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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+ Y: X# T' O$ J) o4 U8 T2 A# A
" l5 R6 i; [' R) Z0 Z一、分类 :展伸材料分非热处理合金及热处理合金
$ a7 X" z% l9 _. G- r p# }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! |$ G9 k& V
铝镁系合金─5000系。
1 D7 w+ w1 G( j( o( y
, x9 u: `* \( x2 L/ o* [1.2 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 0 F- H( D' E) \* P! Q: v0 g
金─ 7000系。
) a& n+ A/ X7 {9 k% D; K* j6 m9 Z3 q/ _4 `
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
' E5 v% m$ A- @; q 例说 明如下: 1070-H14(纯铝)
- y0 b! a( L) ~2 H& |. a 2017-T4(热处理合 金)
X' L+ b. n9 u1 B2 K% m! t/ s 3004-H32(非热处理合金 ) ( j" t3 v$ G% @$ u9 Y0 N( `/ G1 L
2.1 第一位数:表示主要添加合金元素。
* I6 f3 v) I& B
$ H4 b3 D C( |" V+ [ 1:纯铝
l( A) M; k# I0 M 2:主要添加合金元素为铜 & p# W. L# Y5 @
3:主要添加合金元 素为锰或锰与镁
$ `3 y+ l N1 {$ O3 f% f 4:主要添加合金元素为矽 ( @: u; G, m1 y8 |& A
5:主要添加合金元素为镁
" F; t7 d' P% t- G4 m) _ 6:主要添加合金元素为矽与 镁 * A. `( L6 n$ u6 ]/ I+ D& A- m
7:主要添加合金元素为锌与镁 $ j, F- ~/ I2 U# l' @9 e8 G5 O
8: 不属於上列合金系的新合金 8 T' I, B/ O% o. ~- c
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 1 E& h- _7 c2 z- J5 f+ [4 H
0:表原合金 8 g2 \* t! q* s
1:表原合金经第一次修改
& x- G3 L' Z( b4 a 2:表原合金经第二次修改 2 L: S$ @5 e* M/ p2 c" I N
2.3第三及四位数: " s a3 ~ q$ O
/ r$ J" ~3 G/ S; Z" C
纯铝:表示原合金
3 T4 ~, e* I5 `# W! { 合金:表示个别合金的代号
) _2 g% e2 l- r$ t "-″: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
* @ _. o; w' P7 N8 s2 _ -Hn :表示非热处理合金的链度符号 ! ` l3 b8 d7 ~
-Tn :表示热处理合金的 链度符号 & n, d# h6 R$ A4 b1 w
! z/ n0 H/ }, \. w
铝及铝合金的热处 理 & `" R) L6 X2 u {
8 K t- ?# @- L' J: e4 L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 ' }- E3 V2 a" f3 i& _# a5 H' H @
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 + p' u7 ]. u1 K5 z$ `
之为调质,调质的结果便 是链度。
: L" C a( w( ?7 X3 v4 D6 w4 h: B: K- j
链度符号 定 义
$ f" p: l" y, m8 p3 m$ v% i: QF 制造状态的链度
) h% ~2 a$ U5 F/ c D: B1 B7 b+ ?无特定链度下制造的成品,如挤压、热轧、 锻造品等。 ; b3 t5 s( I9 _/ O; o1 w
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。 g2 w Z* I0 z4 d+ V
O 软烧链度 2 u5 E" A, @" Y! @9 Z: _1 f' V
完全再结晶而且最软状态。如系热处理合金, 9 V" ~2 X) C6 w% g0 }
则须从软烧温度缓慢冷却, # m! ?- B5 s0 l7 R
完全防止淬水效果。
! _) y8 L+ Q& g( T0 f5 GH 加工硬化的链度 0 r6 \4 i" d+ f P% l
H1n:施以冷加工而加工硬化者
1 {" [/ U" [9 r% u( cH2n:经加工硬化后再施以适度的软烧处理 3 t0 Q" V+ I# [+ {' ?2 Z9 e) ^7 u
H3n:经加工硬 化后再施以安定化处理 1 |) ]. ?/ E; o# m* s( R
n以1~9的数字表示加工硬化的程度 5 e- r$ Z7 j h& N
n=2 表示1/4硬质
, w4 k* j* q* sn=4 表示1/2硬质 / ]$ a' e+ X$ a' U* }( g7 m
n=6 表示 3/4硬质 . v7 u" |- O4 N9 U: ?% m
n=8 表示硬质 + l/ Y, Q5 Y4 c8 }7 j2 b
n=9 表示超硬质 : o }. `& H7 Y* U, j9 p5 L/ E9 u% u
T T1:高温加工冷却后自然时效。 $ r% i/ b( r: M# ?
