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铝及铝合金的基础知识

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铝加工培训教材第1页共31页第一章铝及铝合金的基础知识

第一节铝及铝合金的性质

在有色金属中,铝是应用最广泛的一类金属。其产量仅次于钢铁。铝的发现,至目前还只有二百多年的历史。但由于它具有资源丰富,生产成本低,用途广泛等特点,因此铝工业在近百年的时间内得到了迅猛的发展,随着科学技术的发展及人民生产水平的提高,铝箔应用也越来越广泛。它已经渗透到了人们的日常生活中。

铝及铝合金的性质,概括起来,主要有以下几个方面:

1比重小。含铝量为99.5%的工业纯铝的比重为2.7克/立方厘米,只有铁和铜的三分之一左右。

2导电性好。铝箔电阻系数(20℃)为2.67微欧毫米/米,相当于铜导电能力的60-65%。但相同体积铝的重量只有铜的三分之一,因此按体积计算,铝的导电能力优于铜。3良好的导热性。铝箔导热系数(0-100℃)为0.54卡/厘米·秒·度,比铁的导热率约大三倍。工业上许多热变换器散热材料,如目前很大的空调器散热片,都是铝及铝合金制成。

4强度高。铝中加入少量的锰、镁、铜、铁等,具有良好的机械性能。

5良好的塑性。适合于各种加工,可压成薄板可箔,拉成细丝,磨成细粉和挤压成复杂开头的型材。

6良好的抗腐蚀.性能。纯铝在空气中,其表面会迅速跟氧结合,生成一层致密的氧化铝薄膜(AL2O3),此层致密的薄膜可以防止里面的铝继续氧化,对铝的内部起到保护作用。

7反射能力很强。铝箔反射率在85%以上。

8铝具有银白色光泽、无毒、保鲜性好、防腐、防温、防干燥、不透气、不透光,因此,铝箔被广泛地用作各种食品、药用、香烟的包装上。

9焊接性能较差。

第二节铝及铝合金的牌号及状态

铝及铝合金的牌号及状态以往都是采用国内统一的表示方法,即汉语拼音加顺序号,自96年起,这种表示方法已经停止使用,目前采用的是国际四位数字体系的表示方法。

1合金牌号

合金牌号采用的是四位数字体系表示方法,其中:第一位代表合金的系列,如第一位数字为1,则代表为纯铝系列,第一位数字为2-8,则代表不同系列的铝合金。

具体的合金组别按下列主要合金元素划分:

纯铝: 1××××

Cu 2××××

Mn 3××××

Si 4××××

Mg 5××××

Mg+Si 6××××

Zn 7××××

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其它元素8××××

备用组9××××

1××××组表示纯铝,其最后两数字表示最低铝百分含量中小数点后面的两位。

牌号的第2位数字表示合金元素或杂质极限含量的控制情况,如果第2位为0,则表示其杂质极限含量无特殊控制,如果是1-9,则表示对一项或一项以上的单个杂质或合金元素极限含量有特殊控制。

2××××-8××××牌号中的最后两位数字没有特殊意义,仅用来识别同一组中的不同合金,其第2位表示改型情况。如果第2位为0,则表示为原始合金,如果是1-9,则表示是改型合金。

表一示出了目前我公司常用的铝合金的化学成份

表一我公司常用铝合金品种及化学成份

牌化学成份(%,不大于)

号Si Fe Cu Mn Mg Ni Zn V Ti Zr 其余Al

单个合计1145 Si+Fe:0.55 0.05 0.05 0.05 - 0.05 0.05 0.03 -- 0.03 -- 99.45 1100 Si+Fe:0.95 0.05 0.05 -- -- 0.10 -- --- --- 0.05 0.15 99.00 -0.20

1235Si+Fe:0.65 0.05 0.05 0.05 -- 0.10 0.05 0.06 -- 0.03 -- 99.35 8011 0.55 0.7 0.05 0.05 0.05 -- 0.10 --- 0.08 -- 0.05 0.15 余量-0.65 –0.85

HL01 0.15 0.2 0.05 0.2 0.05 -- --- --- 0.10 -- 0.05 0.15 >99.00 -0.28 -0.25

2 铝及铝合金的状态及代号

2.1 基本原则

1.,基础状态代号用一个英文大写字母表示

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

2.2 基础状态代号

基础状态代号、名称及说明与应用见表二

2.3 细分状态代号

1.H的细分状态

在字母H后面添加两位阿拉伯数字(H××),或三位阿拉伯数字(H×××)表示

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的细分状态.

2.H××状态

a.H后面的第1位数字表示该状态的基本处理程序,如:

H1 未经附加热处理,只经加工硬化即所需强度的状态.

H2 加工硬化及不完全退火的状态,适用于加工化程度超过成品规定要求后,经不完全退火,使强度降低到规定指标的产品.H2与的H1具有相同的最小极限抗拉强度值,但延伸率比H1稍高.

b.H后面的第2位数字表示产品的加工化程度,数字8表示硬状态,

对于O(退火)和H×8之间的状态,应在H×代号后分别添加从1到7的数字来表示,在H×后添加数字9表示比H×8加工硬化程度更大的硬化状态。

第二章轧制原理

轧制过程,是轧辊与轧件相互作用时,轧件被轧辊拉进旋转的轧辊之间,受到压缩发生塑性变形的过程。通过轧制,使金属具有了一定的尺寸和形状。

※第一节轧制过程的基本概念

1.变形指数

在轧制过程中,在工程上常用如下变形指数表示其变形量程度:

△h

ε=×100% (1-1)

上式上,△h代表压下量,H代表轧前厚度,ε称为相对压下量,或加工率。

加工率分道次加工率与总加工率两种,道次加工率是指某一个轧制道次轧制前后厚度变化计算的值。而总加工率有两种计算方法,一种是计算两次退火间的总加工率,一般说来,它反映了金属的加工性能;一种是计算退火后的产品在逐道次轧制后,至各道次总的加工率。

一般工业上将轧后长度与轧前长度之比称为延伸系数,用λ表示

根据体积不变法则,且忽略宽展,延伸系数也可以写成如下形式:

H1

λ==(1-2)

h1-ε

2变形区及变形区长度

变形区:即处于轧辊之间产生塑性变形的金属所处的区间。而在轧制理论中,变形区一般为轧件的入口端与出口端之间的区间,如图1-1中的ABCD区域

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图1-1

在变形区中,接触弧AB的水平投影叫做变形区长度,根据数学方法,我们可以很容易的得出变形区长度的计算公式:

l=√RΔh(1-3)

式中:R:工作辊的半径

Δh:绝对压下量

(1-3)给出了对称轧制过程中变形区长度的计算公式。

3 接触角

接触弧AB的长度所对应的圆心角称为接接触角。其计算公式如下:

Δh

cosα=1-(1-4)

2R

3咬入角

咬入角是轧辊作用于轧件之合力与辊心连线所夹的角,在轧辊开始咬入轧件入角等于正常轧制时的接触角,此时,接触角等于零。随着轧件的咬入,咬入角逐渐减小,接触角逐渐增大,当轧制过程建立后,咬入角等于接触角的一半。

5 前滑和后滑

a)前滑

在轧制过程中,轧件的出口速度高于该处轧辊圆周速度的现象称为前滑。前滑值用轧辊出口断面上轧件与轧辊速度的相对差值来表示:

Vh-v

Sh=×100%(1-5)

式中:Sh:前滑值

Vh:轧辊出口断面轧件的速度

v:轧辊的圆周速度

b)后滑

与前滑相对应,后滑,是指轧件垢入口速度小于入口断面上轧辊水平速度的现象,同样,后滑值用入口断面上的轧辊水平分速度与轧件入口速度差的相对值来表示。

Vcosα-VH

SH=×100% (1-6)

Vcosα

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图1-2

如图1-2所示,在轧制过程中,由于金属的流动,在变形区中形成了后滑区与前滑区.

6 中性角

前滑区和后滑区,两者的分界面称为中性面,而所谓的中性角,就是指前滑区接触弧所对应的圆心角。通常用γ来表示。

#第二节影响轧制过程因素分析

轧制过程金属的变形及变形抗力受许多因素的影响,这些因素的影响在生产条件下又常常表现为不同形式,而且各因素之间又互为影响。使轧制过程复杂化。为研究方便,我们将复杂因素分解为单一因素,以便正确反映各种因素对轧制过程影响的实质。

影响轧制过程的因素,可分成两类,一类是影响轧制金属本身性能的一些因素:金属的化学成份,组织结构及热力学条件(轧制温度、轧制速度、变形程度);一类是影响状态条件的因素:外摩擦、轧辊形状及尺寸、外端及外力等。本节仅对第二类因素进行分析。

1外摩擦的影响。

外摩擦对轧制过程的影响十分复杂,摩擦条件本身又受许多因素的影响与,如轧辊与轧件的表面状态,轧制温度与速度,润滑剂的性能等等。

根据金属压力加工的原理,随着外摩擦力的增大(摩擦系数升高),金属的变形抗力将随之增大。但摩擦力增大,有利于改善金属的咬入。这也说明了摩擦力对轧制过程的影响具有两重性。

2轧辊形状和尺寸的影响

2.1 轧辊的形状的影响

轧辊的形状有三种:平辊、凸辊、凹辊,根据轧制理论的分析,凸辊对金属流动与变形有利,而凹辊则相反。在实际生产过程中,由于热胀冷缩及板形控制的需要,工作辊的辊型均设计为凸辊。

2.2 轧辊尺寸的影响

轧辊的尺寸,包括轧辊的辊径及长度。其中对轧制过程影响较大的是辊径。

在压下量相同的情况下,轧辊辊径的变化,相当于咬入角的变化。根据压力加工原理,轧辊辊径的减小,使咬入角增加,同时,还使滑移路程缩短而减少了摩擦阻力的影响,从而降低了实际变形的抗力,有利于金属的纵向流动。由此说明,在一定的轧制条件下,辊径的减小有利于金属的变形。

另外,轧辊的直径对变形抗力也有显著的影响,这是由于随着直径的增加,由于接触表面增大,使摩擦阻力增加,而造成难变形区增加,引起金属变形困难而压力升高。它充分反

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映了尺寸因素的影响。图1-3示出了辊径对轧制力的影响。

1:D=180mm

30 2:D=92mm

3:D-45mm

20

10

20 40 60

图1-3 辊径对轧制压力的影响

3外端的影响

所谓外端,是指变形过程其瞬间不直接承受轧辊作用而处于变形区以外的部分.外端对纵向变形有强迫“拉齐”的作用,有助于改善纵向变形的不均匀性,另外,外端对变形抗力也有一定的影响。轧件越厚,外端的影响越大,变形越不容易深入。对于铝箔轧制而言,外端的影响已经很小。

4张力的影响

张力对轧制过程的影响,主要有以下两个特点:

1.轧制单位压力随前后张力增加而降低。因为张力的作用使变形区的应力状态发了变化,增大了纵向的拉应力或减小了这个方向的压应力。因而使轧制时抗力减小。

2.后张力比前张力影响大,冷轧时,后滑区比前滑区要大得多,压下量也较前滑区大。所以后张力影响比前张力大。

张力促使变形均匀。轧制过程中,如果沿横向某处延伸较小时,由于张力作用会使延伸方向上的拉应力加大,或压应力减小,促使延伸变形;延伸较大的地方其作用相反,即拉应力减小,或压应力增大,使延伸变形减小。从而减少了沿横向的不均匀延伸,提高了带材精度。

轧制带材,特别是箔材,若不采用张力甚至不可能轧制出成品。张力,是实现稳定轧制及轧制过程自动化的重要条件。张力是轧制生产中一个重要的工艺参数。

第三节铝箔轧制的特点

生产铝箔的最终目的,是要获得一种致密的、光洁度和平整度好的箔材,且厚度薄,精度要求高,因此,采用一般的板带材轧制的方法是难以达到的。所以,它除具有一般板带轧制的通性外,还有着很多不同的特点:

