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发表于 2007-8-14 10:17:48
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来自： 中国广东佛山
铝合金的基本常识
合金的基本常识
3 f6 T5 h3 j& n8 ?: H2 I3 v' J' Y* @) t2 \7 H; \
一、分类 ：展伸材料分非热处理合金及热处理合金 5 u: n4 W9 j# ~# {4 {# Q1 J
1.1 非热处理合金：纯铝─1000系，铝锰系合金─3000系，铝矽系合金 ─4000系，
' ]) G* X8 o9 A; A7 x4 _ 铝镁系合金─5000系。 % x' x* b: A4 l( Q" E) u6 i) K$ z
" ?7 r5 q" o% Q6 Q1.2 热处理合金：铝铜镁系 合金─2000系，铝镁矽系合金─6000系，铝锌镁系合 9 m; \6 U, j8 ` m8 E
金─ 7000系。
7 Q) l! Z7 q! B3 ~) f2 j) H; l* P
( P' `# Y* U7 u6 k9 f w# q二、合金编号 ： 我国目前通用的是美 国铝业协会〈Aluminium Association〉的编号。兹举 $ d( ]7 Q7 g& k G( ?6 t% o
例说 明如下： 1070-H14(纯铝)
% c8 ]* R% i T8 X: [8 ^5 }% p: }% b" F 2017-T4(热处理合 金)
t3 Y0 O( I* h7 G* c: p 3004-H32(非热处理合金 )
2 W8 M2 b% t, U* i3 E 2.1 第一位数：表示主要添加合金元素。
& V/ Q$ ~6 ?( \) V$ _& N4 @6 }2 x& P! S! o6 M. q& S. Y
1：纯铝 : Q* v8 ^; ?: o$ x# n
2：主要添加合金元素为铜
' C5 L8 S! X9 i) F0 ]" N% I 3：主要添加合金元 素为锰或锰与镁 5 [2 Z9 b' i, z, ^7 G7 }
4：主要添加合金元素为矽 1 ^$ n) H. l9 @9 G. @( e
5：主要添加合金元素为镁
& N( z, ^5 x6 t9 Z9 V# t 6：主要添加合金元素为矽与 镁
# M2 b! }/ g& v0 P2 E ` 7：主要添加合金元素为锌与镁 1 k0 V" a) L% h: E& ]0 J" p
8： 不属於上列合金系的新合金 ' A' \' ^9 Z3 D. ?+ ~% C9 x
2.2第二位剩表示 原合金中主要添加合金元素含量或杂质成分含量经修改的合金
2 s+ m6 c# p4 Y, ^. w0 D0：表原合金 , e2 {3 O( G( H/ z* z
1：表原合金经第一次修改 , o, J) q- j! C9 e' f# \1 V
2：表原合金经第二次修改 7 q3 H) D1 o4 F+ e
2.3第三及四位数： - ~: K1 q' ~0 m- ^# l% Y8 s) j
# w8 E' Y$ W# W1 R U
纯铝：表示原合金 $ N$ I5 }; N8 `; g$ H9 G* A
合金：表示个别合金的代号
8 S9 Y1 p D3 m( D ＂-″：后面的Hn或Tn表示加工硬化的状态或热处理状态的链度符号
8 v2 h& O4 m: ?0 O! P; B5 { -Hn ：表示非热处理合金的链度符号 $ `% u6 y7 P6 W. u4 d3 g+ @
-Tn ：表示热处理合金的 链度符号
1 v Q3 ^/ ]7 ]/ H9 M% e1 h8 b5 V7 A3 p# c
铝及铝合金的热处 理
7 j' }5 @+ O. ~4 o* M
8 [" C+ F( j' G6 k6 Z% a7 o9 }一、链度 符号 ： 若添加合金元素尚不足於完全符合要 求，尚须藉冷加工、淬水、时效 8 ~" w9 K. M# J7 h) F3 Y* n