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 P. i4 O. p2 u; a/ [ 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 ! U( {3 g: Y6 J4 O
有淬水效果的合金如:6063。
! @" [- M2 C3 @1 N+ V {" S) gT3: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 . W1 i- O# ~) l' g
度。 9 {0 I, [0 [$ ]5 Y5 C
T36:T3经6%冷加工者。
- F* b! N5 c- PT361:冷加工度较T3大者 。 . |5 h) ?" [1 A7 w" Q5 F3 ~* ~- @
T4:溶体化处理后经自然时效处理。 ; S2 ?/ Q' ^5 N, J% _$ Q* @8 |, R+ v. @
T5:热加工后急冷 再施以人工时效处理。 # P/ I: E: d g* `+ Y* @
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 % \, g2 t+ a, f) m
适用於热加工冷却便有淬水效果的合金如:6063。
7 Q* l9 j! ]1 i9 b( A6 P$ N) |T6: 溶体化处理后施以人工时效处理。 . A- s0 _# y" R8 ?
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
- d3 T- Q+ y! t 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
9 Y1 h$ m( @& C) G/ M 冷加工,如不保证更高的强度时,亦可当作是T6链度。 1 h) x. m( u" T$ B. @8 Z1 l* ?
T61: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 9 l A8 c1 m. b Z
目的在防止发生变形。
" \. b! J. ^- g7 p0 ~; \T7: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
" `# c$ Y2 H& |! a- z1 ` 间较T6处理高或长)。
* {7 h+ M. y v( R: G 其目的在改善 耐硬力腐蚀裂及防止淬水时发生变形。
( S* c5 Y1 N+ A+ e& ^& y5 ^T7352:溶体化处理后除去残馀 应力再施以过时效处理(亦及人工
& W* q& @% y: B- L 时效处理的温度或时间较T6处理高或长) 。
" K" o( a7 K1 s 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 ' {' i& W* l, F4 K2 U! t
形的压缩加工,以消除残馀应力。
- u( s% Q. u; O% K- AT8: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
c! g8 J" ?; W( e& q 面减少率为3%及6% 各为T83 及T86。 ! B0 Q8 K* b. }2 l
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 , C- n' G' R; j" ]
的目的在增加强度。 " B2 T) x3 }( Y- U+ R( a
二、软烧处 理: 7 x1 z% I2 H* {" j8 e% C
2.1目的: / f6 w* E2 Y7 Z$ A* E2 d
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:
' {+ ]6 `8 t( f0 D0 ]; x$ o% Z0 ]" Y: t) C8 j) a
铸造→热加工→冷加工→材料成品
, P1 D- j% j I' n9 l5 r: T- y& [ 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 3 t3 A. V" z& ]& ]' }) o/ f2 k
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,
8 t1 O9 U2 _ ~. l R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。 5 h2 Q7 l! |! W" v- G1 r
1 b) |% Y0 m8 }( s8 b- i7 v4 V' I3 y2.2分类:
: R3 l) f2 ~+ q由於软烧条件的不同而分:
' Z3 O# ^/ Y4 O Q* W
