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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! n+ J: |: y+ O' D$ s {
4 {$ B! J( l, }) U3 D+ f' j
一、分类 :展伸材料分非热处理合金及热处理合金
7 g/ o/ {& R" Y$ R1.1 非热处理合金:纯铝─1000系,铝锰系合金─3000系,铝矽系合金 ─4000系,
* o* z) b) N2 {7 `: t( ~2 M/ [: B1 T8 [2 v 铝镁系合金─5000系。 6 W- o4 u* m/ n7 h5 x0 x- n* y5 a
9 ]) h% p) A0 w, m( H
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
: _6 f& K& a9 e+ n& X 金─ 7000系。 6 Z9 O: B( e: D' l* M$ X& m5 S5 x
8 X: x% T8 k# }$ W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 " U& Q* Y0 w7 X7 e7 [6 p
例说 明如下: 1070-H14(纯铝)
' C9 r" V& b3 O' a+ D 2017-T4(热处理合 金) $ X2 x( e+ Q! L
3004-H32(非热处理合金 )
. i3 p0 {4 Y5 e8 o8 ~# w 2.1 第一位数:表示主要添加合金元素。 % b3 D7 E+ E" W/ I, [4 b! d" a
2 `' P0 J/ h& n6 |! m- V. Q
1:纯铝
) T* p2 x' ?1 S/ Q8 r% u 2:主要添加合金元素为铜
7 @4 x! D7 K- ~3 } K, I K3 Y 3:主要添加合金元 素为锰或锰与镁
" l- s# d o$ G" k5 Z 4:主要添加合金元素为矽 : W. ^7 ^9 j9 N$ Q8 u2 t- k! {" ?$ m
5:主要添加合金元素为镁
6 S6 g" d2 K3 G+ p 6:主要添加合金元素为矽与 镁
5 ]' y) E- x5 _3 W5 c; u" e 7:主要添加合金元素为锌与镁
1 v6 h% t* i/ V3 Y7 I- n4 ~; j- S 8: 不属於上列合金系的新合金
' l3 v+ h1 M: D* J 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
7 J' k# \: g. @" f0:表原合金
- U6 @7 Y" h2 [1 |9 z& V 1:表原合金经第一次修改
* h3 |& ?/ O& n9 g 2:表原合金经第二次修改
4 N6 l* }6 k5 g2 r" r 2.3第三及四位数: * G. I; L# Z. c% E
- a0 N' }! Z k 纯铝:表示原合金
8 I9 i3 i' r$ ]; J( b 合金:表示个别合金的代号
6 e) s, n6 b r "-″: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 0 e1 ~5 O1 n/ j
-Hn :表示非热处理合金的链度符号
{* Z9 V+ z; N, \5 \$ q* T5 k -Tn :表示热处理合金的 链度符号 & T6 o2 M/ L: j/ f8 T
# ~+ A+ ]& \# F
铝及铝合金的热处 理
8 j5 O1 {. B2 ]7 W7 Y' w& T+ Q8 ~. c5 F) P! |
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 9 g, I! v( _ ~# P8 W
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
0 F1 C9 f! _: L% Z9 q1 }! W u之为调质,调质的结果便 是链度。 / a- y. N$ w1 H1 a% }5 P
% B9 O2 m" p. h8 O
链度符号 定 义
6 ~3 _3 {( _0 U' ?: D* ^F 制造状态的链度
# Z% z7 u. ]4 ?& z* f/ i无特定链度下制造的成品,如挤压、热轧、 锻造品等。
- b6 P1 c' u' i N" R) }) XH112 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。
; B8 V* `; I2 `) Y& m8 ?9 _" r. oO 软烧链度 ' n- b& V5 m. |! L2 v8 a
完全再结晶而且最软状态。如系热处理合金, 6 f1 r4 o L \
则须从软烧温度缓慢冷却,
( _0 ^: J! c; c& N( k完全防止淬水效果。 5 w( O- A# c7 Q+ d( n4 L
H 加工硬化的链度
) b9 P S+ o$ ~2 y' {H1n:施以冷加工而加工硬化者 / B2 Z, q) w$ m- l
H2n:经加工硬化后再施以适度的软烧处理
& l0 ^) L2 ?2 R9 Y2 v$ TH3n:经加工硬 化后再施以安定化处理 & ?. Q- n: r7 Q% u6 {: y
n以1~9的数字表示加工硬化的程度 / U9 Y7 e" I; v+ b( M9 V
n=2 表示1/4硬质 : |9 r+ ~! x! H% }% h0 c
n=4 表示1/2硬质 ' {! n+ ~9 f& b; _8 j8 _& ?
