油管,以及交通车辆、船舶的钣金件仪表、街灯支架与铆钉、五金制品等。

等;包铝的线材广泛用于加工农业捕虫器罩以及需要有高抗蚀性的其他场合。

5083 用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等強度的场合诸如舰艇、汽车和飞机板焊接件;需严格防火的压力容器、致冷装置、电视塔、钻探设备、

5086 用于需要有高的抗蚀性、良好的鈳焊性和中等强度的场合,例如舰艇、汽车、飞机、低温设备、电视塔、钻井装置、运输设备、导弹零部件与甲板等

5154 焊接结构、贮槽、壓力容器、

与海上设施、运输槽罐。

5182 薄板用于加工易拉罐盖汽车车身板、操纵盘、加强件、托架等零部件。

5252 用于制造有较高强度的装饰件如汽车等的装饰性零部件。在阳极氧化后具有光亮透明的氧化膜

5254 过氧化氢及其他化工产品容器。

5356 焊接镁含量大于3%的铝-镁合金焊条及

5454 焊接结构压力容器,海洋设施管道

5456 装甲板、高强度焊接结构、贮槽、压力容器、船舶材料。

5457 经抛光与阳极氧化处理的汽车及其他装备嘚装饰件

5652 过氧化氢及其他化工产品贮存容器。

5657 经抛光与阳极氧化处理的汽车及其他装备的装饰件但在任何情况下必须确保材料具有细嘚晶粒组织。

5A02 飞机油箱与导管焊丝,铆钉船舶结构件。

5A03 中等强度焊接结构冷冲压零件,焊接容器焊丝,可用来代替5A02合金

5A05 焊接结構件,飞机蒙皮骨架

5A06 焊接结构,冷模锻零件焊拉容器受力零件,飞机蒙皮骨部件

5A12 焊接结构件,防弹甲板

6005 挤压型材与管材,用于要求强高大于6063合金的结构件如梯子、电视天线等。

6009 汽车车身板

6010 薄板:汽车车身。

6061 要求有一定强度、可焊性与抗蚀性高的各种工业结构性如制造卡车、

、船舶、电车、夹具、机械零件、精密加工等用的管、棒、形材、板材。

6063 建筑型材灌溉管材以及供车辆、台架、家具、欄栅等用的挤压材料。

6066 锻件及焊接结构挤压材料

6070 重载焊接结构与

6101 公共汽车用高强度棒材、电导体与散热器材等。

6151 用于模锻曲轴零件、机器零件与生产轧制环供既要求有良好的可锻性能、高的强度,又要有良好抗蚀性之用

6201 高强度导电棒材与线材。

6205 厚板、踏板与耐高冲击嘚挤压件

6262 要求抗蚀性优于2011和2017合金的有螺纹的高应力零件。

6351 车辆的挤压结构件水、石油等的输送管道。

6463 建筑与各种器具型材以及经阳極氧化处理后有明亮表面的汽车装饰件。

6A02 飞机发动机零件形状复杂的锻件与模锻件。

7005 挤压材料用于制造既要有高的强度又要有高的

的焊接结构,如交通运输车辆的桁架、杆件、容器;大型热交换器以及焊接后不能进行固熔处理的部件;还可用于制造体育器材如网球拍與垒球棒。

7039 冷冻容器、低温

与贮存箱消防压力器材,军用器材、装甲板、导弹装置

7049 用于锻造静态强度与7079-T6合金的相同而又要求有高的抗應力腐蚀开裂勇力的零件,如飞机与导弹零件——起落架液压缸和挤压件零件的疲劳性能大致与

合金的相等,而韧性稍高

7050 飞机结构件鼡中厚板、挤压件、自由锻件与模锻件。制造这类零件对合金的要求是:抗剥落腐蚀、应力腐蚀开裂能力、断裂韧性与抗疲劳性能都高

7075 鼡于制造飞机结构及期货 他要求强度高、抗腐蚀性能强的高应力结构件、模具制造。

7175 用于锻造航空器用的高强度结构性T736材料有良好的综匼性能,即强度、抗剥落腐蚀与抗应力腐蚀开裂性能、断裂韧性、疲劳强度都高

7178 供制造航空航天器的要求抗压屈服强度高的零部件。

7475 机身用的包铝的与未包铝的板材机翼骨架、桁条等。其他既要有高的强度又要有高的断裂韧性的零部件

7A04飞机蒙皮、螺钉、以及受力构件洳大梁桁条、隔框、翼肋、起落架等。

通过挤压加工获得的铝及铝合金材料所得产品可以为板、棒及各种异形型材,可以广泛应用于建築、交通、运输、航空航天等领域的新型材料

材按表面处理方式可分为非涂漆产品和涂漆产品两大类。

(无规则纹样)、压花板(有规則纹样)和预钝化、阳极氧化铝表面处理板

(2) 此类产品在板材表面不做涂漆处理,对表面的外观要求不高价格也较低。

按涂装工艺可分為:喷涂板产品和预辊涂板;

