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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
' ?2 |. o2 w" G& F9 {: U1 n( m( z" X, _( w! r
一、分类 ：展伸材料分非热处理合金及热处理合金
7 P. F0 z d! y9 C: |/ ~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，
7 Q4 s' F* B- c; t* y* A& r0 @ 铝镁系合金─5000系。 ' Y5 U' o* ]2 P& W
1 f$ \7 Q2 A3 n) ?$ Z1.2 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 , u, y% ?* E1 C/ J" z" E& }
金─ 7000系。 ! u4 ], J# Q4 N8 v. R0 L
# ]+ s: S' D, x5 s' V2 g& [
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
* N9 m# W# |$ I" \3 { 例说 明如下： 1070-H14(纯铝)
. q( v- ?% U2 o4 \ 2017-T4(热处理合 金) / I4 j, z4 h0 u w* E* ^
3004-H32(非热处理合金 )
. B4 Y! N1 U# f) o 2.1 第一位数：表示主要添加合金元素。 % d* `- l: G3 r' Z
/ e1 F X1 Y/ y/ C" V" X+ [/ b6 Q 1：纯铝 * f( o, q1 m' z. E+ T1 Y
2：主要添加合金元素为铜
2 T% U5 Q9 U1 Q* r 3：主要添加合金元 素为锰或锰与镁
B- ^- p9 @' R7 e5 n1 u 4：主要添加合金元素为矽
P' `% @ a- m$ p 5：主要添加合金元素为镁 8 O- a2 M& o" O# e0 t
6：主要添加合金元素为矽与 镁
+ U3 O0 t6 Q% F( |! Z9 o% p 7：主要添加合金元素为锌与镁
* z5 m) ?: e, z1 x) ] 8： 不属於上列合金系的新合金 4 l' g: C5 Q; E3 n4 ]; Z
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
! e8 k; i: ?4 M' X( }8 f0：表原合金 / p& [ ]6 ]( r
1：表原合金经第一次修改 ( L) \# L9 ]) I
2：表原合金经第二次修改
- d: c: m) K7 y+ I4 n 2.3第三及四位数： l% |' t% J1 _0 X6 d
& r- p5 g. f# m# a4 Z& {# E 纯铝：表示原合金
8 |# A+ i# y$ Q* [ 合金：表示个别合金的代号
: m* ?* `0 I- u7 _. S' q ＂-″：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
& y7 i0 {0 g+ m% _& Z -Hn ：表示非热处理合金的链度符号 ; Y" l8 U0 \ r+ L5 }7 c4 O4 Q5 y
-Tn ：表示热处理合金的 链度符号
: @2 H7 a `, E* g0 S e5 e% {0 P8 ?6 K+ E# S2 A: F- w+ S
铝及铝合金的热处 理
, V) z( U) w3 T3 ]
/ T6 y/ y) S1 u& s d* ?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
! z7 b: G6 K) n U" \; J/ [2 X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
1 G3 X% g7 \3 o6 X+ A之为调质，调质的结果便 是链度。 ; `6 N0 Q# H4 j* r7 f
, Y+ x5 t8 }/ ^9 A# R. N
链度符号 定 义
8 y' s) b! o4 V/ t2 C2 p1 h+ rF 制造状态的链度
4 b- d6 m( _2 I/ k, v- F" H% F& D无特定链度下制造的成品，如挤压、热轧、 锻造品等。 * ?& m3 h" Z% M, i
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。
! } U# x* j: X3 k6 [/ ~3 wO 软烧链度
. ~" t& g/ o$ A完全再结晶而且最软状态。如系热处理合金， : C; Q: ?% |) @
则须从软烧温度缓慢冷却，
# f; `6 B/ W4 e: ]4 Y& j# F完全防止淬水效果。
' W6 B5 O9 c |5 W/ jH 加工硬化的链度
: Y/ d6 v* w' ~/ Q% [H1n：施以冷加工而加工硬化者
* K+ O5 o- _4 S" z: H; gH2n：经加工硬化后再施以适度的软烧处理
; g/ z( {6 f* r. aH3n：经加工硬 化后再施以安定化处理