处理及软烧等处理，以获取所需要的 强度及性能。这些处理的过程称
2 K3 y9 x0 ^; J9 ^2 V6 @之为调质，调质的结果便 是链度。 ! z1 E0 C9 P: a; l$ i
# ~2 Z( b N3 B x: k {
链度符号 定 义
7 A' ]. P: r1 {9 m. x* j. WF 制造状态的链度 % o4 p. ^: r8 p( n; @
无特定链度下制造的成品，如挤压、热轧、 锻造品等。 3 a# |* D6 Q D* A% |: z/ `
H112 未刻意控制加工硬化程度的制造状态成品，但须保证机械性质。 0 [ `9 e* u% j( P- k, l3 N
O 软烧链度
2 d; n- Q7 M& S$ H3 z完全再结晶而且最软状态。如系热处理合金，
6 j* o- k9 W8 D; j# E则须从软烧温度缓慢冷却， 2 {# ~8 A( f7 C i
完全防止淬水效果。
1 M* `- L4 n, w# wH 加工硬化的链度
" x5 T0 Q( Y8 _: ]( e v. ZH1n：施以冷加工而加工硬化者 ! Z, |4 f. [- `, I1 T3 H' o, x2 O
H2n：经加工硬化后再施以适度的软烧处理 2 r! i8 @! r h- @9 f
H3n：经加工硬 化后再施以安定化处理 5 V. ]* Q5 d0 Y4 Y C
n以1~9的数字表示加工硬化的程度 * T8 L$ x( {2 g: z7 O, U
n=2 表示1/4硬质
3 t* w {! ~! B1 M% y( B# en=4 表示1/2硬质 " m7 N0 f: j; q$ Z8 y/ Q4 @& d
n=6 表示 3/4硬质
# S4 i# C4 M) H1 W* R) Y6 u- j9 Gn=8 表示硬质 , b6 y. g' Y: b: }7 S9 H- O) k( F
n=9 表示超硬质
/ t: X O. f3 B/ w2 F) uT T1：高温加工冷却后自然时效。
) {& x! K3 o* I! {4 J. A& Y 挤型 从热加工后急速冷却，再经常温十效硬化处理。亦可施
1 d" H4 F f7 K5 C6 J9 z 以不影响强度的矫 正加工，这种调质适合於热加工后冷却便
; }7 {5 x+ ?# _+ R7 B$ h G 有淬水效果的合金如：6063。 # j$ e0 s3 I7 @3 F7 c
T3：溶体化处理后经冷加工的目的在提高强度、平整度及尺寸精
- P' ~7 p' w, ^: F 度。 . w- z( `! y) ]; b
T36：T3经6%冷加工者。
1 k/ \, b4 T1 QT361：冷加工度较T3大者 。 ; i* M$ t) d* d0 q2 I
T4：溶体化处理后经自然时效处理。
1 K& P# w1 N) D9 f, uT5：热加工后急冷 再施以人工时效处理。
) K* V' T7 R% ]9 C. r 人工时效处理的目的在提高材料的机械性质及尺寸 的安定性 + t& C$ I3 E( S$ Z3 }! a1 a
适用於热加工冷却便有淬水效果的合金如：6063。
5 b! A5 u+ c) K9 Q8 T4 ^2 ZT6： 溶体化处理后施以人工时效处理。
) o- {9 q3 }7 ~- [ 此为热处理合金代表性的热处理， 无须施以冷加工便能获得 + l: [" s6 ?' B
优越的强度。於溶体化处理后为提高尺寸精度或 矫正而施以
, r+ \) E1 l- \+ ^/ w. U 冷加工，如不保证更高的强度时，亦可当作是T6链度。
' x) f+ R! m7 j6 xT61：溶体化处理后施以温水淬水再经人工时效处理，温水淬水的 , N: C. ` u" m- x* ]) o: } E3 E
目的在防止发生变形。
7 }, \5 K: T- N5 |+ MT7：溶体化处理后施以安定化处理(亦及 人工时效处理的温度或时 8 x5 T1 Q$ j3 H* u0 l4 m. @
间较T6处理高或长)。 - }/ H1 i5 t6 n' p s9 Q
其目的在改善 耐硬力腐蚀裂及防止淬水时发生变形。