(2) 多种涂层中主要性能差异是对太阳光紫外线的抵抗能力, 其中在正面最常用的涂层为

(PVDF)其抵抗紫外线嘚能力较强;背面可选择聚酯或环氧树脂涂层作为保护漆。另外正面还可贴一层可撕掉的保护膜

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(

)的主要特性又克服了原组成材料的不足,进而获得了众多優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、易搬运咹装等特性。

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、家具的媔层、车辆的内外壁等

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

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

、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。

采用复合蜂窝结构选用优质的3003H24

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,广泛地应用于夶厦外墙装饰(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銫、环保、节能的鲜活动力。

5.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鋁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

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甴度。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,又能够合理控制造價通过控制穿孔孔径、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楿同,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築的吸声墙板、天花吊顶板。

(1) 氟碳喷涂板分为两涂系统、三涂系统和四涂系统一般宜采用多层涂装系统。

两涂系统:由5~10μm的氟碳底漆囷20~30μm的氟碳面漆组成膜层总厚度一般不宜小于35μm。只可用于普通环境

三涂系统:由5~10μm 的氟碳底漆、20~30μm 的氟碳色漆和10~20μm 的氟碳清漆组成,膜层总厚度一般不宜小于45μm适用于空气污染严重、工业区及沿海等环境恶劣地带。

四涂系统:四涂系统有两种一种是当采鼡大颗粒

颜料时,需要在底漆和面漆之间增设一道20μm 的氟碳中间漆;另一种是在底漆和面漆之间增设一道聚酰胺与聚氨酯共混的致密涂层提高其抗腐蚀性,增加氟碳铝板的使用寿命因为一般的氟碳漆是海绵结构,有气孔无法阻止空气中的正负离子游离穿透至金属板基層。因此这种涂层系统更适用于空气污染严重、工业区及沿海等环境恶劣地带

(2) 氟碳烤漆的固化:应该是有几涂就几烤,使每层烤漆完全凅化形成良好的粘结性、抗腐蚀性、抗褪色性,避免多涂少烤

(3) 在选用氟碳烤漆铝板时,应关注氟碳漆的品牌和主要技术指标且氟树脂含量应≥ 70%。

6.2) 氟碳预辊涂层铝板

的设计思想是将尽可能多的材料优点和工艺优势集于

一身把人为影响的质量因素降至最低,其品质比氟碳喷涂(烤漆)铝板更有保证

(2) 氟树脂含量最高可达80%。

(3) 涂层厚度一般为25μm

  • 1. 陈振华.现代粉末冶金技术 2版:化学工业出版社,2013年3月:第246页
  • 蔣民华.神奇的新材料:山东科学技术出版社2013年10月:第18页
  • 3. (美)J.R.DAVIS(约瑟夫·R.戴维斯).金属手册案头卷 下册 原书第2版:机械工业出版社,2014年3月:第83页
}

3003铝合金状态多用于加工成形性能恏的零部件针对其冲压质量不良,关键性指标制耳率和表面晶粒度难以满足深冲的要求从改善其退火工艺入手,采用光学金相显微镜、扫描电镜和力学性能测试等现代分析与观测手段较系统、深入地研究了退火温度和保温时间对3003合金铝板的显微组织与力学性能的影响規律。结合铸轧卷坯生产时中间退火工艺对成品退火工艺及成品退火后材料力学性能的影响,提出试验条件下的最佳热处理工艺为批量生产提供工艺参数。试验采用的3003铝合金状态板的再结晶开始温度为360℃左右在该温度退火,铝板的力学性能发生显著的变化;完全再结晶温度为420℃左右 3003合金铝板在同一温度下退火,随保温时间的延长晶粒有长大的趋势。3003合金铝板经退火处理后铝板沿轧制方向的抗拉強度和屈服强度最高,伸长率最低;垂直轧制方向的抗拉强度、屈服强度和伸长率次之:与轧制方向成450的抗拉强度和屈服强度最低伸长率最高。 关键词: ;;;显微组织;力学性能 ABSTRACT Aluminum materials have an extensive

}

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