1无辊缝轧制

铝箔轧制过程中,由于轧件厚度薄,所以在空转时,两工作辊之间已没有缝隙,工作辊还得加一定的压力,使两辊相互压靠,轧件被咬入后,其轧制时,增大轧制力,轧辊、轴承、牌坊等发生弹性变形,比轧件产生塑性变形更容易些。对中精轧来讲,轧制力对厚度的减薄作用不大,调整铝箔厚度一般是在恒压力条件下进行无辊缝轧制。

2厚度调整和板型控制

由于铝箔是无辊缝轧制,其厚度调整和板控制不是象板带,主要靠调整压下装置增加轧辊对轧件的压力,而主要是先调整润滑剂、前后张力、轧制速度来实现厚度调整和板型控制。压下装置主要作用在于平衡轧辊两端的压力。

3冷加工率大

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由于铝及铝合金的性能以及箔材的厚度很薄,且轧制时,前后张力、润滑剂、轧制速度所起的作用大。因此它的道次加工率很大,每道次加工率可达50-70%。两次再结晶退火间的总加工率可达99%。而板带的道次加工率只有20-40%。

4双合轧制

铝箔是在无辊缝条件下产生塑性变形。由于轧机只是在一定程度上产生弹性变形,即轧机弹性是有限度的,因而,轧件的变形程度也就受到了限制。这种变形程度的大小与轧机的型式以及规格有关,即与轧机的刚度有关,而轧机的刚度又与轧辊直径和弹性模量有关。此外,还与轧辊与轧件之间的摩擦系数有关,与金属的强度和轧制时箔材的平均张力有关,在这方面,专家为我们提供了一个计算最小可轧厚度的理论公式:

3.58Dμ(K-σ平)

hmin=(1-7)

E

式中:D:轧辊直径

μ:轧辊与轧件的摩擦系数

K:轧件的强度,即金属的强制流动应力

σ平:平均张力

E:轧辊弹性模量

对于某一轧机,轧制同一合金牌号的金属,如果所需要得到的轧件厚度比计算的最小可轧厚度小时,进行单张轧制无法得到所需要厚度的轧件。此时,必须进行两张或更多张叠起来进行轧制,以增加轧制时的厚度,轧制后再分开。这样,就可以得所需轧件的厚度。此外,叠轧增加了轧机的生产效率,减少了轧制过程中断带的危险,提高了箔材的产量和质量。

第三章铝箔生产工艺

第一节铝箔的特点及用途

铝及铝合金带卷经轧制后所得到的一种厚度非常薄的带材称为铝箔,工业上,把厚度小于或等于0.2mm的铝带材称为铝箔。

1铝箔的特点

铝箔具有银白色,热、光反射性能较高,易于压花、染色,有良好的防潮性以及保香、保鲜、防臭、防虫、无毒、无菌等性能,随着国民经济的发展和人民生产水平的提高,铝箔的应用也越来越广泛。

2铝箔的用途

由于铝箔的优良性能,使得它在很多领域都有广泛的应用。

1)航空工业:飞机旋翼、火箭、导弹、卫星等液体燃烧料箱的隔热层和防水层。

2)电子工业:用于制造电容器、蒸发热器的发热元件以及冷凝器、电缆屏蔽等。

3)包装材料:广泛应用于食品、药品、香烟、化学制品等的包装。

4)空调器:随着制冷业的迅猛发展,用作空调器散热片用的铝箔的需求量越来越大。

此外,铝箔还作为装饰品广泛地被采用。造船、车辆、建筑工业以及纺织工业等也都广泛地使用铝箔。

第二节铝箔轧制工艺及质量控制

铝箔的生产工艺流程的确定,是根据所生产的合金品种、成品规格、产品质量要求、产量的多少及设备的规格、生产能力、工人的操作技术水平、管理水平等确定的,在制订合理

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的生产工艺流程时,应考虑以下几条原则:

1充分利用金属的塑性,合理分配道次加工率,减少轧制道次,缩短生产周期,提高劳动生产率。

2产品符合技术条件要求及用户的需要,提高成品率,降低成本。

3在安全运转的条件下,充分发挥设备能力,并尽量使各机组的负荷均衡。

以下以双张箔为例说明铝箔生产的工艺流程。

铸轧-冷轧-中间退火-冷轧-箔粗轧-箔中轧-箔精轧-分切-退火-包装

一铝箔坯料

用于生产铝箔的坯料根据铸造方式的不同,可分为热轧料及铸轧料。目前我公司采用的是铸轧坯料,这种工艺的优点是大大简化了生产工艺过程,节约了生产成本,而且能够保证产品的质量及成品率。

1)坯料规格:坯料规格的选择是否合理,直接关系到产品的产量及质量,选择坯料的规格,必须考虑所生产的合金状态、成品规格、生产设备的能力及工人的操作水平以及便于生产技术管理和合理安排生产工艺等多方面的因素。目前,我公司铝箔坯料规格除空调箔及塑管铝带外,大部分均为0.36mm,空调箔坯料的规格为0.28mm,宽度依据成品宽度的不同而不同。坯料的宽度是根据轧机最大轧制宽度和设备能力及成品规格,且考虑切边量来确定,轧制箔材时,其坯料宽度最大不能超过工作辊辊身宽度的0.8-0.85倍,如果有弯辊系统,可达0.9倍。

2)坯料技术要求:高质量的铝箔,要求有高质量的坯料作保证,只有高质量的坯料,才能保证轧制过程的顺利进行,才能为优质铝箔的生产提供条件。对于铝箔坯料,要求表面平整洁净,不允许有松树枝状、油斑、划伤、辊痕、金属及非金属压入等缺陷,内部不允许有腐蚀、气道、夹渣,边部整齐,不能有影响铝箔工序生产的毛刺、裂边、翘边等缺陷,在几何尺寸方面,也有严格的要求。目前,我公司的铝箔毛料的验收执行的是根据我公司具体情况制订的内控标准。

二铝箔的轧制

2.1 铝箔轧制过程的分类

铝箔的轧制与其它板带材轧制一样,分为粗轧、中轧、精轧三个过程,一般在双张箔生产中,粗轧的加工率较大,达50-60%,而精轧的道次加工率相对较小,一般小于50%。从轧制概念上来说,在工艺的角度来看,可以大体从轧制成品出口厚度上进行划分:

粗轧:成品厚度≥0.05mm

中轧:成品厚度在0.014 0.05mm之间

精轧:厚度小于0.03mm的单张成品和双合轧制的成品

2.2铝箔轧制的特点

对于铝箔轧制而言,由于其出口厚度很小,使它具有许多一般板带材轧制所不具备的特点:

1)无辊缝轧制。

铝箔是一种极薄的材料,轧制铝箔时,增大轧制力,使轧辊产生弹性变形比使被轧材料产生塑性变形更容易些。在铝板轧制时,要使铝板变薄主要依靠轧制力,而在铝箔轧制时,轧制力已起不到这种作用。而要调整铝箔的厚度,一般是在恒压力的条件下进行无辊缝轧制,只有依靠轧制速度和张力这两个关键因素。

2)叠轧

对于厚度小于12μm以下的铝箔,用单张轧制的方法是非常困难的。对于双零箔来说,

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必须采用叠轧的方法,方可获得所需的厚度。

3 )速度效应

在铝箔轧制过程中,箔材厚度随轧制速度的升高而变薄这一现象,称为速度效应。产生速度效应的原因,主要是有以下三个方面:

a。工作辊和轧制材料之间摩擦状态的变化,因为随着轧制速度的提高,冷却润滑油的带入量将增加,从而使轧辊和轧材之间润滑状态发生变化,摩擦系数变小,油膜变厚,铝箔厚度随之减薄。

b。轧机本身的变化。采用圆柱形轴承的轧机,随着轧辊转速的提高,辊颈会在轴承中浮起,因而使两根相互作用而受载的轧辊向相互靠紧的方向移动。

c。材料被轧制变形时的加工软化。由于在轧制中的轧辊咬入区的温度随着轧制速度的升高而变得相当高。随着变形区温度的升高,材料的变形抗力降低,材料产生了加工软化,更易于变形。

综上所述,铝箔轧制的速度效应大小不仅决定于轧制力和轧制速度,而且也受冷却润滑剂、轧辊表面粗糙度和材料温度的影响,要说明其确切原因是很困难的。

※三铝箔轧制质量控制要点

铝箔轧制过程的质量控制包括很多方面,但总体来讲,可概括分为表面质量、端面质量、几何尺寸三个方面,其中表面质量及几何尺寸的控制是轧制过程质量控制的关键所在。

3.1板型质量控制

板型控制,是箔材生产的核心技术之一,为了提高板控制水平,现代化的铝箔轧机,都安装有板型自动控制系统。所谓的板型,通常是指轧件的平直度,也就是轧件各部位是否产生波浪、瓢曲、侧弯等。板型的好坏,取决于板带沿宽度方向的延伸是否相等。实际生产过程中,影响板型的因素是很复杂的,它包括毛料的板型质量、轧辊的凸度、粗糙度、轧制油的流量分布、轧件的对中等等。

在板带冷轧及铝箔粗轧过程中,由于压下量过大,使轧制力增大,轧辊受力产生弹性弯曲和弹性压扁,造成轧件两侧压下量大,容易产生边部波浪(我们俗称的边松)。如果辊型凸度偏大,压下量无穷大,辊型控制不当、轧制速度过高,冷却润滑剂流量不足等,使轧辊中部热膨胀大,会导致中间压下量大于两边,所以产生中间波浪。在冷轧过程中,最常见的波浪是中间波浪及单边及双边波浪,它们可以是周期性的,或是无规律的。轧件越薄,则波浪表现越明显。波浪进一步扩展,将会造成断带。

板形缺陷的产生,是由于沿轧件宽度方向上的延伸不均匀,延伸较大的部分被迫受压,延伸较小的部分被迫受拉。变形越不均匀,轧后轧件内残留的内应力就越大,则板形就越差。

要对板形进行有效控制,首先要对板型缺陷的产生原因分析清楚。轧制时为了获得良好的板型,必须保证箔材沿宽度方向各点的纵向延伸相等,或压缩率相等。

边部波浪的调整方法:

1)增大轧辊凸度

2)减小道次压下率

3)增大边部冷却油的喷射量

4)适当提高轧制速度及前后张力

5)正弯辊控制与轧制力的调整

中部波浪的调整方法:

1)降低轧辊凸度

2)减小道次压下率

3)增大中部冷却油的喷射量

4)适当降低前后张力

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5)负弯辊控制与轧制力的调整

以上介绍的方法,只是一些原则方法,具体生产过程中,还要根据具体情况,操作手根据自己的经验灵活进行掌握。

板型控制技术是铝箔生产的核心技术,它涉及的内容很多,目前国内对于板型理论的研究还在摸索阶段,更多的,是实际操作的经验的积累。目前,国内许多先进的铝箔轧机均配备了先进的板型仪自动控制系统,采用倾斜、弯辊、喷淋自动控制,以先进的技术装备,来提高板型质量。

3.2表面质量控制

目前用户对铝箔表面质量的要求越来越高,要求表面平整、洁净,无油污、辊眼,辊印,针孔少,因此,表面质量的控制对铝箔生产来讲已经越来越重要。

在轧制过程中,要保证箔材的表面质量,在生产过程中,应注意以下几点:

1) 保证设备运转正常,尤其是各导辊一定要清洁,清辊器要正常,支承辊、工

辊表面状态要良好。出现问题,一定要及时采取措施。

2)要坚持首料检查,发现箔材的表面质量问题,要及时采取措施进行处理。

3)合理安排道次压下量,控制好各项工艺参数。张力、速度、轧制力要配合好。

4)保证生产现场环境的清洁,生产穿料时,不要戴手套,尽量避免辊眼的产生,减

少铝箔针孔。

3.3 几何尺寸控制

铝箔的几何尺寸包括宽度、厚度、长度、卷径等,其中对于轧制工序而言,主要是厚度控制。下面就厚度控制做几点说明。

轧制产品的出口厚度主要受以下几项因素的影响:

