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變形鋁合金分類和用途
變形鋁合金型材是指采用鑄錠冶金法熔鑄成鑄錠后,通過鍛造、軋制、擠壓等塑性變形工藝方法生產(chǎn)的鋁合金材料;變形鋁合金材料具有優(yōu)良的再加工和成型性能;耐久性、可靠性和可維修性高,制造成本低;由于采用微合金化技術(shù)和熱處理控制技術(shù),變形鋁合金型材具有與比強度、比剛度以及耐腐蝕、抗疲勞、導(dǎo)熱、導(dǎo)電等特殊要求性能的良好配合,適于制造結(jié)構(gòu)件,在航空、航天、船舶、核工業(yè)及兵器工業(yè)等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用;
(1)1×××系:該系列鋁合金產(chǎn)品是純鋁系列;其特征是具有優(yōu)良的抗腐蝕性能、高導(dǎo)電率、高熱導(dǎo)率、低力學(xué)性能及優(yōu)良的拉伸性能,但車、銑加工性能差;通過應(yīng)變硬化,可使其強度有中等程度增加的效果;1×××系鋁合金用途包括化工設(shè)備、反射器、熱交換器、導(dǎo)電體、電容器、包裝用箔片、建筑和裝飾鑲邊等;
純鋁的紋理蝕刻性能都比較好,不管是用單一的酸性或者是堿性蝕刻體系都能得到較好的紋理效果;對于需要粗糙度大的表面效果,用酸-堿二步法蝕刻后紋理均勻性極好;在常用材料中,韓國材料紋理細(xì),中國臺灣材料紋理細(xì)且具有勻細(xì)的絲紋;日本住友公司的高光純鋁,經(jīng)蝕刻后表面容易有明顯的絲紋效果;能做到絲紋效果的純鋁還有德國和國產(chǎn)材料;
純鋁具有良好的化學(xué)/電解拋光性能,經(jīng)陽極氧化后能獲得光亮度很好的表面效果;
(2)2×××系:銅是該系鋁合金材料的主要合金元素,合金中經(jīng)常還有作為次要添加劑的鎂和錳;主要包括:鋁-銅-鎂、鋁-銅-鎂-錳、鋁-銅-鎂-鐵-鎳、鋁-銅-錳等,該系鋁合金材料熱處理可強化型;其特點是強度高,通常也稱之為硬鋁合金;其耐熱性能和加工性能良好,但該系列中的合金抗蝕性能不是很好,而且在某些情況下還會受到晶間腐蝕;因此,呈薄板形式的這類鋁合金通常要用高純度的鋁或6×××系的鋁-鎂-硅合金予以包覆;
該系列中的鋁合金型材特別適合于制作對強度/質(zhì)量比要求高的部件和結(jié)構(gòu)件,常用來制造卡車與飛機輪子構(gòu)件、卡車懸掛系統(tǒng)構(gòu)件、飛機機身蒙皮,及要求在高達(dá)150℃(300°F)的溫度下仍需具有良好強度的結(jié)構(gòu)部件;除2219合金外,這些合金都具有有限的可焊接性;但這個系列中多數(shù)合金具有優(yōu)良的可機加工性;
該系鋁合金中使用得較多的是2A12;該鋁合金的板材經(jīng)單一堿性紋理蝕刻后其表面粗糙度可達(dá)Ra 1.5以上,且光亮度和均勻性都極佳;該系鋁合金的氧化性能不佳,當(dāng)氧化膜后時,偏黃,同時亦不太適合于染淺色調(diào);對于航空用途,經(jīng)除油后最好不要采用堿性蝕刻而采用酸性方式來脫除表面鈍化層,其陽極氧化應(yīng)采用硼-硫酸陽極氧化或鉻酸陽極氧化,并用稀鉻酸封閉,需要染淺色調(diào)的場合可采用改良的硼-硫酸陽極氧化;