n=6 表示 3/4硬质 6 Y; a O" }2 t: H1 J0 M% N; B/ F
n=8 表示硬质 8 m4 o. _" {/ e" J+ I$ e/ T
n=9 表示超硬质 & N0 a9 D8 O* i! g" \" e
T T1:高温加工冷却后自然时效。 ; W2 H4 W" c' ^
挤型 从热加工后急速冷却,再经常温十效硬化处理。亦可施 " U- V! c* n; C6 N" k
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 $ m9 \& r7 n) D- _( \
有淬水效果的合金如:6063。 6 S7 q' y. q5 R; E6 t8 [5 J
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 5 ]- ^- Y9 R! _) P2 Q/ x
度。 4 A. k. C3 K) S: N: [8 P
T36:T3经6%冷加工者。 + l. j+ C. m F# H' K
T361:冷加工度较T3大者 。
2 H1 \; U: A9 z, |- b$ ~T4:溶体化处理后经自然时效处理。 2 ?: k* b1 O4 p1 N4 D) D
T5:热加工后急冷 再施以人工时效处理。
; \& ]/ k" P8 [$ g5 Z 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 ' F, W# ?$ m3 {/ w1 a
适用於热加工冷却便有淬水效果的合金如:6063。 " C; U0 J9 c# ?/ E: j0 S9 H7 b
T6: 溶体化处理后施以人工时效处理。
. E ~: p5 e9 N4 E! w. V 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 9 j7 Q- b; y, j/ }- ?6 _
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 |8 [5 o. B- u5 B4 }9 s% y
冷加工,如不保证更高的强度时,亦可当作是T6链度。 3 X0 b: U7 _6 x/ D6 W
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
; _( Z M8 z; _1 P* z6 X" r 目的在防止发生变形。
" A$ ~1 R1 ^- I1 WT7: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
2 d) h1 V- A" @' d6 A 间较T6处理高或长)。
5 N+ B0 Y. Z9 `- L 其目的在改善 耐硬力腐蚀裂及防止淬水时发生变形。 * G' q) Q) S7 [6 ~: \( j: Q, g
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 ! X2 {2 X$ a/ G! q, N) t
时效处理的温度或时间较T6处理高或长) 。 2 E, d4 q4 {6 R. G* H( `- q
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 - K+ n+ U2 I, ]4 m% g; Q+ r
形的压缩加工,以消除残馀应力。
+ w, _" S: a" U6 y0 A) `5 y8 \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
1 d$ j' z) j- _4 l/ P% [. [% d, E6 u2 J. A 面减少率为3%及6% 各为T83 及T86。
( G$ j2 N+ S0 ~* [7 FT9:溶体化处理后人工时效处理,最后施以冷加工,最后冷加工
6 C; h0 n! p( F7 Z3 n7 ` 的目的在增加强度。
7 Y/ U% Q! {' y1 d/ O二、软烧处 理:
2 b5 j/ u7 E3 ^0 j% {7 m, B0 @2.1目的:
% p& X1 G C, ~: @ e# A& c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: 2 s# G& p+ i9 E$ ?! T" }' D
& ^$ j: C& [. ~9 h( f0 D6 _ H' s
铸造→热加工→冷加工→材料成品
: V; G, ~+ j+ j9 P 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 ( ^6 A/ [4 v! ^- c0 A+ h+ C5 B+ s
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, & n& V$ c8 G, q
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。
/ D6 s) ~' }. t, D