1)坯料的尺寸与性质

2)轧制设备的控制精度

3)轧制工艺条件。

下面简要介绍轧制工艺条件对厚度的影响。

1张力的影响

张力主要是通过影响变形区状态以改变塑性变形抗力来起作用的,张力越大,轧制力越小。张力对产品厚度的影响见图3-1

h2 h1

Q2>Q1 h2

图3-1 张力对轧出厚度的影响

从上图可见,在其它条件不变的情况下,张力增大,轧制压力减小,结果轧机的弹性变形减小,使轧出的产品厚度变薄。如张力减小,则效果相反,轧出的产品厚度变厚。因为后张力对变形抗力的影响比前张力大,所以对板厚的影响同样是后张力比前张力大。

为了防止张力的变化而出现的纵向厚度不均,应保证轧制时张力的恒定,或要求张力波

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动值不超过给定的范围。

2)轧制速度的影响

轧制速度对厚度的影响,在前面所述的速度效应中已经进行了阐述。轧制速度对产品厚度的影响,主要是通过影响摩擦系数、轴承油膜厚度及轧件的变形抗力来改变轧制压下量而起的作用。这里需要说明的是,要保证厚度的均匀,应要保证轧制速度的恒定,或在要求的范围内波动。

3润滑条件的影响

润滑条件的影响,表现在轧制时摩擦系数的变化对轧制出口厚度的影响。润滑条件越好,润滑越均匀,摩擦系数越小,轧制压力降低,轧出厚度减薄。对于铝箔轧制而言,润滑条件的影响非常显著,我们在后面的章节中对此进行详细的介绍。

为了保证厚度的控制精度,首先要有高精度的铝箔毛料,现代化的铝箔轧机,都配备了厚度自动控制系统以保证成品的厚度精度。

#四制订铝箔轧制制度的原则

轧制制度是轧制过程的重要参数。.它与所用的轧制设备的能力、轧件性质及生产密切相关,它直接影响轧机的生产率和产品的最终质量。所以,在制订轧制制度时,必须全面、综合的考虑各项因素,使其在设备、工艺条件允许的条件下,即能保证生产效率,又能保证产品质量,达到压下制度的最优化。

1)总加工率的确定

由于成品厚度的不同,箔材轧制一般取2-6个道次,轧制道次要根据发挥轧机效率、成品箔材的规格和组织性能的要求,前后工序生产能力的平衡加以确定。纯铝箔材的总加工率一般都可达到99%,铝合金箔材则在90%以内。

2)轧制道次加工率的确定

a在设备能力允许,具有较好的工艺润滑和冷却,并能获得良好表面质量和平整度的条件下,应充分发挥轧制金属的塑性,尽量采用大的道次加工,以减少轧制道次,提高轧机的生产效率。一般纯铝轧制时的最大道次加工率可达65%,但当润滑冷却条件不好,轧辊温度过高时,容易产生波浪、松树枝状、粘铝等表面缺陷。坯料退火后的第一个道次,由于抗拉强度低,塑性好,一般最大加工取50-60%,以下各道次在50%左右。在考虑道次压下率时,还要考虑设备的负荷,一般应在设备允许负荷的90%以内。

b为了得到厚度均匀、平整度好的产品,各道次的轧制力应接近恒压力轧制。波动范围要小,尤其头几道次轧制的厚度和平整度好,才能为以后的道次创造良好条件,以保证最终制品的厚度、平整度和表面质量。

c道次加工率的分配要与轧机性能、工艺润滑和冷却条件、张力、原始辊型、轧制速度和表面质量等多种因素相协调,不应盲目采用大的道次加工率。对于厚度偏差要求严格,表面质量要求高的产品,应选用较小的道次加工率。在编制与选择道次加工率时,必须从实际出发,通过现场实验来确定。

3)轧制速度的确定

提高轧制速度,对铝箔轧制,尤其对大卷径的产品是很有意义的。

采用高速轧制,除了轧机本身一些问题需要解决外,必须相应解决板型控制、坯料质量等问题。一般来说,随着箔板厚度的减薄,辊型变化相对地减小,比较容易控制,轧制速度也可以相应再增加。如果设备能力允许,在保证质量的前提下,速度越快越好,这样可以提高生产效率。专家们又认为,为了获得所需铝箔表面光泽度好,最后一道次轧制速度不宜超过600米/分。

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第四章铝箔轧辊的控制

轧辊是铝箔轧机的重要组成部分。铝箔轧制的表面质量和平整度,主要取决于轧辊的原始辊型和工作条件。用于铝箔生产的轧辊,对其材质、辊型、硬度、磨削精度等都有十分严格的要求。

第一节轧辊的基本情况

铝箔四重不可逆式轧机,共有四根轧辊,即两根工作辊、两根支承辊。由于轧辊在生产过程中要承受相当大的压力,故一般都采用经过特殊处理的锻造合金钢来做为轧辊的材料。其中工作辊的硬度一般要求为100-102HSD,支承辊的硬度为75-78HSD,根据生产道次及产品质量要求的不同,工作辊又可分为粗轧辊、中轧辊、精轧辊三种,其基本情况见表4-1

表4-1各种工作辊的基本情况表

第二节铝箔生产对轧辊的要求

一轧辊的辊型

铝箔轧制过程中,轧辊在受力的条件下发生弹性变形,使轧辊产生挠度。为了补偿此挠度,把轧辊磨成具有一定凸度的以轧辊中心为顶点向两端均匀分布的抛物线,称为辊型。根据轧辊的尺寸,不同的轧制厚度,轧件宽度,合金状态和轧制速度应有相应的辊型。才能获得所要求的压下量和良好的平整度。

铝箔轧制的工作辊全部采用凸辊,支承辊一般为平辊,或略带凸形。辊型设计或磨削不正确,会使箔带产生板形不良,严重时,会影响轧制过程的顺利进行,对产品质量及成品率带来不利的影响。

影响轧辊辊型的因素,主要有以下几个方面:

1.轧制时的压下量。压下量越大,金属产生的变形热和轧件与轧辊的摩擦热就越大,从而使轧辊热凸度增加。

2.轧制箔材的屈服强度越高,则轧辊的凸度应该越大。

3.轧制箔材越宽,则轧辊凸度应越大。

4.轧制速度越高,则轧辊凸度应减小。

5.冷却与润滑条件不同,也影响轧辊的凸度。

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二轧辊的表面粗糙度

轧辊的表面粗糙度对轧制过程的影响是十分明显的,不同的轧制过程,对轧辊的表面粗糙度都有不同的要求。在粗轧过程中,由于压下量大,变形热高,对表面质量要求不高,一般采用80#砂轮磨削的工作辊。在精轧过程中,由于对材料的表面质量要求高,对润滑条件的要求高,一般采用500#砂轮磨削的工作辊。另外,轧辊的表面粗糙度对轧制生产过程具有十分显著的影响。粗糙度偏高,则轧制速度加快,粗糙度降低,则轧制速度减慢。因此,要求辊面粗糙度要保持均匀一致,

三轧辊的几何精度

每对工作辊,对它的几何尺寸要求很严,辊身和辊颈的椭圆度应不超过0.005mm,辊身的凸度公差要控制在0.005mm以下,安装在一台双辊驱动的轧机上的两支工作辊的辊径差不应超过0.02mm

四轧辊的材料及表面硬度

箔材轧制的轧辊多采用含铬的合金工具钢:9Cr2,工作辊的表面应无缺陷、光亮、坚硬,中心要有韧性,以防止脆断。工作辊必须进行淬火,淬火层深10mm,辊身硬度要求在肖氏100-102之间,在整个辊面上要均匀一致。支承辊不应损伤工作辊表面,因此它的硬度略低,一般辊身的肖氏硬度为75-78,辊颈的硬度要求在肖氏45-50左右。

※第三节轧辊的辊型控制

轧辊的凸度对轧出铝箔的平整度、厚度均匀性以及所需施加于轧辊的压力有决定性的影响。凸度偏大,轧出的铝箔两边紧中间松,必须增加轧辊压力,才能轧出平整的箔,但是轧辊中部辊温又会上升,又需要调整油嘴的油量,增加中部喷油量,减小或关闭边部喷油嘴。使之保持热平衡。反之亦然。轧制中施加于轧辊的压力过大,会使轧制负荷过大,容易发生断辊事故。因此,为了使轧出的铝箔板形良好,又要保证设备安全和获得所需要的压下量,辊必须有正确的凸度。

辊型控制的方法很多,通常采用的有:

1调整轧制工艺参数

在轧制过程中,当箔材出现波浪时,应根据当时的轧制条件,适当地调节轧制工艺参数,以消除波浪。当出现边浪时,采取的手段有:减小压下量、增大张力、提高轧制速度、加大边部或减少中部的喷油量;当出现中间浪是,采取的手段有:增大压下量、减小张力、降低轧制速度、加大中部或减小边部的喷油量。

2加热或冷却轧辊

对轧辊进行人为的加热和冷却,可以在一定程度上改善辊型。

3利用弯辊装置

先进的铝箔轧机,都配备有液压弯辊装置,采用弯辊控制辊型,有以下优点:

a在轧制过程中可以迅速改变辊型来调整箔材的不平度。

b在改变轧制合金的品种、箔材宽度和压下量等条件时,可以迅速调整辊型、减小调整辊型的时间和重新换辊所带来的麻烦。

4辊型自动控制,

现代化的铝箔轧机,目前大多配备了板型自动控制系统,利用板型仪对板型进行自动控制。

第五章箔材轧制工艺润滑油

轧制油是铝箔轧制过程中的一种重要的辅助材料,它与箔材的表面质量及轧制工艺过程

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有着十分密切的关系。轧制油在轧辊与轧件之间形成一层油膜,它降低了摩擦系数,使轧件获得大的加工率。它冷却轧辊,调整和控制辊型,使轧出的箔材平整。由于它在铝箔及轧辊之间形成了一层油膜,在轧制力的作用下,由于油膜具有一定的承载能力而不破裂,使轧制压力可以比较均匀地作用在轧件上,使之均匀变形,形成光亮的表面。轧制油又能影响到铝箔产品的表面除油情况。因此,轧制油对于铝箔生产来讲是相当重要的一个环节,轧制油组分和配比选择不适当,在轧制中会产生各种不良现象。甚至无法进行生产。

#第一节摩擦与润滑的基本常识

一摩擦

一个物体对另一个物体表面发生移动时的受阻滞现象称为摩擦。摩擦时产生的阻力称为摩擦力。摩擦力产生的原因是由于接触表面凹凸不平处相互咬合,碰撞或碎屑卡阻以及接触表面的分子吸引力。

根据摩擦物体表面的润滑状态,摩擦可分为4种类型:

(1)干摩擦:在没有润滑剂存在的情况下,运动表面直接接触发生的摩擦。

(2)边界摩擦:两摩擦物之间仅有一层极薄的油膜时产生的摩擦。

(3)液体摩擦:两个相互的运动的物体被一层润滑油完全隔开,则发生液体摩擦。

(4)半液体摩擦:两摩擦表面上同时存在液体摩擦和边界摩擦,或干摩擦时的摩擦。

二润滑

润滑就是利用润滑装置供给两个相互接触的金属摩擦面之间一定的润滑剂,以改变它们的接触情况,从而达到减少摩擦,降低摩擦表面温度,减少磨损,防止腐蚀和清洗污垢等作用。

根据润滑状态,润滑可分为三种方式:

(1)液体润滑:两个相互运动的物体表面被一比其表面粗糙度小很多倍的润滑油膜完全隔开状态下的润滑。

(2)边界润滑:摩擦表面之间仅有一层吸咐在其表面上的极薄油膜,这种润滑状态称为边界润滑。

(3)半液体润滑:是处于液体润滑和边界润滑的一种中间状态。

第二节铝箔轧制油与添加剂的性质及应用

在铝箔轧制过程中,轧制油起的作用主要有:润滑作用、调节压下量、冷却作用、清洗作用、卸荷作用、保护作用。轧制油又可分为基础油及添加剂。

一基础油

用于铝箔轧制的基础油一般为矿物油,它主要起载体和冷却作用,它对减缩能力和污染也有影响。对基础油的要求,主要有以下几个方面:

(1)具有良好的油性、润滑性及润湿性

轧制油在轧件与轧辊表面形成一层连续的、均匀分布的油膜,能承受大的轧制压力而不破裂,使轧件各部分延伸均匀。摩擦系数小,减缩能力要大,轧出的箔材要光亮。

(2)良好的流动性、导热性和大热容量

一般要求油的粘度小、流动性好,轧制油容易均匀分布在箔面上,有利于轧辊的冷却及控制辊型,同时对轧辊具有清洗作用。

(3)有适当的闪点

(4)要求在保证安全的情况下,闪点要尽量的低,使产品在退火过程中易于挥发。

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(5)粘度适当,粘温特性良好。

(6)氧化安定性好,不易变质,有较长的使用寿命。

(7)不含有水分及水溶性酸碱,防止铝箔腐蚀。

(8)难闻的气味及对人体有害的挥发物。

(9)无灰分、机械杂质等要少

(10)资源充足,价格低廉

二添加剂

为了轧制润滑油的各种功能,在基础油中,要加入适量的添加剂。对铝箔轧制来说,最重要的是要求轧制油具有较大的减缩能力,退火后不发生污染,以及在使用过程中不易发生氧化变质。

添加剂分为单体添加剂和复合添加剂两种,复合添加剂又可分为醇型添加剂和酯型添加剂,各种添加剂对轧制油性能的影响见表5-1所示

轧制油中随着添加剂浓度增加而减缩能力增加,当浓度增加一一定值后,减缩能力的增加逐渐缓慢。但是随着添加剂浓度的增加,退火后污染的趋势也增加,二者是相互矛盾的,在使用过程中,我们要综合考虑,寻找最佳值。

目前我公司使用的均为复合添加剂,这种添加剂添加方便,易于管理,并能够满足轧制工艺润滑及产品质量的需求。

※第三节轧制油的过滤

在铝箔轧制过程中,由于轧制速度较快,轧辊与轧件之间因为摩擦会产生大量的铝灰,另外还会因为其它一些因素产生一些杂质,使轧制油变黑。为了使轧制油在使用过程中始终保持洁净,应需要对轧制油进行过滤。

1过滤器的工作原理

铝箔轧制油的过滤采用的多为板式全流量过滤器,下面对过滤器的工作过程及原理进行简单的介绍:

过滤过程分为合箱、预涂、过滤、清扫四个过程,首先,应按规定的比例要求在涂罐内加入过滤助剂并充分搅拌均匀,然后启动过滤器,在预涂过程中,首先在过滤纸上预涂一层过滤土。在过滤过程中,随着工作时间的增长,过滤土层不断增厚。污油箱内的污油经过过滤器进行过滤后,返回净油箱,净油箱内的轧制油通过管道进入轧机,参加生产,生产后的轧制油返回污油箱,污油箱内的污油又经过过滤器进行过滤,如此反复,完成了对轧制油的连续不断的过滤过程。正常情况下,过滤器过滤油的流量大于从轧机返回污油箱的流量,所以净油箱应该始终是满的。但当过滤器出现故障,或操作手未按要求进行过滤操作,则会出现过滤器的过滤能力不能满足轧机生产的情况,即出现倒流现象,这时,轧制油的透过率将会大大降低,严重影响产品的质量及轧制生产,出现这种情况,应立即停机进行清扫,待轧

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制油指标恢复正常后,方可继续进行生产。

2过滤助剂

用于轧制油过滤的过滤助剂主要有两种:硅藻土、活性白土。硅藻土是一种硅酸盐材料,它具有孔隙多,比重轻,难溶等特征。在自然界中是稳定物质,不与油发生物理和化学反应。硅藻土在油过滤系统中有两大作用:第一,它在过滤床上形成孔隙度约为1微米左右的多层滤饼,这种滤饼能把油中1微米及1微米以上的固态粒子机械地过滤掉;第二,硅藻土能防止固态污物在过滤床上形成板结的过滤饼,这是因为污物质点能被硅藻土的颗粒分隔开,从而形成污物和硅藻土的共同形成的多孔性滤饼。

但在铝箔生产过程中,产生的大多数污物都小于1微米,所以,只使用硅藻土是不能够满足过滤的需要的,为此需要加入一定量的活性白土。活性白土是带有极性的粘土物质,它在轧制油过滤中呈细小的粉末状颗粒。它本身无孔隙,必须与硅藻土配合才能使用。因为它具有极性,所以活性白土能够吸咐直径小于1微米的极性粒子。只有硅藻土与活性白土的加入比例适当,才能保证轧制油的过滤精度。

第六章铝箔轧制设备

我公司铝箔轧机共有七台,全部为四辊不可逆式铝箔轧机,其中老线四台,为1-4#轧机,新线3台,为5-7#轧机。1#、5#为粗中轧机,2#、4#、6#、3#、7#为中精轧机。1#、2#轧机为1981年从日本成套引进,并同时购买了日本昭和铝公司的铝箔轧制技术。3#-7#轧机为采用日本神户制钢所向涿神公司提供的技术制造的。七台轧机全部配有液压弯辊系统、厚度自动控制系统、快速换辊系统、油雾回收系统。同时,1#轧机已有ABB公司压磁式板型仪自动控制系统,5#、6#轧机已有奥钢联气悬式板型仪自动控制系统。铝箔轧机的主要技术参数如下:

1粗轧机主要技术参数(1#、5#)

型式四重不可逆

工作辊尺寸mm φ260×1600

支承辊尺寸mm φ700×1520

最大轧制速度m/min 1200

咬入速度m/min 10-20

压下率% 30-70

前滑率% 0-20

主电机1台,直流,720KW

开卷卷取电机各两台,直流,230KW,55KW

套筒尺寸φ565/505×1600

轧制毛料尺寸:

宽度mm 800-1320

厚度mm 0.28 0.36(最大0.5)

卷重kg 最大6000

外径mm 最大1685

轧制产品尺寸:

宽度mm 800-1320

厚度mm 最小0.012

卷重kg 最大6000

内径mm 565

铝加工培训教材第17页共31页外径mm 最大1685

2中精轧机主要技术参数(2#)

型式四重不可逆

工作辊尺寸mm φ260×1600

支承辊尺寸mm φ700×1520

最大轧制速度m/min 1200

咬入速度m/min 10-20

压下率% 30-70

前滑率% 0-20

主电机1台,直流,360KW

开卷卷取电机

1#开卷:2台直流33KW 2#开卷:2台直流33KW

卷取:2台直流33KW

套筒尺寸φ565/505×1600

轧制毛料尺寸:

宽度mm 800-1320

厚度mm 双合最大0.05×1 单张最大0.08

卷重kg 最大6000

外径mm 最大1685

轧制产品尺寸:

宽度mm 800-1320

厚度mm 最小0.006(双张) 0.010(单张)

卷重kg 最大6000

内径mm 565

外径mm 最大1685

3精轧机主要技术参数(3#、4#、6#、7#)

型式四重不可逆

工作辊尺寸mm φ260×1600

支承辊尺寸mm φ700×1520

最大轧制速度m/min 1200

咬入速度m/min 10-20

压下率% 30-70

前滑率% 0-20

主电机1台,直流,360KW

开卷卷取电机

1#开卷:2台直流27KW 2#开卷:2台直流27KW

卷取:2台直流27KW

套筒尺寸φ565/505×1600

轧制毛料尺寸:

宽度mm 800-1320

厚度mm 双合最大0.05×1 单张最大0.08

卷重kg 最大6000

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外径mm 最大1685

轧制产品尺寸:

宽度mm 800-1320

厚度mm 最小0.006(双张) 0.010(单张)

卷重kg 最大6000

内径mm 565

外径mm 最大1685

第七章箔材技术标准

产品生产出后,应符合一定的技术标准,方可以满足用户的使用要求。目前铝箔的技术标准主要有以下三个种:

1国家标准由国家技术监督局发布。主要有:

GB3198-1996工业用纯铝箔

GB3616-1996电力电容器铝箔

2行业标准由中国有色金属工业总公司发布。主要有:

YS/T95-1996空调器散热片用铝箔

3企业标准由华北铝业有限公司发布。主要有:

Q/HL301-1998电缆包复用铝箔

Q/HL302-1998空调器散热片用素铝箔

Q/HL303-1998医药包装用铝箔

Q/HL304-1998铝箔二级品

4内控标准由华北铝业有限公司发布。主要有:

Q/HN301-19980.0065-0.007mm铝箔

Q/HN302-1998铝箔包装

Q/HN303-1998亲水箔用素铝箔

这些标准,主要对产品的一些主要质量指标,如铝箔的厚度、宽度、表面质量、端面质量、性能指标、表面除油等做了规定,其目的就是为了满足用户在使用过程中的需要。近年来,公司根据市场形势的发展变化及用户的一些具体要求,又制订了许多专用标准,标准的针对性越来越强,要求也越来越高,我们在生产过程中,首先应对产品所执行的技术标准有所了解,只有这样,才能够知道生产出的产品是否合格,是否符合标准的要求。

第八章轧机生产技术操作规程及安全技术规程

第一节生产技术操作规程

1.准备工作

1.1打开过滤器,并按规定加油和过滤助剂

1.2 按生产卡片检查要生产的坯料的合金牌号、批号、卷号、规格、数量和质量情况,发现问题及时找有关人员处理。

1.3 轧制前要检查轧辊是否完好,并确认轧制线调整完毕,并把要轧的卷号等相关数据按要求输时电子计算机。

1.4 按规定予热工作辊

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2.轧制要领

2.1 轧制程序`道次根据技术要求中的压下工艺进行.

2.2 按照先宽后窄的顺序进行轧制,送料时不能戴脏手套.

2.3 开轧前须切去表皮三圈,轧完后必须切去三圈以上.

2.4 更换料卷时应进行检查,发现有时应详细记录在生产卡片上

轧制完成的料卷要做好标记,标明批号,规格,合金,生产班次

3 半成品检查

3.1 轧完每一卷后,应该详细检查有无辊印、辊眼、亮线、厚度超差、油斑等缺陷,并认真记录在生产卡片上。

3.2 发现毛料缺陷,应根据轧制标准要求,及时找有关人员处理,并保留好样品。

第二节安全技术规程

1轧机开动前,仔细检查设备和灭火装置,必须灵敏齐全可靠,各部件完整无损良好,否则,严禁开动设备。

2清辊时必须从辊的出料端进行,绝对禁止从入料端清理辊。

3送料头时,注意手不要靠近轧辊。

4设备运转过程中发生故障,应立即停车切断电源,找有关人员处理后方能工作。

5往料架上放卷,必须放平,放牢,不允许超过三层。

6粗轧机入料不能带污脏手套,精轧机入料不能带手套。

7清扫设备或进入地沟掏铝屑时,应在停车后进行并有专人监护。

8操作人员要坚守岗位,注意生产中的意外现象,以便及时采取措施。

9上卷时应看夹头是否夹牢,试运转正常后发出开车信号,方可正常运转。

10送料小车上料卸料移动部件,严禁站人,穿越运料时要平衡。

11使用的套筒不许扔、掷,必须放在料架上,禁止立放,以免伤人。

12停止工作后操作手应把手柄恢复零位,并认真交接设备运转情况。

13每周要彻底擦试一次机器,并清理格栅盖板,要站好、站稳,以防滑倒和滑下。14粗轧道次出口侧卷取机运转时,在铝卷的正面不能站人。

15轧机一旦发生着火,应按灭火规程及时灭火,并同时通知领导和安全消防部门。16经常保持工作现场清洁,不准积油、水等杂物。

17应按操作规程操作设备,设备运转中,不准任何人进行修理或清理设备。

18使用吊具时,应按规定进行检查,指挥天车应按统一信号,并由专人指挥。

铝加工培训教材第20页共31页第九章铝及铝合金热处理的基本知识

第一节热处理的概念

热处理是在生产金属材料半成品工件中使用的一种加工方法,它是通过金属或合金在一定的介质或气氛中进行加热,保温和冷却等操作,以改善和控制产品的组织性能的热处理过程,是充分发挥材料潜力的一种重要手段.有色金属及其合金最常使用的热处理方式有退火`淬火及时效.形变热处理也有应用,化学热处理应用较少。在机械制造和金属材料生产中,热处理是一项要求严格和十分重要的生产工序,必须认真对待。目前,我公司铝箔产品采用的热处理方式是退火。