9 k/ w- L4 j. J l4 wT7352：溶体化处理后除去残馀 应力再施以过时效处理(亦及人工
9 p2 ?, Q& O8 Y+ v1 ~' M0 g 时效处理的温度或时间较T6处理高或长) 。
( I1 z, R! [% e; O$ E+ `4 ~ 目的在改善耐硬力腐蚀裂。於溶体化处理后施以1~5%永久变
: b7 K3 ^ I& z) s G% \ 形的压缩加工，以消除残馀应力。 1 A- l9 B9 o1 y& T
T8：溶体化处理后施以冷加工再施 以人工时效处理，冷加工时断 $ V% G$ l, @) W9 z$ U% `" B
面减少率为3%及6% 各为T83 及T86。 . s; W6 o; X0 D. M
T9：溶体化处理后人工时效处理，最后施以冷加工，最后冷加工
, }& \" [# c2 Q1 Q) D 的目的在增加强度。 ( E' B( T# s! W& L6 O# k$ \9 q
二、软烧处 理： 9 E9 X4 O/ s8 ], E* c. }
2.1目的： + f: p! L( Z9 Y/ n
展伸用材料包括压延用材料， 挤压用材料及锻造用材料，通常其制造程序为：
$ H8 z. u# P$ ~! T/ d. t" x2 X$ u( e5 Z$ o% b) K) L+ Q1 Z
铸造→热加工→冷加工→材料成品 ( u0 a. h+ u/ j
在热加工或冷加工的过程中，材料发生加工硬化的情况，使强 度变大或导致加工
' |2 ~% J7 u z硬化的情况，使强度变大或导致加工性减低。为消除这些加 工硬化，於冷加工前，
4 w2 x3 J5 E$ I p; e2 U中或后所施的热处理即为软烧处理，其目的在使材料具 有使用上所需要的程度。 ; V' f4 W8 U) ?
- N- ]& c2 N9 G- o. [! n7 U
2.2分类：
4 q) [1 l6 s# I3 Y3 X3 E" ~由於软烧条件的不同而分：
, @3 E+ S8 `! |! C
! M3 q! C2 L" F% O ]0 f, r2.2.1部分软烧：仅消除部份加工硬化，处理温度在再 结晶温度以下， * ]& b. |7 K( c
实际温度则视强度而定，强度愈高 则处理温度较低。 $ k/ j, \' e- |! q1 u" S
, T$ V; @2 }* o* m
2.2.2完全软烧：处理温度在材料的再结晶温度 或稍高使材料发生再结晶而完
- X5 H& T& ^: Y6 U# O" k4 v) M全消除加工硬化，亦使强度达到最低的状态。
1 T: |( O& d" J# k
8 c+ M# C- _, r/ g2 {软烧处里就时机而分：
/ f( h9 u' N% I2 C. I7 }) d+ q3 {' F. N+ U# m
2.2.3中间软烧：再冷加工开始之前或冷加工过程中， 所加的软烧处理， 1 Q' l( `0 S& a5 W5 n
通常为完全软烧，其目的在恢复其加工性，使接下去的加功 能较顺利， ' Q! F6 t6 J2 s& i
及控制其组织状态，俾能适合於最终成品的要求。 & g+ `' h- x( f' R' }$ Y
0 `3 y( y. ]+ F; w _6 e: M
2.2.4最终软烧：主要目的再调整成品最后的强度水准亦即调整链 度。
+ n; d8 Z& G& |7 e( ^4 y2 U; s5 c" j6 K- z7 R2 C
( d, ^' }' h8 B l, K加工常识 1 z' D; \, d6 c9 A/ X1 K
, O4 s1 r9 `3 i2 q* g4 I
一、铝合金成型加工通常出现 之缺陷：
N* J1 D0 [& M" Z' u" S4 P2 S缺 陷 原 因 改 善 对 策
7 M- O! k; o6 T9 ]& ?& v/ r ● 胚料有瑕 疵
7 |8 l& h. s4 v, u* f1. 空心壳壁或凸缘之龟裂 1. 滚动缺陷(摺叠) 1. 改善品质管制 5 k% j5 H8 E6 j" V0 G% T! _
2. 起耳状物 2. 机械性质太过平均 2. 退火(如不致生晶粒生长)