9 r1 ^$ V5 F# {3 J" Z2.2分类: - E9 V2 I' q: J1 ^( y. y
由於软烧条件的不同而分: ' \2 K/ i) s4 h# [. J* t/ Q
) c& m' F% {% t0 M7 Q: b: n& J
2.2.1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,
9 D( v1 l7 l) Y% n1 n+ n& E, S8 G实际温度则视强度而定,强度愈高 则处理温度较低。 3 D4 g. e% d1 m
2 A; {$ c. K8 p, |0 ^4 d
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 7 f! ]( m$ c8 o
全消除加工硬化,亦使强度达到最低的状态。
/ R q |2 m C0 s5 _8 {
5 q5 g9 F V& ~2 q; E% k0 c. m! P软烧处里就时机而分: # q; d" L8 [6 i1 b+ G4 b3 }( F: ~, q
H* f1 w' i2 V4 i% _# G9 n( p. h
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, 6 N( \/ H0 e$ E
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, 9 F9 H+ U/ j" V( e6 R5 p
及控制其组织状态,俾能适合於最终成品的要求。
* G* t3 J" X# l7 n4 O
2 v: V1 c5 `& a% S! j2.2.4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。
+ y( I2 _# P9 \4 D$ r$ M6 M, @5 A8 K5 d) |' q) K; W
$ x2 A# a) Z& f+ W6 s
加工常识
, `/ b. v) ]# U1 t. Q) I( M& k4 s2 n" o' \2 ]
一、铝合金成型加工通常出现 之缺陷: . F; w+ e! d& p, q; S. k" e
缺 陷 原 因 改 善 对 策 , @1 ?! b$ R3 V- a3 |& O
● 胚料有瑕 疵 8 q6 B6 \/ _; F
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 & Z3 u4 x: V5 k- Q# |
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)
3 S) j: W; |8 P6 ~6 R" S; {* X, q工具有瑕疵
8 l3 ?0 s6 J2 C( ?1. 引伸一开始,空心壳之 / |4 u# i1 y/ m
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。 % C$ { j; B6 n
2. 引伸末了,空心壳之底
, I' H6 T& ?, A* ^ 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。 % ~, ?; ?. E; m6 z8 I/ {! ^' l% X
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。
; Z% D) T8 C$ b% c0 H6 V4. 成品边缘有锯齿形,壳 ; g. Q( K3 j) t. ?! H7 K3 y) b% b% _8 K
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 + p& c) g d+ N
● 工具或机器之调整不常 瑕疵 3 E2 K' f" a7 t. H0 H+ S6 _
1.凸缘上有皱纹。 1.胚料架压力太小。 1. 增加胚料架之压力。
0 Z6 h$ g( \3 u9 Q+ c' K- J: \ w5 h2. 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
% m6 J1 f( D) n1 |) ~3. 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。
# m% Z: `+ y6 u- _; m$ x4. 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。
" u' a* x. }. l+ C& t* A二、硫酸阳极处理通常出现之缺陷:
, Z5 T) z e; f% G5 L8 c' i/ ~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
% U% ]3 c) m. j3 E F 短路。 1. 放置工作物於处理槽内
3 p% \8 I# L: Q" J& I 时,注 意与阴极之距离 1 w4 X) m. k. `5 F! c* m
,避免发生接触。 . A+ a, C6 j8 \2 p