任何热处理过程都包括加热、保温和冷却三个阶段,如图9-1所示,热处理与轧制、挤压、锻造等压力加工方法不同,它是改变和控制材料的组织和性能。热处理所需的设备比较简单,投资较少,操作简便。

时间

图9-1简单热处理过程示意图

第二节退火

1.退火的概念

在金属材料的半成品或制件中常常存在残余应力,成份不均匀,组织不稳定及表面质量不佳,如箔材表面油污等缺陷。这些缺陷严重影响材料的工艺性能和使用性能,如塑性低,耐腐蚀性差、机械性能不好,表面光洁度差以及不符合用户要求等。要消除或减少这些缺陷以提高材料的工艺性能和使用性能,必须进行退火。

所谓退火,就是指把工件以一定的加热速度加热到适当的温度,保持一定时间(称为保温),以缓慢的速度冷却的一种工艺过程,根据所要达到的具体目的,退火又分为去应力退火、再结晶退火和均匀化退火等。

#2退火加热过程中金属组织和性能的变化

把工件加热到再结晶温度以上,保持一定时间,而后以缓慢速度冷却的工艺过程均为再结晶退火。进行再结晶退火的目的是细化晶粒,充分消除应力和使合金的强度降低。塑性变形能力提高。

通过冷变形而产生了加工硬化的金属,根据加热温度高低不同,其组织和性能的变化过程可分为回复、再结晶、及晶粒长大三个阶段。其示意图见图9-2

铝合金型材基本知识讲1

铝合金型材基本知识讲座 第一章概论 一. 中国铝型材发展状况 根据资料表明,到2005年底我国现有铝型材加工企业650多家,其中登记注册的有470多家。去年生产铝型材350多万吨,其中建筑型材280多万吨,出口铝型材30多万吨,产量为世界第一。 目前和世界发达国家存在的差距: 1.挤压机多,全国有2000多台大吨位,高水平的少 2.产量结构不合理,中低档多,高档的少 3.企业多,但规模大的少 4.工业型材少,仿制的多,创新的少。 所以说我们只是挤压大国,而不是强国。出口最多的是观点金桥,产能最大的是深圳华加日,产量最大的是广东兴发,总生产能力最大的是亚洲铝厂随着中国建筑业及房地产持续健康的发展,建筑铝型材在中国的铝挤压行业中仍然会高居首位。2004年中国竣工的建筑工程中有门窗1.5亿m2和幕墙2000万m2。中国2000年制定“小康”目标的人均居住面积指标是35m2/人,现在只达到20m2/人。再有中国房地产建筑投资每年是以20%的速度在增长,每年竣工建筑面积20亿m2,约7亿m2的乡镇建筑,7亿m2的城市建筑,7亿m2的公共设施建筑,全国还有已有建好的建筑面积约400亿m2,每年会有10%的改造,中国整个建筑业的市场潜力很大。 另外目前我国工业铝型材的比例不到30%,和发达国家相比还有很大差距和发展的空间。如果把工业铝型材的生产技术提高,市场进一步开拓,据行家分析,我国的铝型材还有50年的发展势头,前景非常看好。 二. 经阁铝材在全国同行业的影响和地位 在全国铝型材加工企业中,年产量在1万吨以下的为小型企业,年产量1—3万吨的为中型企业,年产量3万吨以上的为大型企业。全世界年产量在5万吨以上的企业有36个,而我国就有15个。作为年产量6万吨以上的经阁铝材,无疑属于大型铝型材加工企业。而现代化的设备和自动化的操作,以令行内专家羡慕不已。各种资料表明,经阁铝材目前已骄傲地迈入了全国铝型材行业10强。三.型材的基本要求: 1.外观质量 2.化学成分 3.力学性能 4.尺寸偏差 5.表面性能 四.经阁铝材的品牌优势 1. 我们拥有一流的设备 a. 熔铸车间: 25吨倾斜式熔炼炉由英国黑格慕林公司制造,能降低能耗和金属烧损。 在线处理装置,能保证铝熔体的纯净度。 液压铸造机能保证铸造的平稳,铸棒的表面质量和弯曲度。

铝及铝合金的基础知识.

第一章铝及铝合金的基础知识 第一节铝及铝合金的性质 在有色金属中,铝是应用最广泛的一类金属。其产量仅次于钢铁。铝的发现,至目前还只有二百多年的历史。但由于它具有资源丰富,生产成本低,用途广泛等特点,因此铝工业在近百年的时间内得到了迅猛的发展,随着科学技术的发展及人民生产水平的提高,铝箔应用也越来越广泛。它已经渗透到了人们的日常生活中。 铝及铝合金的性质,概括起来,主要有以下几个方面: 1比重小。含铝量为99.5%的工业纯铝的比重为2.7克/立方厘米,只有铁和铜的三分之一左右。 2导电性好。铝箔电阻系数(20℃)为2.67微欧毫米/米,相当于铜导电能力的60-65%。但相同体积铝的重量只有铜的三分之一,因此按体积计算,铝的导电能力优于铜。3良好的导热性。铝箔导热系数(0-100℃)为0.54卡/厘米·秒·度,比铁的导热率约大三倍。工业上许多热变换器散热材料,如目前很大的空调器散热片,都是铝及铝合金制成。 4强度高。铝中加入少量的锰、镁、铜、铁等,具有良好的机械性能。 5良好的塑性。适合于各种加工,可压成薄板可箔,拉成细丝,磨成细粉和挤压成复杂开头的型材。 6良好的抗腐蚀.性能。纯铝在空气中,其表面会迅速跟氧结合,生成一层致密的氧化铝薄膜(AL2O3),此层致密的薄膜可以防止里面的铝继续氧化,对铝的内部起到保护作用。 7反射能力很强。铝箔反射率在85%以上。 8铝具有银白色光泽、无毒、保鲜性好、防腐、防温、防干燥、不透气、不透光,因此,铝箔被广泛地用作各种食品、药用、香烟的包装上。 9焊接性能较差。 第二节铝及铝合金的牌号及状态 铝及铝合金的牌号及状态以往都是采用国内统一的表示方法,即汉语拼音加顺序号,自96年起,这种表示方法已经停止使用,目前采用的是国际四位数字体系的表示方法。 1合金牌号 合金牌号采用的是四位数字体系表示方法,其中:第一位代表合金的系列,如第一位数字为1,则代表为纯铝系列,第一位数字为2-8,则代表不同系列的铝合金。 具体的合金组别按下列主要合金元素划分: 纯铝: 1×××× Cu 2×××× Mn 3×××× Si 4×××× Mg 5×××× Mg+Si 6×××× Zn 7××××

铝及铝合金的基础知识

铝加工培训教材第1页共30页 第一章铝及铝合金的基础知识 第一节铝及铝合金的性质 在有色金属中,铝是应用最广泛的一类金属。其产量仅次于钢铁。铝的发现,至目前还只有二百多年的历史。但由于它具有资源丰富,生产成本低,用途广泛等特点,因此铝工业在近百年的时间内得到了迅猛的发展,随着科学技术的发展及人民生产水平的提高,铝箔应用也越来越广泛。它已经渗透到了人们的日常生活中。 铝及铝合金的性质,概括起来,主要有以下几个方面: 1比重小。含铝量为99.5%的工业纯铝的比重为2.7克/立方厘米,只有铁和铜的三分之一左右。 2导电性好。铝箔电阻系数(20℃)为2.67微欧毫米/米,相当于铜导电能力的60-65%。但相同体积铝的重量只有铜的三分之一,因此按体积计算,铝的导电能力优于铜。 3良好的导热性。铝箔导热系数(0-100℃)为0.54卡/厘米·秒·度,比铁的导热率约大三倍。工业上许多热变换器散热材料,如目前很大的空调器散热片,都是铝及铝合金制成。 4强度高。铝中加入少量的锰、镁、铜、铁等,具有良好的机械性能。 5良好的塑性。适合于各种加工,可压成薄板可箔,拉成细丝,磨成细粉和挤压成复杂开头的型材。6良好的抗腐蚀.性能。纯铝在空气中,其表面会迅速跟氧结合,生成一层致密的氧化铝薄膜(AL2O3),此层致密的薄膜可以防止里面的铝继续氧化,对铝的内部起到保护作用。 7反射能力很强。铝箔反射率在85%以上。 8铝具有银白色光泽、无毒、保鲜性好、防腐、防温、防干燥、不透气、不透光,因此,铝箔被广泛地用作各种食品、药用、香烟的包装上。 9焊接性能较差。 第二节铝及铝合金的牌号及状态 铝及铝合金的牌号及状态以往都是采用国内统一的表示方法,即汉语拼音加顺序号,自96年起,这种表示方法已经停止使用,目前采用的是国际四位数字体系的表示方法。 1合金牌号 合金牌号采用的是四位数字体系表示方法,其中:第一位代表合金的系列,如第一位数字为1,则代表为纯铝系列,第一位数字为2-8,则代表不同系列的铝合金。 具体的合金组别按下列主要合金元素划分: 纯铝: 1×××× Cu 2×××× Mn 3×××× Si 4×××× Mg 5×××× Mg+Si 6×××× Zn 7×××× 其它元素8×××× 备用组9×××× 1××××组表示纯铝,其最后两数字表示最低铝百分含量中小数点后面的两位。牌号的第2位数字表示合金元素或杂质极限含量的控制情况,如果第2位为0,则表示其杂质极限含量无特殊控制,如果是1-9,则表示对一项或一项以上的单个杂质或合金元素极限含量有特殊控制。

铝合金门窗基础知识1

门的宽度:一般以300(mm)作为模数,其中门的宽度一般以人流多少和搬运家具设备时所需的宽度来确定。单股人流通行的最小宽度根据人体工程学定为550~600 mm,所以门的最小宽度为600~700 mm,如厨房、卫生间、设备是等。大多数房间的门考虑到一人携带物品通行,所以门的宽度一般设为900~1000 mm。普通住宅入户门等宽度为900 mm,而使用人数较多的房间,如教室应采用1000 mm宽的门。 门的数量:门的数量是根据房间人数的多少,面积的大小以及疏散方便程度等因素决定。防火规范中的相关规定如下:当一个房间面积超过60 m2,且人数超过50人时,门的数量为2,且应分别设在两端,以利于疏散。位于走道尽端的房间由最远一点到房间门口的直线距离不超过14 m,且人数不超过80人时,可设一个向外开启的门,但门的净宽不小于1.4 m。 门的位置:门的位置要考虑室内人流活动的特点和家居布置的要求,考虑到缩短交通路线,争取室内有较完整的空间和墙面,同时还要考虑到有利于组织采光和穿堂风。 门的开启方式:平开门、双向自由门、转门、推拉门和折叠门等。其中平开门运用最多,通常分为内开和外开两种。对于人数较少的房间,一般要求门向房间内开启,如住宅、宿舍、办公室等;对于使用人数较多的房间,如会议室、教室、多功能厅等,考虑疏散的安全,要求门开向疏散方向。 窗的宽度和位置:由于民用建筑一般情况下都要具有良好的天然采光,而采光效果主要取决于窗的大小和位置。使用性质不同的房间对采光有不同的要求,在具体设计过程中既要满足房间的使用性质的要求,又要结合具体情况,如当地气候、室外遮挡情况和建筑立面观感效果等,综合确定窗的面积大小和位置 窗的平面位置,主要影响到房间沿外墙方向来的照度是否均匀,有无暗角和眩光。窗的位置要使用进入房间的光线均匀和内部家具布置方便,窗间墙的宽度从照度均匀考虑一般不宜过大,不应超过1200 mm,以保证室内光线均匀。 窗的通风:建筑物室内的自然通风,除了与建筑朝向、间距、平面布局等因素有关外,房间的窗位置对室内通风效果的影响也是很关键的,通常利用房间两侧相对应的窗户或门窗之间组织穿堂风,门窗的相对位置采用对面通直布置时,室内气流通畅。而若为教室通常在靠走廊一侧开设高窗,以调节出风通路,改善室内通风条件。 门用主型材主要受力部位基材截面积最小实测厚度不应小于 2.0mm,窗用主型材主要受力部位基材截面积最小实测厚度不应小于1.4mm 铝合金门窗型材厚度 :铝合金推拉门有70系列、90系列两种,住宅内部的铝合金推拉门用70系列即可。系列数表示门框厚度构造尺寸的毫米数。铝合金推拉窗有55系列、60系列、70系列、90系列四种。系列选用应根据窗洞大小及当地风压值而定。用作封闭阳台的铝合

