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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
; b' f2 S& E# y( O0 P( Y
3 |1 V7 x9 J: g5 t# F4 y一、分类 ：展伸材料分非热处理合金及热处理合金
* R: M/ \1 h1 U1.1 非热处理合金：纯铝─1000系，铝锰系合金─3000系，铝矽系合金 ─4000系， \% k& @- C0 D* R
铝镁系合金─5000系。
3 K4 y5 @* y( V, ?6 V6 Y4 _. G9 O0 i5 q, k' v
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 R3 u2 I! b/ n, |
金─ 7000系。
& x" Q- D$ A) E. J7 B0 b& [3 w, f" }& q. 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 # Y8 N4 L9 W# q. o4 _+ G
例说 明如下： 1070-H14(纯铝)
' R X y' P! N# X 2017-T4(热处理合 金)
/ ~; S3 Q* }) @ 3004-H32(非热处理合金 ) 6 U' D' ^, }& |$ `
2.1 第一位数：表示主要添加合金元素。 ( c1 m$ Y5 u, R8 d
. r8 F$ G) F# j 1：纯铝 , G9 w5 d. i% m! m8 \
2：主要添加合金元素为铜 . p2 Z; e1 z, O! H5 F4 ^, ]
3：主要添加合金元 素为锰或锰与镁 - ]- y! U4 H( n6 n7 a1 L
4：主要添加合金元素为矽
6 y8 \8 \/ |: B9 ~# V 5：主要添加合金元素为镁 5 \; j2 `! c/ j% _2 S& a
6：主要添加合金元素为矽与 镁 0 N y a- u' Q0 c: x* X+ O
7：主要添加合金元素为锌与镁 1 N, S/ n/ b6 y7 q- y6 ]$ q; F
8： 不属於上列合金系的新合金
2 o3 C) u! Q6 H# m; D2 z& z v 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 % a6 g' u. o& _5 ~/ ~8 C
0：表原合金 , d; M6 M, a. R4 i2 Z9 M8 _( F
1：表原合金经第一次修改
+ s% A8 V% K1 ` 2：表原合金经第二次修改
1 b1 Q9 o! e2 Q- I9 w 2.3第三及四位数：
; q$ D! j- t3 o. Y
+ R2 n6 b: ^/ [ B 纯铝：表示原合金
1 j/ `3 e: B' K2 N 合金：表示个别合金的代号
( U: X6 {! Z F% w4 V1 M8 ~ ＂-″：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 " f) V( B7 N% R, l6 J! \) \9 C- t+ V
-Hn ：表示非热处理合金的链度符号 1 T0 j& r' p8 e' i- F6 H2 P
-Tn ：表示热处理合金的 链度符号
& ?, C4 v! b j* m* }6 y9 \+ r+ N4 W, |- m7 ^7 f; ?
铝及铝合金的热处 理
- Q/ |+ E0 `0 E
# T1 ?" n( F' i# B; b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 , |& W6 P" i+ n) u* g
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 6 p3 p! H7 G% n. G3 j
之为调质，调质的结果便 是链度。
0 }. J, M" Z2 P; @, }4 _/ Q
$ r, g6 t6 g C5 `4 n7 Q0 u3 J链度符号 定 义
1 l$ A% i. c& N& EF 制造状态的链度 % C; O9 y# C& m& |5 X& U8 a
无特定链度下制造的成品，如挤压、热轧、 锻造品等。 6 B5 |/ ^8 S$ @, r; s# Q, Y
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。
. m# [! X3 c- T, c4 I) ^O 软烧链度 : x1 C% H, T, U Z" N& A( e
完全再结晶而且最软状态。如系热处理合金，
+ i/ @ E8 G2 X2 o n& e则须从软烧温度缓慢冷却， ! d6 k6 z% B* x/ f$ y- B2 g
完全防止淬水效果。 : F1 E1 S d0 n
H 加工硬化的链度
, p5 B+ r" A1 N( h$ P$ Z0 rH1n：施以冷加工而加工硬化者 8 p( s2 q0 K! E5 K& P5 _4 S; E
H2n：经加工硬化后再施以适度的软烧处理
6 q- m9 L$ r& b( fH3n：经加工硬 化后再施以安定化处理
, m. n3 {+ U6 ~# l; r- H" Kn以1~9的数字表示加工硬化的程度 , f0 r+ I t: E" X, [! d$ N4 t- h
n=2 表示1/4硬质
. o8 _# R' ~ U* Sn=4 表示1/2硬质 ! q3 s5 h- ]7 @* w0 Y! Y
n=6 表示 3/4硬质 - R& G) R* I* @- Z
n=8 表示硬质
/ l( {$ {3 S( x5 t' K; l$ tn=9 表示超硬质
0 s. b4 \8 _3 j, i! W$ Y7 ~T T1：高温加工冷却后自然时效。 : q3 b1 E4 `7 I/ m# 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 8 T+ f8 O! q" O$ ?7 I* ~3 q' Q
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
& ^& a2 A0 P3 P% R+ m! d( c7 u4 ^ 有淬水效果的合金如：6063。 5 R7 ~) D. H+ L: Z) z7 m
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