2. 工作物彼此之间接触发
! r( j8 L. h# k. `4 L( e4 \0 Y+ R 生短路。 2. 加大工作物间距离 。 * Q7 @1 `* s. G9 e7 d7 b; E) @
3. 工作物件和夹具接触不 . O& D, r# @: @' e# z
良。35 3. 夹具使用前须加以清洗
* s& I L( T6 h/ Z, A" G" j ,与工 作物间须夹紧。
. d, N J+ y7 d9 V7 V% w' ]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
* N, ~, M( s# a+ [! d 行搅拌 或开动冷却设备
- W( q% l& v0 F4 U! K7 Q ,并控制温度差在±2℃
7 y1 E4 S* q9 r/ T: u7 V) } 内。
9 U* h! y, `2 q9 ]2. 氧化处理时间太久。 2. 缩短氧化时间。 / s; I X8 |% _/ h7 K
3. 工作电流密度太高。 3. 降低电流密度。
0 `# j0 K: `/ F Z/ U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
' ~ w: n" @% Q 触不好令铜沉积在铝表 7 B6 D: p7 P4 G! m N
面。
, U6 {5 r. s. W+ N1. 改善导电棒与夹具的接 , S( `, C( {: N
触,材 质改用铝材。 ( l" D) ~2 x, ^( y- E
2 F+ i) |! D9 ]' M3 U% G
2. 接触中断,如导电中断 2. 加强氧化过程的检验。 ' c% V3 N: A' R" t: n* T( T2 g$ Y9 Q
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 6 j9 @* S. U7 V& s& Y) @
无给电 ,或断电后又给 ' O3 m/ U* r; Q3 ]1 Y- ]
电。 1. 经常检查纠正与电器维
' Q+ Y' \: a# o) q/ K1 ~2 V$ N 修严格 管制处理时程。 0 u2 K, u7 c! W& T* \' w
2. 硫酸溶液内溶存的铝业
; ^4 J# x( O4 }% {6 r9 I7 [ 增加导 致氧化膜的透明
Q; Q6 o3 I; t; F K# X/ X* d5 C! ] 性变差,最后发生烧焦
6 G: [/ s! ^; f B7 J( @+ e 现象。 2. 检验处理液中的铝量。
1 ]2 c! g% T8 X% d2.1 硫酸液 中含铝量以1gm/l ) p3 \* b- ]0 k1 D: n' ~( q7 {8 \
左右为宜。 7 G- r. z; f3 s* |1 g$ K. A
2.2 新液则添加12~13 gm/l ( D. m; d$ D/ I+ F
的硫酸 铝。 7 s- t2 u" C/ |& I/ o, t
氧化膜有黑斑或黑条纹 1. 电解液中有悬浮的杂质 9 N: w% ~ c+ J; N
1. 清理表面悬浮杂质。
9 J+ L" y+ l0 h3 `2. 工作物件表面有油渍 : S3 g$ o- G: D; x. Z4 u
或其它污染物。 2. 彻底纠正除油液成份;
) [: d2 C; j4 ?; @* r- L 确实执 行前处理。
% U' a- p3 T/ H5 s3 D3. 电解液中含铜和铁杂质 9 e$ i1 E/ A, Q& s7 u4 @. n
太多。 3. 分析后除去并定期更新 # p6 z* f; `# S, l
部份电 解液。 , C: ]* D; o$ w0 q- c1 E6 q5 S9 l0 `
4. 电解后工作物未洗乾净 3 t9 W5 _# _+ C5 l9 `4 ~' D
就进行封孔。 4. 电解后工作物要立即清
3 t2 s0 E) `% m) M/ z# y/ ? 洗乾净 ,避免处理液或 " L+ v! c7 c$ S4 c$ s
杂质残留於氧化膜表面
; `* k9 h8 z! \% n7 k( r氧化膜局部表面被腐蚀 1. 氧化后氧化膜上的电解
+ c" Y8 v! J4 r8 g" n 液未洗乾净。 1. 加强氧化后的洗涤。 $ p+ \4 V2 w( D2 d' }* @8 @
2. 深凹处藏有电解无洗乾
3 w: C4 H( k7 @% u1 a* ~4 T, X+ o 净。 2. 均加强氧化后的洗涤。 1 f ?1 V% c! l- G x9 Z
3. 电解液无洗乾净就进行 5 L$ ^% s, N% \# A
封孔处理。 3. 均加强氧化后的洗涤。
* W+ l; K( Z2 M: K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
% f5 P3 L: O) r' ~* J! M 短。 1. 改正不适宜条件。 $ U0 b% g/ ?" R( _1 ^9 A/ u, M: ]
2. SO4-2含量太高。 2. 检查和校正SO4-2成份。 " g2 R- }0 R- M" B+ m