# s5 {' f4 G; {! \, C2 h; g工具有瑕疵 . z. {! _+ H- K- Z& o' R5 ?
1. 引伸一开始，空心壳之 5 P4 ~+ }" o; V5 f7 @& W+ w2 q. n
底部即被撕裂 。 1. 冲头或模之圆角太小。 1. 加大冲头或模之圆角。 . x* Z( L- D+ E7 _$ t0 A9 I; W L! x( q
2. 引伸末了，空心壳之底
& N/ u4 B) w& H7 f: H# a+ g 部方被 撕裂。 2. 引伸比太大，冲头未对准模孔中心。 2. 增加中间引伸，选用品质较佳之材料； 若为方形空心壳则增加转角之冲模间隙。
2 h6 t+ z7 ?& B1 _* k2 j: G) i3. 引伸刮痕。 3. 润滑不佳，工具表面之情况不佳(已磨 耗)。 3. 使用特殊引伸用黄油(材料必须经磷酸 盐处理或镀铜)，再光制工具表面(镀铬)，选用不易产生刮痕之材料。 ; ?, j% R. f4 ?( w
4. 成品边缘有锯齿形，壳
n" [; `& y* I" \ 表面有皱纹。 4. 模圆角太大，冲模间隙太大。 4. 再轮模或更换引伸模具
+ r' J# U+ k' m, n5 \3 J ● 工具或机器之调整不常 瑕疵 . Q" @0 s, g0 C/ i. w1 u
1.凸缘上有皱纹。 1.胚料架压力太小。 1. 增加胚料架之压力。 8 F5 G3 |: p$ z& r; B' y' Q
2. 成品之一边有抓伤或其他痕 迹，而工具表明面显之痕迹。 2. 冲头未对准模孔中心，或倾斜一角度， 而造成磨损。 2. 再轮磨或重新校准模具
1 S7 ~ R3 o- M9 G3. 壳壁太粗，尤其是矩形深引 伸成型成品为然。 3. 胚料架压力太小，或模之圆角太大。 3. 增加胚料架之压力，或於模与胚料架间 制一加强之隆起。 1 b* e& a2 H' |
4. 壳线有压平之皱纹或龟裂。 4. 胚料架压力太小，或冲模间隙太大。 4. 更换模具。 + z! b4 k3 T2 G# a
二、硫酸阳极处理通常出现之缺陷：
0 l( V) T$ c: F/ ~, m工作物件局部位置电击烧伤或 穿孔 1. 工作物和阴极接触发生 + l9 P. p. r3 M9 Z/ [
短路。 1. 放置工作物於处理槽内
0 W* ? [8 V' |- b 时，注 意与阴极之距离 ) r a' W2 d7 a8 Q( t
，避免发生接触。
3 w* @& j- o4 `+ ]+ Z. R( F, i& D2. 工作物彼此之间接触发
; R/ M7 V9 k0 B( G f1 G& x 生短路。 2. 加大工作物间距离 。 $ _& x+ T' p8 _
3. 工作物件和夹具接触不 0 G7 N6 N- x7 s/ d) L
良。35 3. 夹具使用前须加以清洗 2 l0 L0 b$ f" [" q) a- ~9 l
，与工 作物间须夹紧。 + k* X' e6 ~" w2 I3 Y% z
氧化膜极疏松，用手就可擦掉 1. 电解液温度太高。 1. 设法降低温度，例如进 8 f' E4 E: \: D% U
行搅拌 或开动冷却设备 0 [9 d& M' G N6 M. d# i1 N
，并控制温度差在±2℃ 7 Y9 c1 {! x: c6 z! B- k
内。
5 Q' l$ D- I1 B( k' q2 T2. 氧化处理时间太久。 2. 缩短氧化时间。 ( t" g8 C" w0 ^8 f, k3 D6 v. j
3. 工作电流密度太高。 3. 降低电流密度。
) `, d3 F% c. b5 D A1 B! L* W氧化膜带红色斑点或整个表面 或局部表面发红 1. 导电棒和夹具之间的接
% H6 @; C7 K6 C" e7 S 触不好令铜沉积在铝表
' G' s `' ^- T5 C, @ 面。 ! F% ?3 ^+ b* m0 Z- }3 `7 K
1. 改善导电棒与夹具的接 * f9 y; \0 _1 W- e; r Z& ^! ?# X8 _
触，材 质改用铝材。