# p& E9 T2 J( X( c0 c! T, w2.2.1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, ( r- w% o$ W4 [5 F3 F; A5 p
实际温度则视强度而定,强度愈高 则处理温度较低。
4 b9 V5 ]& A7 M+ |% {5 I) ?' V- c6 Q) f1 \: Z9 I, \
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 . S+ a6 G) h$ A; p
全消除加工硬化,亦使强度达到最低的状态。
; s1 _* J% W7 @5 q2 o! d' h$ |. }% V7 E/ Q0 E
软烧处里就时机而分:
. n2 b# h- O R: b5 Y5 s$ w3 i+ E% k) K
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, " h/ c0 _+ \4 s' c/ [4 G( e- ^9 M2 T
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,
% U5 y1 C: o; \2 C& V1 e及控制其组织状态,俾能适合於最终成品的要求。 5 A* g1 J# f5 ^! _$ b
: w, @% Z8 F. y h/ N6 h" \4 _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。
3 V( r% J/ Z9 Y
0 X' a9 o8 A0 I ?% P
. T; Z6 H0 N1 J1 z, w5 }加工常识
' W' N6 S6 e8 L% d5 i- `1 H, U$ R# [, O, L& ]
一、铝合金成型加工通常出现 之缺陷: 1 [ h$ z- p* f$ q, N6 B/ P
缺 陷 原 因 改 善 对 策 $ ?: c3 U, f; L2 J8 p5 p
● 胚料有瑕 疵 % x- u3 Q G! s
1. 空心壳壁或凸缘之龟裂 1. 滚动缺陷(摺叠) 1. 改善品质管制
6 x) t" Z7 l2 k( [% q2. 起耳状物 2. 机械性质太过平均 2. 退火(如不致生晶粒生长)
: E! b2 J9 W4 O, W工具有瑕疵 & A) R6 ^8 t2 U
1. 引伸一开始,空心壳之 ; q3 K/ V4 Z' l& q
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。 8 [5 F3 G6 j7 S a& i7 c3 l
2. 引伸末了,空心壳之底
* |3 M2 R' o }3 d& K2 E1 [- D3 d 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。 Y% o& n4 e( v. U* ^: V
3. 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。
/ Q9 n. \1 |# E r3 l1 |' L4. 成品边缘有锯齿形,壳 1 D6 u2 k x% ^: [% l( M+ L7 L
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 u' o* u, e; _7 g1 h9 U
● 工具或机器之调整不常 瑕疵
- V5 _3 R0 l. Q2 I* w/ ?6 ]1.凸缘上有皱纹。 1.胚料架压力太小。 1. 增加胚料架之压力。 9 \# g- b0 r( h4 S- Y! k0 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
# b6 j$ H7 _* `& w3. 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。 3 P7 n/ v% R* i2 j5 T
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。
* W# k7 [8 ?, T二、硫酸阳极处理通常出现之缺陷: # J* K0 Y" U/ z1 M. l3 \, ]3 N0 V
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 : c. a1 I! f$ j' M% I
短路。 1. 放置工作物於处理槽内
) }. x" l! w* W% T) c9 M 时,注 意与阴极之距离 $ Z- M! i* y$ |5 j3 z
,避免发生接触。
/ l: j- ?/ m9 `! g) u X2. 工作物彼此之间接触发
2 s7 t* r, f& x- c- { 生短路。 2. 加大工作物间距离 。