! Y3 w4 t0 |8 b' }n以1~9的数字表示加工硬化的程度
* v& {0 s6 ?9 L: s& M' zn=2 表示1/4硬质 6 D! Y7 V. b5 J* a# M
n=4 表示1/2硬质 4 F& i# C2 Y* m% r; C4 ?' H H( {# V
n=6 表示 3/4硬质 & z* ^3 j, u% O. ]+ `
n=8 表示硬质 . X: I) ]! p* f
n=9 表示超硬质
! R1 z4 N, \+ m y1 G3 I" U) y' cT T1：高温加工冷却后自然时效。 ! O: \- c/ z, t! ]- {. d, R
挤型 从热加工后急速冷却，再经常温十效硬化处理。亦可施 " P0 \0 E5 c0 B5 j* E
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 & q3 q2 N2 Z6 l2 O4 L. R b+ b6 [
有淬水效果的合金如：6063。
. U( g8 N5 r' ]+ JT3：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 , f7 A# P1 N" C' X* k
度。
1 a% _# X+ w' u) ~9 A7 @8 [- [T36：T3经6%冷加工者。 " q& @4 t* m" B' o1 y; g
T361：冷加工度较T3大者 。
* {" F: |7 f [3 l9 j) L+ ET4：溶体化处理后经自然时效处理。 8 _4 R+ g4 |1 r" d1 v3 `" z
T5：热加工后急冷 再施以人工时效处理。 - u$ d- v# ]& k( D/ h/ o( K$ W% ?. ~
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
3 T3 w( H3 O2 j 适用於热加工冷却便有淬水效果的合金如：6063。 ! T W: [$ Y& n2 n" R" E3 g4 g
T6： 溶体化处理后施以人工时效处理。
% Y) @2 l* R4 Z- P0 @ 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 + S' E' i5 G: |8 }4 o
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 u' t+ j% D" n1 y: D4 ^6 l 冷加工，如不保证更高的强度时，亦可当作是T6链度。
0 U8 T* B/ M, O( P4 {) v0 N8 d: kT61：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 / a8 m. P [' Z7 I
目的在防止发生变形。 / w7 G( O& C3 Q4 h& D& R! c
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
( ~- f5 d. U: {( O L: ~, c 间较T6处理高或长)。 3 C* P1 G2 @3 j5 e
其目的在改善 耐硬力腐蚀裂及防止淬水时发生变形。 4 H* s+ t+ T5 a0 A7 Z
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
1 Q. {3 m! E; P: Y0 S 时效处理的温度或时间较T6处理高或长) 。 $ u# T$ w8 [3 M0 \& E) f
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
: o. N/ P2 \, Q+ C! {7 y7 K 形的压缩加工，以消除残馀应力。 6 B( ~% W# s4 f$ a5 D3 V& E
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 3 k. B# m2 a; X$ O: a- a# s% |
面减少率为3%及6% 各为T83 及T86。
" V7 A. N$ B M6 w; d& ]& CT9：溶体化处理后人工时效处理，最后施以冷加工，最后冷加工
; K+ Z+ G/ g) @+ n3 a3 O. r 的目的在增加强度。 : s/ G3 @, b7 g' `
二、软烧处 理：
+ X6 p9 M& z. Y6 B9 u: \ a2.1目的：
2 ^) X& F: ~) Z0 i. L& h/ n3 \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： 8 h# |4 m& t/ D2 `, e$ ?6 o* p
$ F+ X6 V. J. L: ]" I+ ?5 T
铸造→热加工→冷加工→材料成品
* ?$ G5 |# `$ }7 t/ a( S, d 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
' X, l( p4 y& K! 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， 5 h- Z; Y- i$ v# |/ y5 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。