, g7 l6 O7 z7 \# g# x& c6 h 度。 7 G8 M# |" `( J& x& [- y
T36：T3经6%冷加工者。 : B9 V9 _' v. N- O
T361：冷加工度较T3大者 。
: Q X7 w3 h; K @. f1 u- oT4：溶体化处理后经自然时效处理。 ' P( b1 z, z4 N; O0 z& S
T5：热加工后急冷 再施以人工时效处理。 * j" W% [+ S' }- ^: U' V$ S
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
; Y T: P6 |( D2 R 适用於热加工冷却便有淬水效果的合金如：6063。 * j! l9 I j) p* [# e) D+ z
T6： 溶体化处理后施以人工时效处理。
8 {/ l# Z! a. D/ P 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 ; Q2 d3 o: x& ~& f- Q
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 L. R" m9 q$ s f4 h/ `0 o
冷加工，如不保证更高的强度时，亦可当作是T6链度。 $ d" u1 a7 O* l: c- c4 A) y; O, B
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
% _) N: B8 R( F) j" ~ 目的在防止发生变形。 / P" k1 F9 V& F1 k8 | d K. w6 F
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 $ Z; ]- r$ O: T9 x: r
间较T6处理高或长)。
" L1 M! x2 B* ^- a( i1 s 其目的在改善 耐硬力腐蚀裂及防止淬水时发生变形。
, F4 t* E% N2 ?" dT7352：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 I: u1 Q6 J+ N v, K) w 时效处理的温度或时间较T6处理高或长) 。
2 Y0 C$ D- l) w2 g) s, @4 L* y 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
) n' ^+ S& \& M" E' p) X: d 形的压缩加工，以消除残馀应力。
$ U- r Z' f% _ 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
, r/ B9 K; q# G5 a& y7 f( z 面减少率为3%及6% 各为T83 及T86。 # X/ h6 [7 ?: J3 }- E" B
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
* J: Q) V: A# v: m( {7 f- u 的目的在增加强度。 ! {% b, K' U8 Q4 L$ A4 _8 B
二、软烧处 理：
. y# [$ d9 i; ^. b4 D2.1目的： $ Z! @7 h6 H7 H% n! 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： 2 x7 L0 f0 [, ?4 }0 D1 n: U: z- F/ [
# q% G; u6 |# u7 G% a; W3 m: A5 k 铸造→热加工→冷加工→材料成品 9 J9 E. k- W6 P. {- ~4 ^
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 ( E$ _$ F6 {! m! y" x
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，
* E5 }9 |' W" \1 Q# |! U6 `# N5 o7 W3 J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。
+ h2 ] f# J. _/ g' S' d8 G
, I$ h8 b, Z5 ~, Q+ t* I! |2 I2.2分类：
^% t1 E8 D1 d! g由於软烧条件的不同而分： 9 m2 e0 ~% z% A' L
$ K9 S. K4 @$ Z( K
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，
) a& e1 ?' q. }9 \实际温度则视强度而定，强度愈高 则处理温度较低。
' I: e/ O. Q# v6 V! E4 Y) l4 M+ C9 o6 k: H2 d. z B [/ q0 }9 o" o
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
" P- k F" f% p9 ]全消除加工硬化，亦使强度达到最低的状态。 $ l. u% r9 O g/ s5 G1 x1 p
7 |. n. K' Q& J% p3 m a! {软烧处里就时机而分：
5 J( G& I* r& C! }# G' M; }7 @4 |9 g; T G
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，
/ y4 d: x( a3 Z* r) l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， 3 F0 x: T, f/ X# P, N b
及控制其组织状态，俾能适合於最终成品的要求。 7 _( z* \$ ^3 j; z! y
) C+ w+ d1 l- D7 E, p6 G8 c7 X8 E0 E2.2.4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。 + [: g( ? u6 U1 q2 |# X2 ]
! h7 p( t( K. X
/ }& G; j, k7 u$ R# y- H
加工常识
% X# R3 y1 E- A+ S% s5 c' A9 |$ z) y5 F- R! B
一、铝合金成型加工通常出现 之缺陷：