铝及铝合金分析若干知识点

铝及铝合金分析 铝在元素周期表中属ⅢA族,其相对原子质量为26.98154,密度 2.6989g/cm3(20℃)。纯铝呈银白色,具有良好的导电性、导热性、延展性及抗腐蚀性。铝是典型的两性元素易,溶于盐酸和其他氢卤酸,也溶于强碱溶液不溶于冷的浓硫酸和硝酸。铝易与氟化物、柠檬酸盐、酒石酸盐、乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA)以及许多含氧、含氮有机试剂等生成稳定的结合物。 铝及铝合金的用途很广泛。高纯铝抗腐蚀性强,可用来制造保存和运输硝酸、过氧化氢、甲醛、有机酸的器具,并在食品工业上用作包装材料。纯铝可用于制造电缆、电线、电容器、整流器、汇流板等。铝合金分为变形铝合金和铸造铝合金两大类。变形铝合金根据其成分不同有防锈铝、硬铝、锻铝、超硬铝、特殊铝等;铸造铝合金根据成分不同有铝硅合金、铝铜合金、铝镁合金、铝锌合金等。铝合金广泛用于航空工业、汽车工业、化工、机械制造工业以及民用建筑等。 在铝及铝合金中需要对Fe、Si、Cu、Ti、Ca、Mg、Mn、Zn、Pb、Ni、Cr、V、Sn、Zr、Ga、RE、Be、Sb、Li、B、Cd等元素进行测定。根据上述元素含量的多少,选用不同的分析方法。 铝及铝合金中铁的测定一般采用邻菲罗啉分光光度法或原子吸收光谱法。邻菲罗啉分光光度法是在pH2-9范围内,Fe2+与邻菲罗啉形成橙红色络合物,该方法有较高的灵敏度和良好的稳定性。原子吸收光谱法选用较窄的通带,一般采用波长248.3nm处,在空气-乙炔氧化性火焰中进行测定。对硅、镍、钒较高的试样,在测定时要加入一定量的锶盐消除其干扰。 铝合金中硅的含量大于1%时,一般采用重量法,近年来也采用改进的硅钼蓝分光光度法。铝及铝合金中硅的含量小于1%的试样可采用硅钼蓝分光光度法。溶液中,硅酸与钼酸盐形成黄色的硅钼杂多酸,它有两种形态,α-硅钼酸;β-硅钼酸。通常分析中多采用β-硅钼酸形态,这是由于形成β-硅钼酸的酸度较高,避免某些较易水解元素的干扰,加入适当的还原剂,如抗坏血酸1-氨基-2-萘酚-4-磺酸等,由硅钼黄变成硅钼蓝。铝合金中磷、砷干扰测定,加入草酸、柠檬酸、酒石酸或提高溶液的酸度,以破坏磷钼杂多酸和砷钼杂多酸。 铝及铝合金中铜测定,根据铜的含量高低选择合适的分析方法。对高含量的铜的测定一般采用恒电流电解重量法。用恒电流电解时,能和铜一起析出的金属

铝和铝合金知识,国内外牌号对照表

1,国外压铸铝合金的成分及特征: JIS ALCOA 主要化学成分 规格规格Si(硅) Cu(铜) Mg(镁) Zn(锌) Mn(锰) Fe(铁) Ti(钛) Ni(镍) Sn(锡) Al(铝) ADC1 A13 11/13 0.6↓0.3↓0.5↓0.3↓ 1.3↓-- 0.5↓0.1↓余量ADC3 A360 9/10 0.6↓0.4/0.6 0.5↓0.3↓ 1.3↓-- 0.5↓0.1↓余量ADC4 360 9/10 0.6↓0.4/0.6 0.5↓0.3↓ 2.0↓0.5↓0.1↓余量ADC5 218 0.3↓0.2↓4/11 0.1↓0.3↓ 1.8↓-- 0.5↓0.1↓余量ADC6 214 1.0↓0.12↓ 2.5/4 0.4↓0.4/0.5 0.8↓-- 0.1↓0.1↓余量ADC7 43 4.5/9.5 0.6↓0.3↓0.5↓0.3↓ 1.3↓-- 0.5↓0.1↓余量ADC8 85 4.5/7.5 2.0-4.5 0.3↓ 1.0↓0.3↓ 1.3↓0.5↓0.3↓余量ADC9 85 4.5/7.5 2.0-4.0 0.3↓ 1.0↓0.5↓ 2.0↓0.5↓0.3↓余量ADC10 A380 7.5/9.5 2/4 3/4 0.3↓ 1.0↓3.0↓0.5↓ 1.3↓-- 0.5↓0.3↓余量ADC12 384 10.5/12 1.5/3.5 0.3↓ 1.0↓0.5↓ 1.3↓-- 0.5↓0.3↓余量Al-Si 母合金20.1 0.04 0.03↓0.04↓0.03↓0.3↓5↓余量380 7.5/9.5 3/4 0.3↓ 3.0↓0.5↓ 1.3↓-- 0.5↓0.3↓余量 铝合金机械属性 机械性能 合金代号合金状态 抗拉强度伸长率 ADC1 压铸热处理296 2.5 ADC3 压铸热处理317 5.0 ADC4 压铸热处理324 3.0 ADC5 压铸热处理310 8.0 ADC6 压铸热处理-- -- ADC7 压铸热处理-- -- ADC8 压铸热处理-- -- ADC9 压铸热处理-- -- ADC10 压铸热处理330 3.0 ADC12 压铸热处理325 1.0 AC1A 铸态157 5 AC2A 铸态177 2 AC3B 铸态157 1 AC3A 铸态177 5 AC4A 铸态177 3

铝合金基本知识(附专业词汇)

变形铝合金的状态代号 1.范围 本标准规定了变形铝合金的状态代号。 本标准适用于铝及铝加工产品。 2.基本原则 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。2.3基本状态代号 基本状态分为5种,如表达式所示 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,对于加工硬化和热处理条件特殊要求的产品,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 加工硬化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。 H代号后面跟有两位或三位阿拉伯数字。 W 固熔热处理状 态 一种不稳定状态,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。 3.细分状态代号 .1 H的细分状态 在字母H后面添加两位阿拉伯数字(称作HXX状态),或三位阿拉伯数字(称作HXXX状态)表示H的细分状态。 .1.1 HXX状态 .1.1.1 H后面的第1位数字表示获得该状态的基本处理程序,如下所示: H1—单纯加工硬化处理状态。适用于未经附加热处理,只经加工硬化即获得所需强度的状态。 H2—加工硬化及不完全退火的状态。适用于加工硬化程度超过成品规定要求后,经不完全退火,使强度降低到规定指标的产品。对于室温下自然时效软化的

合金,H2与对应的H3具有相同的最小极限抗拉强度值;对于其它合金,H2与对应的H1具有相同的最小极限抗拉强度值,但延伸率比H1稍高。 H3—加工硬化及稳定化处理的状态。适用于加工硬化后经热处理或由于加工过程中受热作用致使其力学性能达到稳定的产品。H3状态仅适用于在室温下逐渐时效软化(除非经稳定化处理)的合金。 H4—加工硬化及涂漆处理的状态。适用于加工硬化后,经涂漆处理导致了不完全退火的产品。 3.1.1.2 H后面的第2位数字表示产品的加工硬化程度。数字8表示硬状态。通常采用O状态的最小抗拉强度与表2 规定的强度差值之和,来规定HX8的最小抗拉强度值。对于O(退火)和HX8状态之间的状态,应在HX代号后分别添加从1到7的数字来表示,在HX后添加数字9表示比HX8加工硬化程度更大的超硬状态,各种HXX细分状态代号及对应的加工硬化程度如表3所示: 表2 HX8状态与O状态的最小抗拉强度差值 O状态的最小抗拉强度/Mpa HX8状态与O状态的最小抗拉强度差值/Mpa ≤40 45~60 65~80 85~100 105~120 125~160 165~200 205~240 245~280 285~320 ≥325 55 65 75 85 90 95 100 105 110 115 120 表3 HXY细分状态代号与加工硬化程度 细分状态代号加工硬化程度 HX1 抗拉强度极限为O与HX2状态的中间值 HX2 抗拉强度极限为O与HX4状态的中间值 HX3 抗拉强度极限为HX2与HX4状态的中间值 HX4 抗拉强度极限为O与HX8状态的中间值 HX5 抗拉强度极限为HX4与HX6状态的中间值 HX6 抗拉强度极限为HX4与HX8状态的中间值 HX7 抗拉强度极限为HX6与HX8状态的中间值 HX8 硬状态 HX9 超硬状态最小抗拉强度极限值超HX8状态至少10Mpa 注:当按上表确定的HX1~HX9状态的抗拉强度值,不是以0或5结尾的。应修约至以0或5结尾的相邻较大值。 3.1.2 HXXX状态

铝合金基础知识

铝合金基础知识 一、常用术语 1.1合金:由基体元素、合金元素和杂质元素组成的一种金属物质。 1.2杂质:存在于金属中但并非是有意加入或保留的金属或非金属元素。 1.3变形铝合金:主要通过塑性变形加工成产品的合金。 1.4纯铝:铝含量至少为99.0%且Si和Fe含量不大于1%,其余元素含量不大于0.1%。 1.5型材:延其纵向全长,横断面均一,且横断面形状不同于棒材、管材、线材、板材 等压力产品,型材又可分为空心型材和实心型材。 1.6热处理:将金属材料放在一定的介质内加热、保温、冷却,通过改变材料表面或内 部的金相组织结构来控制其性能的一种热加工工艺。 1.7加工硬化:金属材料在再结晶温度以下发生塑性变形时强度和硬度升高,而塑性和 韧性降低的现象。 1.8变质处理:在铝合金液中加入微量钠或钠盐作为变质剂,进行变质处理,细化晶粒 可以显著提高其强度和塑性。 1.9淬火:将加热到高温的合金置入液态或气态介质中或与固体相接触,使合金快速冷 却的一种热处理方法。 1.10固溶处理:通过高温加热使铝合金中的强化相溶入基体,随后快速冷却以抑制 强化相在冷却过程中重新析出,以获得铝基过饱和固溶体的过程。 1.11均质(均匀化退火):均匀化退火是通过高温下常时间保温,原子充分扩散而使 铸锭枝晶偏析消除达到成分、组织均匀,改善室温下塑性以及冷、热加工工艺性能,降低铸锭热轧开裂的危险。同时,均匀化退火可降低变形抗力,提高设备生产效率。 均匀化退火的工艺制度,包括退火温度、加热速度、保温时间及冷却速度。 1.12时效处理:在一定的温度下,保持一定的时间,过饱和固溶体发生分解(称为 脱溶),引起铝合金强度和硬度大幅度提高,这种热处理过程称之为时效。在室温下自然停放一定的时间,铝合金强度及硬度提高的方法称为自然时效。人为的将铝合金制品在高于室温下的某一温度,保温一定的时间,以提高铝合金强度及硬度的方法称人工时效。时效强化的实质是从过饱和固溶体中析出许多非常细小的沉淀物颗粒(一般是金属化合物,也可能是过饱和固溶体中的溶质原子在许多微小地区聚集),形成一些体积很小的溶质原子富集区。