2 j: d- x9 x+ C& B6 e4 k2 A) \, t
2.2分类：
" p9 z9 A" P3 J& p$ o& b7 U由於软烧条件的不同而分：
+ }1 G5 ^. K, J( x" U
( c+ D% K, f" Y2.2.1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， 4 N2 R }, k G" W" ~
实际温度则视强度而定，强度愈高 则处理温度较低。 8 X4 Z. U6 o G9 J$ Y9 |
, d- |, D0 L& 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
# q5 ~' w7 Z7 p* G5 ]7 j# U全消除加工硬化，亦使强度达到最低的状态。
+ e; M H5 I V. K: [
6 U+ o }) |2 ` i" n) C软烧处里就时机而分：
$ g+ @( k2 o& B, @' T1 ~6 L
" Y: t, |* M3 P B# c5 |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， / K/ S- o8 {4 ? ~8 r( d
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，
1 b; G. I4 U4 O: U6 T及控制其组织状态，俾能适合於最终成品的要求。
( L& N7 C, F1 I+ N& m
8 O8 d7 B- x5 c& |7 V, K2 [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。
- i D9 w6 c6 T* F5 q4 ~$ l: I0 Q. K; }" y
3 c, ]& }7 `5 j( T- {9 {9 p
加工常识 + f3 T/ W# H L% a
0 T$ H4 W; H) y% m+ a7 p一、铝合金成型加工通常出现 之缺陷：
0 I$ \! b" y9 Y, F9 V: D, e缺 陷 原 因 改 善 对 策 . g) J( x! y' j" I$ h! J4 a/ y
● 胚料有瑕 疵 " ^# H, r% k; {, z
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
: F$ }- ]; C- ?( j2. 起耳状物 2. 机械性质太过平均 2. 退火(如不致生晶粒生长)
B6 V( j% P0 {* D工具有瑕疵
) }: \) _7 ]' H# U! x4 O1. 引伸一开始，空心壳之
* T' j+ {, H7 A) w; a 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。 , s+ m' _+ }8 f" e$ D/ }0 s
2. 引伸末了，空心壳之底 ' v0 C" p' H+ b* l& J
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。 ! r$ j! V' ~# A
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。 % g/ _9 Z) i U/ n
4. 成品边缘有锯齿形，壳
6 J7 }: h6 T0 A) G2 i" \9 S2 q: j 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
) T6 y2 F- G7 Q7 X ● 工具或机器之调整不常 瑕疵 q" h* j! \! u1 |
1.凸缘上有皱纹。 1.胚料架压力太小。 1. 增加胚料架之压力。 . ~' B$ B6 s/ J4 i. P& W4 W; S
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 : x: q; \3 c7 ]$ L
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。
- Y# c/ u7 K' Q5 q4. 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。
) \4 E p) x4 |/ Q二、硫酸阳极处理通常出现之缺陷：
; A" V9 T3 R2 @7 n3 @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 ! s C v; X5 U" o) b" k2 m" m
短路。 1. 放置工作物於处理槽内
9 `# |; n: C" m" d# | 时，注 意与阴极之距离 + C! l2 i* [ R3 m* ?) {; z9 I
，避免发生接触。
: Z4 w# \. \& `. E7 v, u2. 工作物彼此之间接触发 : R. w7 ~6 p! K W# f( `+ ^% v& M0 b) p
生短路。 2. 加大工作物间距离 。
/ R z9 c2 k' ~3. 工作物件和夹具接触不