(3)3×××系:錳是該系鋁合金的主要合金元素;該系合金一般不可用熱處理方法進(jìn)行強化處理,但比1×××系鋁合金強度高20%以上;由于只有有限百分含量的錳(1.5%左右)可有效地添加進(jìn)鋁中,因此錳僅在很少數(shù)合金中用作主要元素;該系鋁合金只有三種被廣泛用于通用合金,即3003、3004、3105,國產(chǎn)對應(yīng)牌號為3A21;該系鋁合金型材地機械強度比1×××系鋁合金高,塑性好,焊接性能好,其抗蝕性能僅比1×××系略低;故可用于飲料罐頭、炊事用具、熱交換器、貯槽、遮蓬、家具、公路標(biāo)志、屋頂、幕墻板等;
該系鋁合金型材經(jīng)紋理蝕刻后地表面是“砂”和“絲”的雙重效果;經(jīng)單一堿性紋理蝕刻后用于銘牌、面板絲網(wǎng)印刷前的底層處理,有很好的裝飾性能;對于表面粗糙度要求較高的紋理,用酸-堿二步法蝕刻后,一般都是“砂”“絲”雙重效果,由于不同加工商的加工工藝的差別,部分同類鋁合金材料經(jīng)酸-堿二步法蝕刻處理后表面只是“砂”的效果,而“絲”的效果幾乎沒有;
(4)4×××系:硅是該系鋁合金材料的主要合金元素,硅能較大量地(12%)加到鋁中;這個系地鋁合金材料一般不可熱處理強化;該系鋁合金可用作焊接鋁用地焊絲和釬料;這類鋁合金在陽極氧化時,表面呈深灰至炭黑色;4032合金具有低的熱膨脹系數(shù)和高的耐磨性,適合于生產(chǎn)鍛造的引擎活塞;
(5)5×××系:鎂是該系鋁合金材料的主要合金元素;當(dāng)鎂用作主要合金元素或與錳一起使用時,能形成一種具有中等強度或高強度的可加工硬化合金;這個系列的鋁合金具有良好的焊接性能和耐疲勞性能,并在海洋空氣中具有良好的抗蝕性能;該系鋁合金材料屬于不可熱化處理強化合金,但強度比1×××系和3×××系高;該系鋁合金用途包括建筑材料、裝飾和裝飾鑲邊、罐頭和罐頭蓋、家用電器、街燈標(biāo)準(zhǔn)件、船舶、低溫燃料箱組、吊車部件及汽車結(jié)構(gòu)件等;
該系鋁合金型材的紋理蝕刻性能和3×××相近,該系鋁合金材料都有較好陽極氧化性能,個別牌號合金能獲得光亮如鏡的表面效果,可用于汽車裝飾零件;
(6)6×××系:該系鋁合金型材含有硅與鎂,屬可熱處理強化合金;該系合金材料具有中等強度,但不如多數(shù)的2×××系和7×××系鋁合金強度高;該系合金材料具有良好的可成型性、可焊接性、可機加工性和抗蝕性;可用于建筑材料、自行車車架、運輸設(shè)備、橋梁欄桿和焊接結(jié)構(gòu)件等,該系鋁合金材料應(yīng)用得最廣泛的是6061和6063系列框架鋁合金型材材料;為汽車擠壓裝飾件、數(shù)碼和電視機外框開發(fā)的6463經(jīng)陽極氧化后能獲得光亮如鏡的表面效果,但應(yīng)注意鋁合金材料中鐵雜質(zhì)含量應(yīng)控制在最低范圍,否則經(jīng)陽極氧化后失光較大;
(7)7×××系:鋅是該系鋁合金型材的主要合金元素,添加量為1%~8%;屬具有中等強度至很高強度的可熱處理強化合金材料;可用于制作飛機機體結(jié)構(gòu)件、移動式設(shè)備及其他高應(yīng)力部件;
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