高中化学-铝及铝合金导学案

高中化学-铝及铝合金导学案 【学习目标】 1、了解铝的性质,掌握铝的化学性质。 2、了解铝制品的相关使用知识,体验化学与生活的紧密联系。 3、铝合金含义及特性;铝及铝的重要化合物之间的转变关系。 【重点难点】 重点:铝的化学性质及应用 难点:铝与强碱的反应、铝的钝化 【导学流程】 一、自主预习 1、铝的物理性质: 铝是色的金属,密度 ,属于金属,具有导电性、导热性和延展性。 2、铝可制成各种合金,铝合金的优点 铝合金主要用于 3、铝的化学性质:铝在化学反应中容易电子,化合价,表现出性。 (1)活泼金属的通性(写出有关化学方程式): ①与S、Cl 2、O 2 等非金属单质反应: ②与稀硫酸等非氧化性酸的反应: ③与硫酸铜等某些盐溶液的反应:(2)特性:

①与NaOH等强碱反应 ②与氧化铁等发生铝热反应 ③钝化: 二、合作探究 1、钝化: 浓硫酸、浓硝酸可贮存在铝制容器中,说明铝与浓硝酸、浓硫酸不发生反应,该观点对吗? 2、合金:一种金属与另一种或几种金属或非金属熔合而成的具有金属特性的物质。 常见的合金有 3、铝与强酸反应的离子方程式 铝与强碱反应的离子方程式 结论:铝是一种的金属。 4、铝热反应: (1)铝热反应是反应(“吸热”或“放热”);实验中用到了镁条和氯酸钾,其作用分别是。 三、典型例题 【典例1】不宜用铝热法冶炼的金属是:

A.镁B.铁C.铬 D.钨 【典例2】将铝及铝合金的应用与性质用短线相连: 铝制炊具、热交换器良好的导电性 制作导线、电缆良好的导热性 飞机制造密度小 用作包装良好的延展性 房屋门窗强度大、抗腐蚀能力强 建筑外墙装饰强还原性且反应放出大量热 焊接钢轨外观好 汽车车轮骨架反射性好 【典例3】Array 四、当堂检测 1、正误判断: (1)铝元素在人体内积累可导致脑损伤,所以在制炊具、净水、制电线等方面要加以控制。(2)铝热反应常用于制取某些金属、焊接钢轨,因为铝在反应中易得电子表现出强还原性。 (3)铝在空气中表现出良好的抗腐蚀性,是因为其表面牢固地覆盖着一层致密的氧化膜,

铝合金基础知识总结

铝合金基础知识总结 (1)铝 Aluminum 属于周期系第Ⅲ族主族的一种金属元素。化学符号Al,原子序数13,具有面心立方晶格。是一种银白色的轻金属。有延展性,密度2.6989t/m3,熔点661℃。导电、导热性好,纯铝可用作超高压电缆。化学性质活泼,溶于酸或碱而放出氢气。在空气中表面形成致密的氧化膜,因而起了保护作用。日用器皿多用铝制成。铝合金质轻而坚韧,大量用作飞机、汽车、火箭的结构材料和建筑装璜材料。铝在自然界以复杂的硅酸盐形态存在,在地壳中含量甚丰(8.8%) ,由铝的氧化物与冰晶石(Na3AlF6) 共熔电解制得。 (2)铝加工 Aluminum fabrication 用塑性加工方法将铝坯锭加工成各种铝材的生产过程。主要方法有轧制、挤压、拉伸和锻造等。产品广泛用于航空、建筑、运输、电气、包装和日用品等工业部门,产量仅次于钢铁。我国生产的铝材有七个合金系列,有板、带、箔、管、棒、型、线材和锻件等八类产品。铝加工应保证产品达到稳定一致的尺寸精度、力学性能和良好的表面质量以及内部组织,这些质量要求主要依靠生产工艺和设备保证。 (3)铝合金 Aluminum 以铝为基的合金的总称。加入的主要合金元素为铜、硅、镁、锌、锰,其次为镍、铁、钛、铬、锂等。品种很多,大都可以通过淬火、时效强化。铝合金的密度低,单位重量铝合金的强度接近或超过优质钢,加之具有优良

的导电性、导热性和抗蚀性,在工业上用途很广。一般分为两类:(1) 铸造铝合金。在铸造状态使用,熔化温度低,铸造性能优良,常用来铸造形状较复杂的航空发动机零件等; (2) 变形(压延)铝合金。能承受压力加工,力学性能高于铸造铝合金,广泛用作航空器材和日常生活器皿、建筑装璜材料等。 (4)铝矿石 Aluminum ore 铝在地壳中含量甚多,在自然界中以化合态存在。含铝的矿物有250余种,其中具有经济意义的有铝土矿、霞石、明矾石和高岭土。铝土矿是工业上利用最广的铝矿石,其基本成分是含水氧化铝。铝土矿的化学成分变化很大,氧化铝含量越高,二氧化硅含量越低,其质量越高。铝土矿按其中氧化铝水合物的矿物形态分为三水铝石型、一水软铝石型、一水硬铝石型以及混合型。 (5)固溶热处理 solid solution treatment 将合金加热到适当的温度并保持充分的时间,使合金中一种或几种相溶解到基体里去形成均匀的固溶体,然后将合金迅速冷却,使溶入的组成物留在基体内成为过饱和固溶体,这样可以改善合金的延展性和韧性,并为进一步进行沉淀硬化处理准备条件。 (6)铝合金热处理 铝合金分为铸造铝合金和变形铝合金,其中的一部分合金可以通过热处理强化,称为热处理可强化铝合金。铝合金热处理的主要形式是退火(包括

铝合金焊接基础知识

铝合金焊接基础知识 一、铝及铝合金焊接的特点及焊接性 1、常见铝及铝合金的分类铝为银白色轻金属,纯铝的熔点为660℃,密度 2.7g/cm3。工业用铝合金的熔点约为560℃。按照GB/T3190-1996或 GB/T16474-1996的规定,纯铝和铝合金牌号命名的基本原则是:可直接 采用国际四位数字体系牌号;未命名为国际四位数字体系牌号的纯铝及 其合金采用四位字符牌号。城轨事业部目前常用的铝材主要有以下三种: ①5083-H111,5表示为Al-Mg系,H111加工硬化状态:最终退火后又进行 了适量加工硬化。主要用于折弯件用的板材。 ②6005A-T6,6表示为Al-Mg-Si系,T6热处理状态:固溶处理后再人工时 效的稳定状态。除牵引梁型材为6082之外,其余所有的型材均为6005A ③6082-T6,绝大部分板材。 二、铝合金焊接基础知识 1、定义:ISO857-1中对熔化极气体保护焊定义如下:使用丝状电极的 MIG/MAG焊接原理图

金属电弧焊,在过程中外部气源提供的气体形成的屏障将电弧和熔池与空气隔离。根据使用的保护气体类型,进一步划分为:当使用惰性气体时为熔化极惰性气体保护电弧焊(MIG)。当使用活性气体时为活性气体保护电弧焊(MAG)。 1-母材2-电弧3-焊缝4-套筒5-保护气体6-导电嘴7-焊丝8-送丝轮 原理:通过送丝马达由丝盘提供的焊丝,仅在离开焊枪前通过简短地接触导电嘴加载电流,以便电弧能在焊丝的端部和工件之间燃烧。保护气体由保护气喷嘴流出覆盖焊丝。这样保护了焊接金属,防止空气中的氧、氢、氮等的渗透。保护气体除了保护熔池之外还有其他作用,比如它确定了电弧气氛的成分,从而也影响了电弧的导电性和由此决定的焊接特性。此外它还对吸收和烧损过程以及形成的焊缝的化学成分有影响,即它由焊接冶金学方面的作用。 2 电流类型 MIG焊接通常使用直流电源焊接,电极(焊丝)连接到电源的正极,工件连接到电源的负极。 3 焊接材料 铝和铝合金焊接用焊材一般为实芯焊丝,焊材标准为EN ISO 18273。城轨事业部常用的MIG焊丝材质为5083,常见直径为Ф1.2mm,底架手工MIG焊及自动焊接使用的则为Ф1.6mm。通常规格为7Kg/盘。 4 保护气体 DIN EN 439标准规定了MIG/MAG焊用保护气体。该标准定义了所有弧焊和弧割用的保护气体。 城轨事业部常用焊接气体为99.9999%的高纯氩(Ar),只有在底架焊接时为增加熔深采用氩氦混合气体,成分为70%氩气+750ppm氮气+剩余氦气。这是因为在氩气中添加氦气能改善电弧气氛的热传导性和保温性能,这两种影响产生了高能量的电弧和更好的电弧穿透性。 MIG焊接常用气体流量为18~20L/min。

最新铝合金知识大全---分类-化学成分-性能

一铝的基本特性与应用范围 二铝及铝合金的分类 纯铝比较软,富有延展性,易于塑性成形。如果根据各种不同的用途,要求具有更高的强度和改善材料的组织和其他各种性能,可以在纯铝中添加各种合金元素,生产出满足各种性能和用途的铝合金。 铝合金可加工成板、带、条、箔、管、棒、型、线、自由锻件和模锻件等加工材(变形铝合金),也可加工成铸件、压铸件等铸造材(铸造铝合金)。

纯铝— 1×××系,如1000合金 非热处理型合金 Al-Mn系合金— 3×××系,如3003合金 Al-Si系合金— 4×××系,如4043合金变形铝合金 Al-Mg系合金— 5×××系,如5083合金 Al-Cu系合金— 2×××系,如2024合金 Al-Mg-Si系合金— 6×××系,如6063合金铝及热处理型合金 Al-Zn-Mg系合金—7×××系,如7075合金铝合金 Al-其它元素— 8×××系,如8089合金 纯铝系 非热处理型合金 Al-Si系合金,如ZL102合金 Al-Mg系合金,如ZL103合金 铸造铝合金 Al-Cu-Si系合金,如ZL107合金 Al-Cu-Mg-Si系合金,如ZL110合金 热处理型合金 Al-Mg-Si系合金,如ZL104合金 Al-Mg-Zn系合金,如ZL305合金

3 变形铝合金分类、牌号和状态表示法 3. 1 变形铝合金的分类 变形铝合金的分类方法很多,目前,世界上绝大部分国家通常按以下三种方法进行分类。 ⑴按合金状态图及热处理特点分为可热处理强化铝合金和不可热处理强化铝合金两大类。不可热处理强化铝合金(如:纯铝、Al-Mn、Al-Mg、Al-Si系合金)和可热处理强化铝合金(如:Al-Mg-Si、Al-Cu、Al-Zn-Mg 系合金)。 ⑵按合金性能和用途可分为:工业纯铝、光辉铝合金、切削铝合金、耐热铝合金、低强度铝合金、中强度铝合金、高强度铝合金(硬铝)、超高强度铝合金(超硬铝)、锻造铝合金及特殊铝合金等。 ⑶按合金中所含主要元素成分可分为:工业纯铝(1×××系),Al-Cu合金(2×××系),Al-Mn合金(3×××系),Al-Si合金(4×××系),AL-Mg合金(5×××系),Al-Mg-Si合金(6×××系),Al-Zn-Mg 合金(7×××系),Al-其它元素合金(8×××系)及备用合金组(9×××系)。 这三种分类方法各有特点,有时相互交叉,相互补充。在工业生产中,大多数国家按第三种方法,即按合金中所含主要元素成分的4位数码法分类。这种分类方法能较本质的反映合金的基本性能,也便于编码、记忆和计算机管理。我国目前也采用4位数码法分类。 3. 2 中国变形铝合金的牌号表示法 根据GB/T16474 — 1996“变形铝及铝合金牌号表示方法”,凡化学成分与变形铝及铝合金国际牌号注册协议组织(简称国际牌号注册组织)命名的合金相同的所有合金,其牌号直接采用国际四位数字体系牌号,未与国际四位数字体系牌号的变形铝合金接轨的,采用四位字符牌号(但试验铝合金在四位字符牌号前加X)命名,并按要求注册化学成分。 四位字符体系牌号的第一、三、四位为阿拉伯数字,第二位为英文大写字母(C、I、L、N、O、P、Q、Z字母除外)。牌号的第一位数字表示铝及铝合金的组别,如1×××系为工业纯铝,2×××为Al-Cu系合金,3×××为Al-Mn系合金,4×××为Al-Si系合金,5×××为Al-Mg系合金,6×××为Al-Mg-Si系合金,7×××为Al-Zn-Mg系合金,8×××为Al-其它元素合金,9×××为备用合金组。 除改型合金外,铝合金组别按主要合金元素来确定,主要合金元素指极限含量算术平均值为最大的合金元素。当有一个以上的合金元素极限含量算术平均值同为最大时,应按Cu、Mn、Si、Mg、Mg2Si、Zn、其它元素的顺序来确定合金组别。牌号的第二位字母表示原始纯铝或铝合金的改型情况,最后两位数字用以标识同一组中不同的铝合金或表示铝的纯度。 我国的变形铝及铝合金表示方法与国际上较通用的方法基本一致。 3.3 中国变形铝合金状态代号及表示方法 根据GB/T16475–1996标准规定,基础状态代号用一个英文大写字母表示。细分状态代号采用基础状态代号后跟一位、两位或多位阿拉伯数字表示。 3.3.1基础状态代号