2 N. e! O( w. c* p. n# { 良。35 3. 夹具使用前须加以清洗 ) _4 p6 w8 \; _. s5 z. }* k
，与工 作物间须夹紧。 $ V3 t, Z z3 t a, @0 l- |& T" u/ v* }
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 / B- a9 }- C& Q. E: r; D ^
行搅拌 或开动冷却设备 ; {1 m3 z) X* v
，并控制温度差在±2℃ + |$ `) _) V0 }: O
内。 % z L+ M( n) z0 |# L g+ X
2. 氧化处理时间太久。 2. 缩短氧化时间。
, N$ \2 M. j' x3 }3. 工作电流密度太高。 3. 降低电流密度。
: J2 g- A0 C% u% ^0 ~3 @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 8 U) F$ H1 z# O, t
触不好令铜沉积在铝表
- V6 l( f% |% U, m) N 面。
4 y4 {. v4 y; q9 r7 w+ Q: M+ Y) I1. 改善导电棒与夹具的接 ) Q9 f3 M# K1 ]
触，材 质改用铝材。 2 |; m: P( }3 R2 B* `! n
1 M7 C* J8 s5 o$ s2. 接触中断，如导电中断 2. 加强氧化过程的检验。 9 `4 D- q% b* i" W
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
' f2 _/ }. v# H7 R6 l2 x 无给电 ，或断电后又给
2 j6 G0 r. k+ e" r 电。 1. 经常检查纠正与电器维
7 M, ~5 R! n; z5 w5 V$ c 修严格 管制处理时程。 P, Q, n4 G: n8 f4 E( e
2. 硫酸溶液内溶存的铝业
# g- n# Z1 Z! b) `& D/ h, w 增加导 致氧化膜的透明 9 f* ~4 R7 E$ ~
性变差，最后发生烧焦
% ^8 I: m# r' U; ^. L5 {- L 现象。 2. 检验处理液中的铝量。
6 R$ C2 U$ ]8 H! ]- p2 a' Z2.1 硫酸液 中含铝量以1gm/l
, w$ N6 E. Y" G) | o 左右为宜。
# T3 t. J% l+ U- K# `& }# X2.2 新液则添加12~13 gm/l , S# D5 C9 O- D( F5 m; @
的硫酸 铝。 r. T* X$ Z3 ~3 t3 z' p B7 a. I
氧化膜有黑斑或黑条纹 1. 电解液中有悬浮的杂质
: C! i8 O' W* j1. 清理表面悬浮杂质。
4 A* p! \9 {* J+ `( I* \8 F0 v2. 工作物件表面有油渍 $ x! W7 e' D2 P, s. h
或其它污染物。 2. 彻底纠正除油液成份； : H$ D; B* C- I3 ]& k$ E
确实执 行前处理。 7 _1 K! i7 S$ c: `; y( e) e) q
3. 电解液中含铜和铁杂质
! G; x8 i1 _3 J( h3 n 太多。 3. 分析后除去并定期更新
3 |. b% H* R/ B Y# } 部份电 解液。 % m: ]2 t/ z1 s0 J# ]
4. 电解后工作物未洗乾净 * F$ x0 I1 |, y: F3 o0 q
就进行封孔。 4. 电解后工作物要立即清 . o# f/ g& X* `+ z; j
洗乾净 ，避免处理液或
9 V6 p- P2 s+ Q! ]* D% P 杂质残留於氧化膜表面
& x8 q0 V K0 R0 R- b7 }1 O. F氧化膜局部表面被腐蚀 1. 氧化后氧化膜上的电解
! }0 V; i- h A- m O1 I 液未洗乾净。 1. 加强氧化后的洗涤。 4 r4 Z! a! i3 {9 g$ n) e
2. 深凹处藏有电解无洗乾
2 W _# X1 u0 P8 n 净。 2. 均加强氧化后的洗涤。
# T- ^, p+ k9 M- n& A/ w3. 电解液无洗乾净就进行
6 p% A l f+ K/ V 封孔处理。 3. 均加强氧化后的洗涤。
$ `& `$ \8 y; H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 # D' R. O& z) A4 M/ r7 X; D q0 i
短。 1. 改正不适宜条件。 6 }( t; L t( u: ]" i" d3 Y8 u
2. SO4-2含量太高。 2. 检查和校正SO4-2成份。
' T- O* P. H& N5 L. `3. 氧化膜太薄。 3. 增加氧化处理时间。 : D, N) _1 H4 X; f3 x
氧化膜厚薄不均 1. 工作物表面附有污染物 " l9 d- h" M6 f% J% D
未清理乾净。 1. 前处理须彻底将表面洗 ) e0 M- }2 [6 X' }5 g
净。 8 V: R P5 q( i1 q; ?2 N% U
2. 处理槽内溶液搅拌不够
- [3 a9 `; V* R; }2 e3 L2. 加强搅拌作用。 B6 k8 v3 U1 b: U/ M2 ?