. g2 p$ {% i" _; a4 M- I
- w" z0 k1 g( f" A2. 接触中断，如导电中断 2. 加强氧化过程的检验。
: J- P" F+ H) C5 e氧化膜暗淡不够光亮或烧焦现 象 1. 工作物件在槽中长时间
9 `4 o/ O; W- D; s$ z# x# T* N 无给电 ，或断电后又给
' P4 [; z3 Z }( ` 电。 1. 经常检查纠正与电器维
- h H+ b1 ]5 r* j1 K3 {& D 修严格 管制处理时程。
3 K" k: ? E6 ^* N2. 硫酸溶液内溶存的铝业 , M/ r9 Q: T6 W: F4 K" W% v/ d
增加导 致氧化膜的透明 & R3 o4 ~& a3 V2 p. E
性变差，最后发生烧焦 1 k& d4 d3 B4 e2 y7 W3 B l
现象。 2. 检验处理液中的铝量。
: P5 {6 O+ q: y" k$ {+ n3 W/ n$ |2.1 硫酸液 中含铝量以1gm/l
+ d+ g. @; ?, l+ l 左右为宜。
- P) T4 ?, |8 n/ j2.2 新液则添加12~13 gm/l
1 W7 K: O5 ^9 ]. j" H( \ 的硫酸 铝。 ( T6 _: s0 r6 [( n& E: A
氧化膜有黑斑或黑条纹 1. 电解液中有悬浮的杂质
" }. A- V8 v& B- Y+ I1. 清理表面悬浮杂质。 ! g5 H V& h5 z: C6 W
2. 工作物件表面有油渍
' o2 l0 O/ c' l# j3 i 或其它污染物。 2. 彻底纠正除油液成份；
3 w, h+ l* q) z: }" ` 确实执 行前处理。
+ i* v$ _3 f }; j3. 电解液中含铜和铁杂质 , W' A) h6 X' C5 }+ T" `9 q, G
太多。 3. 分析后除去并定期更新 5 h3 `: C) a+ [& k2 s+ f
部份电 解液。
. _$ R. F; C; D! U4. 电解后工作物未洗乾净 ' m1 h9 _2 I, t/ p( |
就进行封孔。 4. 电解后工作物要立即清 9 P5 V% ?; {& @3 ^$ i+ L% G
洗乾净 ，避免处理液或 % B, R$ s( o2 Y) }, p& H; u
杂质残留於氧化膜表面 / W, e* Y# \. F( r
氧化膜局部表面被腐蚀 1. 氧化后氧化膜上的电解 , _+ i$ t7 b' [6 \
液未洗乾净。 1. 加强氧化后的洗涤。
. K/ n) U5 c. f4 L8 ?+ u; {2. 深凹处藏有电解无洗乾 , r2 `! ?7 t/ r& C o/ |' @
净。 2. 均加强氧化后的洗涤。 + u" O; I9 u7 R; v
3. 电解液无洗乾净就进行 : N3 u L5 h+ l$ d
封孔处理。 3. 均加强氧化后的洗涤。
5 d2 q- N+ Z8 p% E% z' O ^经重铬酸钾填充后氧化膜色淡 而发白 1. 溶液温度低，填充时间
4 H$ [) J5 U+ ~- d 短。 1. 改正不适宜条件。
7 L8 {' E1 m7 Q2. SO4-2含量太高。 2. 检查和校正SO4-2成份。 . }5 S$ f% D5 _" [
3. 氧化膜太薄。 3. 增加氧化处理时间。
: d, @- C- x/ u氧化膜厚薄不均 1. 工作物表面附有污染物 ) i3 m5 |! _- r7 i, e
未清理乾净。 1. 前处理须彻底将表面洗
1 N W2 _7 H1 T5 \; i- y/ L" k 净。
1 L- H3 d H4 G" Z, h$ ^- q5 j2. 处理槽内溶液搅拌不够
, [; V5 l% U) U2. 加强搅拌作用。 " R# I! U2 c! A" y' O
3. 电流密度过高。 3. 一般硫酸液阳极处理的
( |9 M+ G( e3 C# \ 电流密度以1~2A/dm2为 # d, R, m, {2 J
宜。 $ T2 D; B: V7 ~! h0 B4 q