3. 氧化膜太薄。 3. 增加氧化处理时间。
. p+ i& z2 m4 P, [6 K0 j氧化膜厚薄不均 1. 工作物表面附有污染物 - ~" E6 U: ~: k2 y/ i: B# a
未清理乾净。 1. 前处理须彻底将表面洗
4 _ b5 Q4 v# F, u: a4 A8 l- B% } 净。 ; d h t) ~2 U+ e7 [7 M) \- \
2. 处理槽内溶液搅拌不够 " W0 M" E/ @- Z, U, k- A& t
2. 加强搅拌作用。
" E# N( ]; |: v( X. d3. 电流密度过高。 3. 一般硫酸液阳极处理的 - B5 U/ V6 Z5 w+ \2 g5 U
电流密度以1~2A/dm2为 , O$ v0 o8 l1 p; M$ B: x! {" ^
宜。 " ^$ L- L7 T3 N+ X7 T7 _
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。
1 E; j$ O+ S4 W) P6 D1 Q2. PH值不当 2. 调整PH值。
9 p$ U6 x! |3 q3. 溶液氢氧化铝太多。 3. 更换用水。 6 G* T9 F" X# V. k* i8 m
三、铬酸阳极处理通常出现之缺陷: 7 Z' L- a6 r5 t/ l% C
缺 陷 原 因 改 善 对 策
5 }+ A/ B/ ~6 ]0 ~4 ^7 O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。 % s; f& f8 m# p) l. y7 J
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。 1 C. |( ^+ Q4 R
3. 电压太高。 3. 降低电压。 2 `: d" X0 n0 h" t/ _
零件被腐蚀成深坑 1. 电解液中 CrO3 含量低。 1. 调整增加之。 E1 m- e" H! Y& V
2. 铝本身有缺陷,合金成份
- j! ], V: P( `( a" v+ i$ o8 S不均匀。 2. 更换材料。
" B7 V/ w- O2 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。
, ]6 R0 E7 d* G$ S) Y* v) W2. 氧化时间短。 2. 加强氧化时间。 1 A3 T9 _9 f! b: H
3. 电流密度小。 3. 调整电流密度。 . K% y) a c! }$ o& U
氧化膜上有粉末 1. 电解液温度高。 1. 调整之。
) e& u6 a5 d& J7 v9 k2. 电流密度大。 2. 调整之。
) z6 T3 Q& v c" k膜层发黑 1. 工作物件上的抛光膏无洗乾 净。 ; [3 }* L6 j( \' S- `
1. 加强氧化前的洗涤。 # B/ y* X9 j: }+ _) P
" P6 _' V5 r+ c. k) m% L! T8 F
2. 原铝材料本身有问题。 2. 更换原材料。
* v2 h, p, V6 o: C9 D f氧化膜发红 1. 表面准备不好。 1. 改善准备工作。 4 `: |( X. {+ k. e# J
2. 导电棒和零件夹具间接处不 良。 2. 改善接触条件。
5 Z2 k+ J5 K8 A* J$ y* o四、硬质阳极处理通常出现之缺陷:
6 H6 ]6 |. z5 v; C1 _% n缺 陷 原 因 改 善 对 策 4 d/ y8 T3 n. }, w
氧化膜的厚度不够 1. 氧化的时间太短。 4 l6 C' ^$ ?/ k: C/ J6 d, S4 G
1. 增加氧化时间。 ; \' \7 _" x9 z P1 i! M% r2 a
2. 电流密度太低。 2. 加大电流密度。
! J% d/ z, r% k- Y1 o4 H h3. 氧化的面积计算不正确 3. 正确计算零件面积。 / ~( Y. J, o* K# y5 g
氧化膜层硬度不够高 1. 溶液温度高。
; E1 B) V+ M: T$ K8 ^- \$ M6 M1. 降低电解液温度。
$ l/ R$ T8 X* G- H/ j8 a/ n2. 电流密度太大。 2. 降低电流密度。
a, J( a: u& @% t% X3. 膜层厚度太厚。 3. 缩小氧化时间。 5 z( n+ y X* T6 N0 z, h* d" @
氧化膜被击穿并烧坏工作物 8 L6 e4 F! p' J! ]& O# P5 j
件 % G, T# Y- M2 ]' c
1. 铝合金中含铜量高。 1. 更换原材料。
2 T' x' L/ r+ P0 b! n# F, N0 @2. 工作物件散热不好。 2. 加强电解液搅动和冷却
% |$ a' r* J1 m: K1 ]7 _0 w" _" d3. 工作物件和挂具接触不良。 3. 设法使接触良好。
0 I3 E. m7 l! R2 i4. 氧化时给电太急。 4. 注意改善作业过程。 |
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