3. 电流密度过高。 3. 一般硫酸液阳极处理的
. v* c' ]. l8 Q# j 电流密度以1~2A/dm2为
3 E! u; a- ~' e" T+ ~% W& ] 宜。 ( m% o' }" f6 l; o* Y5 G# F# r
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。 ' n. b% x* V# O
2. PH值不当 2. 调整PH值。 7 k/ l- C7 m, N
3. 溶液氢氧化铝太多。 3. 更换用水。
* J( _ d9 ~) M) r. _三、铬酸阳极处理通常出现之缺陷： & a7 n$ @8 f+ w! ?4 O
缺 陷 原 因 改 善 对 策
, T K$ _, Q0 }) z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。 # T; @: E% {- k& l. _
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。
5 u- h6 ]' p i* }' `/ v, D. _3. 电压太高。 3. 降低电压。
( Q! O/ A" p0 J3 f& h3 b7 k零件被腐蚀成深坑 1. 电解液中 CrO3 含量低。 1. 调整增加之。
2 x) f1 W6 V* H; `2. 铝本身有缺陷，合金成份 5 n2 z2 }0 X& l$ X
不均匀。 2. 更换材料。 5 u) R2 D: m; U* F
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。
) Y8 b/ m3 c: j# ~1 O9 B. m" @2. 氧化时间短。 2. 加强氧化时间。
' H1 m9 c( B) C3. 电流密度小。 3. 调整电流密度。
+ p6 @8 ~& N1 l氧化膜上有粉末 1. 电解液温度高。 1. 调整之。 1 g2 z6 i5 T; n( x7 g
2. 电流密度大。 2. 调整之。
- C. T+ t- H$ `# b膜层发黑 1. 工作物件上的抛光膏无洗乾 净。
7 I! r+ Y; D8 F- \7 j6 i1. 加强氧化前的洗涤。
) X3 r; D* g; K: d" H+ q
! k4 W- a# y8 e. d) T8 @2. 原铝材料本身有问题。 2. 更换原材料。 ! Q/ ?1 y. V. k2 e; o( D+ R
氧化膜发红 1. 表面准备不好。 1. 改善准备工作。
. Z0 ~! O5 ^9 d9 |8 y" O+ P: \2. 导电棒和零件夹具间接处不 良。 2. 改善接触条件。
5 H, x; R! c; t& J8 w四、硬质阳极处理通常出现之缺陷：
# _+ ^" \4 P' e8 D7 p1 v9 b9 L缺 陷 原 因 改 善 对 策
, @* \ a/ [ k8 d. s7 R" R4 Z7 R, q氧化膜的厚度不够 1. 氧化的时间太短。
- N, E, ~& l4 v1. 增加氧化时间。
, c$ O; b0 p5 Q( O/ N4 T2. 电流密度太低。 2. 加大电流密度。 / x+ e8 g0 t( K0 T
3. 氧化的面积计算不正确 3. 正确计算零件面积。
, ]4 b5 C8 C* N# ^! r& P8 J# z氧化膜层硬度不够高 1. 溶液温度高。 ) P. c Z# i/ a, \
1. 降低电解液温度。
4 Z+ W+ e( I2 |( `6 M2. 电流密度太大。 2. 降低电流密度。 % _) P( D: E: \5 O( l) l: n6 e
3. 膜层厚度太厚。 3. 缩小氧化时间。
5 i# Z2 C a& m, _0 i氧化膜被击穿并烧坏工作物 . |5 E+ n2 T8 m; k
件 . O% S4 V& Q( ] V, j8 F& C
1. 铝合金中含铜量高。 1. 更换原材料。 % I8 ]+ s3 t8 B) M8 F
2. 工作物件散热不好。 2. 加强电解液搅动和冷却 * e; C5 k! C# k3 X) u* j
3. 工作物件和挂具接触不良。 3. 设法使接触良好。
; b+ G( e( N, S' l3 F9 K: \; m4. 氧化时给电太急。 4. 注意改善作业过程。 |
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