无色的工作物件经热水填充处理易沾上手印 ，水印，膜层发白 1. 封孔的温度和时间不够 1. 按适宜条件进行。
: Z& j: ^! b! J# b8 C' @/ |7 m7 O2. PH值不当 2. 调整PH值。 ; X. h& K$ A% ~4 |
3. 溶液氢氧化铝太多。 3. 更换用水。 ; J7 l- \; \! U' {: t+ L. y
三、铬酸阳极处理通常出现之缺陷： / E; H o$ b, i8 W9 ~7 d/ F! }
缺 陷 原 因 改 善 对 策 ' t3 K3 x# S: Y) m
工作物件被烧伤 1. 零件和夹具间的接触不良。 1. 夹紧改进接触。
% u/ s/ x$ ^. M0 {( B- z6 L2. 零件和阴极接触，零件之间 彼此接触。 2. 设法消除避免接触。
R; p! o- h. d, T R" s0 M3. 电压太高。 3. 降低电压。 - m4 {3 b/ l& K
零件被腐蚀成深坑 1. 电解液中 CrO3 含量低。 1. 调整增加之。
8 k1 R# T. S+ I2. 铝本身有缺陷，合金成份 % b1 R# @. p/ F. K7 x
不均匀。 2. 更换材料。 & w6 z* V7 z; Q/ t. k$ j* t
氧化膜薄，具发白现象 1. 夹具和导电棒之接触不良。 1. 改善接触条件。
7 _$ P$ |3 g! d& X. A% U2. 氧化时间短。 2. 加强氧化时间。
8 ]- r: H4 Y' G1 r0 D) }. _3. 电流密度小。 3. 调整电流密度。 " s4 ?( m3 _5 n+ H+ q& p7 s
氧化膜上有粉末 1. 电解液温度高。 1. 调整之。
5 ?2 r1 x. f# m, L2 v0 V7 a+ c$ R5 Q2. 电流密度大。 2. 调整之。 * E* n' k a) ?4 ]
膜层发黑 1. 工作物件上的抛光膏无洗乾 净。 1 P( f- v. V# d2 m$ H" S' W& _: z: n
1. 加强氧化前的洗涤。
v5 R, }# s8 w% c m2 T$ ~& I7 M* r$ ~! X6 r: k, H9 o% m
2. 原铝材料本身有问题。 2. 更换原材料。
, Y! }/ r: q( O$ E. U( ]氧化膜发红 1. 表面准备不好。 1. 改善准备工作。 5 c; ^1 e. t+ o1 E& l# M
2. 导电棒和零件夹具间接处不 良。 2. 改善接触条件。
5 l7 I$ F. h1 V$ q$ v四、硬质阳极处理通常出现之缺陷： $ B9 j9 K1 S5 ?5 o, ]. ]
缺 陷 原 因 改 善 对 策 6 a* K8 J6 G: \$ I
氧化膜的厚度不够 1. 氧化的时间太短。
6 M! |2 o: z5 k& L1. 增加氧化时间。
_8 B2 y7 o/ B v: i2. 电流密度太低。 2. 加大电流密度。 ! f$ a# q/ \, A( x0 P1 H' ]4 f
3. 氧化的面积计算不正确 3. 正确计算零件面积。
8 q" e; m8 Q2 r: ?9 ~ K2 O氧化膜层硬度不够高 1. 溶液温度高。
7 j: @( {* |; v" U1. 降低电解液温度。
% U: T6 e5 i7 g8 q! b+ r4 G: F2. 电流密度太大。 2. 降低电流密度。 4 o0 P0 T* S7 V
3. 膜层厚度太厚。 3. 缩小氧化时间。
) r9 L1 z X6 T7 I) n氧化膜被击穿并烧坏工作物
) S. O9 M* Z! P; j' {8 ?件 $ h8 S1 |* H1 h" ^
1. 铝合金中含铜量高。 1. 更换原材料。
4 K V0 m- {+ q; t0 l9 f2. 工作物件散热不好。 2. 加强电解液搅动和冷却
* g3 e! T w' O8 e% V8 A9 T9 O3. 工作物件和挂具接触不良。 3. 设法使接触良好。
3 c# {4 c; b3 P3 F1 A5 }' {4. 氧化时给电太急。 4. 注意改善作业过程。 |
|