铝合金基本知识

铝合金(有色金属结构材料) 以铝为基的合金总称。主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰,次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。 纯铝产品是地壳中含量最丰富的金属元素,含量高于7%。铝原子序数为13,原子量为26.98,原子体积为(立方厘米/摩尔):10.0,面心立方结构,熔点660℃,密度2.702,地壳中含量(ppm--百万分率):82000 。 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。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。 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。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

铝合金基础知识

工业生产用量仅次于钢铁,居有色金属首位。 特点:质轻,比强度和比刚度高,导电导热性好,耐腐蚀。 应用:宇航、航空等工业的主要原材料,建筑、运输、电力等各个领域。 1.纯铝 纯铝的特性: 纯铝呈银白色,密度2.7g·cm-3,熔点660℃,面心立方,无同素异构转变;●导电、导热性能好; ●化学性质活泼,大气中生成致密氧化膜,防止继续氧化,大气中耐蚀性好; ●碱、盐和大多数酸性溶液(如硫酸、盐酸等)中,易被腐蚀。 ●易于加工制成各种制品。 ●铝中常含许多杂质(主要是铁、硅,还有铜、锌、镁、锰、镍和钛等),随 杂质含量↑,纯铝强度↑,导电性、耐蚀性和塑性↓ 纯铝的牌号及用途: 牌号: “铝” 拼音第1字母“L”加一顺序号 高纯Al:LG5-1,LG5纯度最高 工业纯Al:L1-6, L6纯度最低 纯铝不能热处理强化,唯一手段是冷加工硬化,强度低。 用途: 主要用作导电、导热材料,制备铝合金和用于化学工业。 2. 铝的合金化 纯铝强度、硬度都很低,难以用作工程结构材料。铝中适量加入某些合金元素,再经冷变形或热处理,可大幅度↑其力学性能(主要是强度、硬度)。 固态铝无同素异构转变,不能像钢一样借助于热处理相变强化。合金元素的强化作用主要为固溶强化、沉淀强化、过剩相强化和细化组织强化。 固溶强化: 合金元素加入纯Al中,形成铝基固溶体,使晶格发生畸变,↑位错运动阻力,↑强度。 合金元素的固溶强化能力与其本身性质及固溶度有关,总体讲固溶强化效果不高,因此铝的强化不能只依靠固溶强化。 用途: 主要用作导电、导热材料,制备铝合金和用于化学工业。 沉淀强化 : 主要强化手段,基体中造成较强烈应变场,↑位错运动阻力。 通过热处理(固溶时效)析出沉淀相实现强化,也称时效强化。 条件:①合金元素在铝中有较高的极限溶解度和明显的温度关系; ②沉淀过程中形成性能好、均匀、弥散的共格或半共格过渡强化相。Cu、Mg、Zn、Si、Li等主加元素在铝中均有较高溶解度,并随温度↓而急剧↓,但除铜外,与铝形成的沉淀相或因共格界面错配度低使应变场较弱,或因预沉淀

6063铝合金加工基本知识

6063合金加工的基本知识 一、合金介绍 1、组成 6063在铝合金系列中属于Al-Mg-Si系,基体为铝(Al),主要的元素为镁(Mg)和硅(Si),当把镁(Mg)和硅(Si)加入到液态的铝中时,镁(Mg)和硅(Si)就会溶解在铝中,当冷却为固态,镁(Mg)和硅(Si)仍然保留在铝基体中,不会析出,并且形成金属间化合物Mg2Si,同时因为铝中还有杂质元素铁(Fe)、锰(Mn)等,还会形成AlFeSi,当加入的Mg比Si多时还可能形成Mg2Al3。 2、元素的作用 2.1Mg和Si 金属中的Si先生成AlFeSi、AlFe(Mn)Si,余下的生成Mg2Si,还有多余时生成游离的硅(Si),但若硅(Si)不足即镁(Mg)有多余时则生成Mg2Al3。Mg2Si的Mg和Si的重量比为Mg:Si=(2×24.3)/28.1=1.73;其中24.3为镁的原子量;28.1为硅的原子量。AlFe(Mn)Si中的(Fe+Mn)和Si重量比为(Fe+Mn):Si=55.8+55/28.1= 3.94≈4;其中55.8为铁的原子量,55为锰的原子量。所以实际生成Mg2Si 的硅(Si)量为Si总-0.25(Fe+Mn),这就是配料时要控制铁(Fe)和锰(Mn)含量的原因。 2.2硅(Si)的作用生成Mg2Si可起强化作用,过量的硅(Si)可溶解于基体中(550℃时硅在铝中的溶解度可达1.65%)。在室温下析出细小质点有强化作用,但使挤压性能下降,常控制过量硅(Si)不多于0.2%;当硅(Si)不足时,过剩镁(Mg)生成Mg2Al3,使加工性能降低。 2.3铜(Cu)作用很少的铜溶解在基体中,促进时效时的析出物更细小,防止时效前因等待而造成的不利作用;量多时会形成CuAl2相;很多时则变为Al-Cu-Mg-Si系合金(硬铝)。 2.4铬(Cr)作用有利于抗拉强度提高和成形性,可细化晶粒。 2.5铁(Fe)作用不可多于0.15%,否则氧化后表面发灰。 3、合金含量划分 6063合金各项含量范围:Mg2Si为0.6~1.2%,镁(Mg)为0.45~0.9%,硅0.2~0.6%,一般分为如下三个区间: 1、温度与时间过程 a、有独立均质化处理的T-H曲线

铝及铝合金的基础知识

铝加工培训教材第1页共31页第一章铝及铝合金的基础知识 第一节铝及铝合金的性质 在有色金属中,铝是应用最广泛的一类金属。其产量仅次于钢铁。铝的发现,至目前还只有二百多年的历史。但由于它具有资源丰富,生产成本低,用途广泛等特点,因此铝工业在近百年的时间内得到了迅猛的发展,随着科学技术的发展及人民生产水平的提高,铝箔应用也越来越广泛。它已经渗透到了人们的日常生活中。 铝及铝合金的性质,概括起来,主要有以下几个方面: 1比重小。含铝量为99.5%的工业纯铝的比重为2.7克/立方厘米,只有铁和铜的三分之一左右。 2导电性好。铝箔电阻系数(20℃)为2.67微欧毫米/米,相当于铜导电能力的60-65%。但相同体积铝的重量只有铜的三分之一,因此按体积计算,铝的导电能力优于铜。3良好的导热性。铝箔导热系数(0-100℃)为0.54卡/厘米·秒·度,比铁的导热率约大三倍。工业上许多热变换器散热材料,如目前很大的空调器散热片,都是铝及铝合金制成。 4强度高。铝中加入少量的锰、镁、铜、铁等,具有良好的机械性能。 5良好的塑性。适合于各种加工,可压成薄板可箔,拉成细丝,磨成细粉和挤压成复杂开头的型材。 6良好的抗腐蚀.性能。纯铝在空气中,其表面会迅速跟氧结合,生成一层致密的氧化铝薄膜(AL2O3),此层致密的薄膜可以防止里面的铝继续氧化,对铝的内部起到保护作用。 7反射能力很强。铝箔反射率在85%以上。 8铝具有银白色光泽、无毒、保鲜性好、防腐、防温、防干燥、不透气、不透光,因此,铝箔被广泛地用作各种食品、药用、香烟的包装上。 9焊接性能较差。 第二节铝及铝合金的牌号及状态 铝及铝合金的牌号及状态以往都是采用国内统一的表示方法,即汉语拼音加顺序号,自96年起,这种表示方法已经停止使用,目前采用的是国际四位数字体系的表示方法。 1合金牌号 合金牌号采用的是四位数字体系表示方法,其中:第一位代表合金的系列,如第一位数字为1,则代表为纯铝系列,第一位数字为2-8,则代表不同系列的铝合金。 具体的合金组别按下列主要合金元素划分: 纯铝: 1×××× Cu 2×××× Mn 3×××× Si 4×××× Mg 5×××× Mg+Si 6×××× Zn 7××××

铝及铝合金焊接基础知识

《铝及铝合金焊接基础知识培训》 编写:覃茁 2010年7月 河南飞宇实业有限公司

目录 1、铝及铝合金概述‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥3 1.1、铝合金的特点‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ (3) 2、铝及铝合金飞分类及性能,用途‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥3 2.1、铝合金的分类‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥3 2.2、变形铝合金的牌号表示‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥4 2. 3、铝及铝合金的焊接特点‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 4 2. 4、铝和铝合金的相对焊接性‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥6 2. 5、铝焊丝‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥7

铝及铝合金焊接基础知识 1、铝及铝合金概述 虽然用焊接来连接铝及铝合金产品,仅仅只有五六十年的历史,但是在这短短的几十年时间里,已经发展了完善的铝及铝合金焊接工艺技术。 1.1、铝合金的特点: 铝及铝合金具有独特的物理,化学性能。他的外观呈银白色,密度小,电阻率小。线膨胀系数和导热系数大,由于铝为面心立方结构,无同素异构转变,无“延——脆”转变,因而具有良好的低温韧性。在低温下能够保持良好的力学性能。此外,铝及铝合金还具有优异的耐腐蚀性能和较高的比强度(强度/密度)对热和光都有良好的反射率。 纯铝的熔点为660℃,而铝合金,随着其含的合金元素的不同,它的熔点在482℃~660℃之间变化,铝合金从常温到熔化没有颜色变化。 2、铝及铝合金飞分类及性能,用途。 2.1、铝合金的分类:

2.2、变形铝合金的牌号表示: 1×××系纯铝(铝含量不小于99.00%) 1060 2×××系铝-铜系合金(以铜为主要合金元素) 2014 3×××系铝-锰系合金(以锰为主要合金元素) 3A21 4×××系铝-硅系合金(以硅为主要合金元素) 4043 5×××系铝-镁系合金(以镁为主要合金元素) 5052 6×××系铝-镁-硅系合金(以镁、硅为主要合金元素并以Mg2Si 相为强化相) 6005 7×××系铝-锌系合金(以锌为主要合金元素) 7005 8×××系(以其它合金元素为主要合金元素) 8090 2.3、铝及铝合金的焊接特点: ⑴强的氧化能力,易氧化生成的氧化膜妨碍焊接。 铝在空气中极易与氧结合生成致密结实的Al2O3膜薄,厚度约0.1μm。Al2O3的熔点高达2050℃,远远超过铝及铝合金的熔点(约

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