" n/ G! P) z' N! G* }3. 工作物件和夹具接触不 & t4 T& v' V3 @, Y
良。35 3. 夹具使用前须加以清洗 ' I6 y1 d- z2 D
,与工 作物间须夹紧。 ' f) T! M4 M* G/ ?$ g
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 7 {/ p" D$ y1 {9 j% |
行搅拌 或开动冷却设备 * z/ ^* w; U. Z7 Q$ x, f
,并控制温度差在±2℃
" f, \ n" z8 H+ G" | 内。 0 s7 T, t' r7 [" {- ^& p
2. 氧化处理时间太久。 2. 缩短氧化时间。 ) {8 L% N3 G" V; Y/ ~" s
3. 工作电流密度太高。 3. 降低电流密度。 ' d! q" ~* x6 f4 e
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 - r# P% n3 M. @- j* h
触不好令铜沉积在铝表 " V- i( [, ?3 H4 g: Q% j% K" H( }
面。
6 T3 h% S) ^4 }* ?& o' p' Y9 D1. 改善导电棒与夹具的接 / k E* b, e8 g. F) Z
触,材 质改用铝材。 5 b9 ~2 [+ ]# c) v2 Q7 e( M
; s9 o6 }3 K0 c* q7 d6 R( f) F
2. 接触中断,如导电中断 2. 加强氧化过程的检验。
3 D" a; @ H7 ` [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 1 S$ w: H6 R5 N! L" D" u" _" l
无给电 ,或断电后又给
& {% A4 w8 M% U, [ 电。 1. 经常检查纠正与电器维
7 F, D ^* N( d/ Y 修严格 管制处理时程。
# u# ~$ V. G2 f6 e0 b2. 硫酸溶液内溶存的铝业 5 l) i% W$ R% @, i" j4 y L
增加导 致氧化膜的透明 " |$ j( ]8 D, O. ?2 y& g7 o
性变差,最后发生烧焦
/ W1 d9 ]0 M# X- q; c) N, d4 c# A/ p 现象。 2. 检验处理液中的铝量。 ( c/ a1 }1 L( A6 t( P9 Y6 l Z
2.1 硫酸液 中含铝量以1gm/l
, g& q1 `" K2 T1 }$ e$ Q 左右为宜。 0 S$ j/ Z% M+ J5 d* N6 t5 o1 j4 l
2.2 新液则添加12~13 gm/l
/ r3 k: E, H3 S/ F 的硫酸 铝。
j+ P% M+ F" I9 |3 q. E6 _氧化膜有黑斑或黑条纹 1. 电解液中有悬浮的杂质 8 N6 V& z: F( S# B3 s$ c5 \
1. 清理表面悬浮杂质。
, N9 `& Z6 p- \1 G2. 工作物件表面有油渍
% ]0 `; ]: v( i/ ~7 n4 J8 e 或其它污染物。 2. 彻底纠正除油液成份; ) l# f4 z% F5 n
确实执 行前处理。
4 k% g2 y9 r& H( T9 c3. 电解液中含铜和铁杂质 ' B: K( I P1 r7 ]1 o( @
太多。 3. 分析后除去并定期更新
& x. h `( _/ ] u9 `7 A 部份电 解液。
( O+ c' o1 w& s2 F4. 电解后工作物未洗乾净 # _5 h" K4 T k
就进行封孔。 4. 电解后工作物要立即清
, u( ?& J9 e1 f& ?4 \& r 洗乾净 ,避免处理液或
1 X" c w: _- w8 N- i 杂质残留於氧化膜表面 ( Q6 |) [2 N/ L! I: m* B1 U$ J
氧化膜局部表面被腐蚀 1. 氧化后氧化膜上的电解
; V1 U$ u- f5 _ 液未洗乾净。 1. 加强氧化后的洗涤。
+ M W. ]9 c2 Y2. 深凹处藏有电解无洗乾 + p$ d* X8 J% s- Q% T6 q
净。 2. 均加强氧化后的洗涤。
[5 Y1 I: V6 e. s" z3. 电解液无洗乾净就进行
3 d! |) O! L* w4 d 封孔处理。 3. 均加强氧化后的洗涤。 - Y0 G4 ]# B/ Y# S+ B( C
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 5 u$ B: _- \8 L9 T7 U1 m; U
短。 1. 改正不适宜条件。
& R4 c- X6 B+ M; Q: J4 T2. SO4-2含量太高。 2. 检查和校正SO4-2成份。 : D1 I+ r& x. a0 B
3. 氧化膜太薄。 3. 增加氧化处理时间。 , _2 C! c7 E+ c& L6 M! @
氧化膜厚薄不均 1. 工作物表面附有污染物 6 w& {3 _' N: _4 Z. f
未清理乾净。 1. 前处理须彻底将表面洗
; a. m6 K6 I, U7 F 净。
. J/ Q. |2 C, P$ v& h. C2. 处理槽内溶液搅拌不够
% m# K$ s8 I6 A5 `2. 加强搅拌作用。
+ ?1 B; Q, R; v) w; H' @9 D5 ]1 r* P3. 电流密度过高。 3. 一般硫酸液阳极处理的 # ?2 R- J6 H* T# [9 T2 \
电流密度以1~2A/dm2为
2 L& A' q7 `; k, I# ^" \ 宜。
0 ?3 @8 x0 g5 A1 d/ e1 z) f& }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。 ) A: B4 c- x$ Q* ~9 ]
2. PH值不当 2. 调整PH值。
& l1 ]0 e; b+ a5 a( P9 S3. 溶液氢氧化铝太多。 3. 更换用水。 6 r" O5 x+ o: E4 g0 x, C
三、铬酸阳极处理通常出现之缺陷: 1 M# m, {0 o: l4 r, O+ j: o$ J6 a
缺 陷 原 因 改 善 对 策
/ D9 s+ p% [) b1 e) ?4 V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。 ( z* D+ q( Z( t
2. 零件和阴极接触,零件之间 彼此接触。 2. 设法消除避免接触。
! N# M3 c/ v8 x6 Y% x, ]! d/ A+ R3. 电压太高。 3. 降低电压。 2 O' j% B8 r2 Z2 v$ t' H; j
零件被腐蚀成深坑 1. 电解液中 CrO3 含量低。 1. 调整增加之。 , p& b8 k7 Y! `
2. 铝本身有缺陷,合金成份
$ Y0 w! _/ m7 ]5 u! g不均匀。 2. 更换材料。 / X2 q/ ~) w S4 c6 ~
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。 % Q* d* Y1 d/ w
2. 氧化时间短。 2. 加强氧化时间。 " o* i7 \# c; N1 e" G
3. 电流密度小。 3. 调整电流密度。 / Z" j9 S3 y4 E, Y
氧化膜上有粉末 1. 电解液温度高。 1. 调整之。 R6 v; R1 {0 ~
2. 电流密度大。 2. 调整之。 ' ] w* {/ [* n! y1 O
膜层发黑 1. 工作物件上的抛光膏无洗乾 净。
+ f1 _% w ?$ Z3 k/ y M) d1. 加强氧化前的洗涤。 1 `: T1 L+ Y- T8 \
5 K- @3 I# C% V! F6 e+ n9 y
2. 原铝材料本身有问题。 2. 更换原材料。
5 L$ ]9 H; Q6 R- |* T; ~! n氧化膜发红 1. 表面准备不好。 1. 改善准备工作。 ; t( ?( F1 W# `: w% b, Y
2. 导电棒和零件夹具间接处不 良。 2. 改善接触条件。 5 e9 g7 s1 Q$ k! Q1 k
四、硬质阳极处理通常出现之缺陷:
8 `( F9 h& U0 s缺 陷 原 因 改 善 对 策
, ?: J; x) A: O6 r7 ?1 U6 i氧化膜的厚度不够 1. 氧化的时间太短。
6 _* ~$ U, x. C7 ~% o1. 增加氧化时间。 # I3 U9 s9 @* }0 _! h% u- q5 e
2. 电流密度太低。 2. 加大电流密度。 0 A. O. O2 b/ g* J# f& Q' l
3. 氧化的面积计算不正确 3. 正确计算零件面积。
6 @7 y* n+ G+ P氧化膜层硬度不够高 1. 溶液温度高。
& M$ N5 C7 V, V8 A& P/ h b- Z! C- g1. 降低电解液温度。 ) w1 Q; e& {% q
2. 电流密度太大。 2. 降低电流密度。 , |: y; `. `# E/ e1 ]6 J% Q
3. 膜层厚度太厚。 3. 缩小氧化时间。 0 P1 [* [3 |: u0 [- N
氧化膜被击穿并烧坏工作物
. ? `! h' D& P件
4 Z+ P# o, j7 n! ?1. 铝合金中含铜量高。 1. 更换原材料。
" ?/ {& `. H1 ]7 Y9 H7 L0 K# I2. 工作物件散热不好。 2. 加强电解液搅动和冷却 b5 r) i, e/ P: J6 L: H& ^
3. 工作物件和挂具接触不良。 3. 设法使接触良好。 3 w E$ G6 R$ M* c* Y3 w
4. 氧化时给电太急。 4. 注意改善作业过程。 |
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