# g9 e2 A1 O$ e6 x& J( w: n+ F缺 陷 原 因 改 善 对 策
. b3 ]$ }/ R2 F6 |/ k' m# n ● 胚料有瑕 疵 : @' i, d* {. B: S* A4 \$ q! i
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 1 }& k5 e+ t% P2 Y* s! @
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) & M; G; p1 f- G) x
工具有瑕疵 ) L2 t# x; T" z
1. 引伸一开始，空心壳之 " R$ y; d7 u3 r
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。
' j! [* N* ]- [% X8 d2 _2. 引伸末了，空心壳之底 + K4 V. S- d# R
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。 ' O3 k5 h* K) ]4 Q( N8 L6 B2 y
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。
# k2 ?% j! B, C6 o! M: X; ^: C4. 成品边缘有锯齿形，壳
5 T9 ?9 J. X% ~2 C/ r- 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 ; z. R5 c9 q$ v2 m2 c* P3 {" k2 X
● 工具或机器之调整不常 瑕疵 2 o3 U. K( t/ y6 c9 G9 ^3 P5 x
1.凸缘上有皱纹。 1.胚料架压力太小。 1. 增加胚料架之压力。 3 E5 v3 x# J$ q* I% N; v( c# G
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
: q8 e& I5 [) w( m9 f6 r. ]* _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。
) ]! o `9 L. h1 c4. 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。
# J/ S3 ^, c! Q二、硫酸阳极处理通常出现之缺陷： + y) t+ K" D8 M* i7 ~
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 : l* }' _7 D4 H0 ?$ w# ]: X2 L* w. b
短路。 1. 放置工作物於处理槽内
& I# ~+ j7 G% J+ V* O( `2 | 时，注 意与阴极之距离 7 W: A" r! J& Z+ x& [ t
，避免发生接触。
4 M3 y- \" c# |7 {- k# k) u1 M2. 工作物彼此之间接触发
' [ ]4 O4 F4 a: f! q9 e 生短路。 2. 加大工作物间距离 。
3 V. W) A8 d1 V- h4 c4 _3. 工作物件和夹具接触不
6 o/ `- `6 S; R7 ]+ a 良。35 3. 夹具使用前须加以清洗 2 H* f3 c6 `+ p9 W; n b; \; L
，与工 作物间须夹紧。
' G( w6 r4 |1 b% f- ^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
: k! `7 {" F) ]5 y/ o2 C 行搅拌 或开动冷却设备 9 \" _# e1 f% \4 r) m# c: ^' m
，并控制温度差在±2℃
6 [6 l: {5 t4 O! M' w \, f 内。 ' t. C- F, o+ g
2. 氧化处理时间太久。 2. 缩短氧化时间。 0 ]3 D$ W$ p2 A
3. 工作电流密度太高。 3. 降低电流密度。 % ]4 h, r. S3 i* T: ?& c2 y
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 0 K* ?( O! ]' N) o
触不好令铜沉积在铝表
: P {7 Z) [% V 面。 - ?( e. e, f9 @* `3 f5 B: [
1. 改善导电棒与夹具的接 & F1 I8 j c& q
触，材 质改用铝材。 . \+ x- p" n1 ~2 e" l
) n* s7 q: n |& }) i
2. 接触中断，如导电中断 2. 加强氧化过程的检验。 # S1 s: c) V* @/ O, w3 G
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
% W7 q. I: n7 ^5 d 无给电 ，或断电后又给
& w; @# `# `. r" n0 j 电。 1. 经常检查纠正与电器维
. U$ b9 c& O0 q1 V% o 修严格 管制处理时程。
f. N+ X: B2 i/ f0 K7 U4 P2. 硫酸溶液内溶存的铝业
. X7 f2 t/ t2 H- |' d( n0 z' v; t 增加导 致氧化膜的透明
" u3 b2 _7 u$ {: w& \ 性变差，最后发生烧焦
U2 D/ r5 l n# y! Z) L 现象。 2. 检验处理液中的铝量。 ; c4 e) \6 h& y/ R) S: C# Z$ g
2.1 硫酸液 中含铝量以1gm/l ) [% y7 M+ }0 ^6 q0 n+ E
左右为宜。
& r+ K) i5 U/ {0 ]/ ? S$ K2.2 新液则添加12~13 gm/l
5 M) A Y3 q7 V+ l( V0 ~- ^8 _ 的硫酸 铝。 ) |/ H8 M8 l# O* t
氧化膜有黑斑或黑条纹 1. 电解液中有悬浮的杂质 / }' r; q. \( y/ n
1. 清理表面悬浮杂质。 & a2 A4 I" u8 M: e5 }
2. 工作物件表面有油渍 1 v b! b* }3 E& ]: f: [9 S: \8 a
或其它污染物。 2. 彻底纠正除油液成份；
3 g8 A8 C! v- R4 n" k 确实执 行前处理。
* S5 u4 ~3 g% [* o& A- Q3. 电解液中含铜和铁杂质
% T# J% k1 J: O% Z 太多。 3. 分析后除去并定期更新 7 B6 r# ^8 D: S
部份电 解液。
# ? D# b' W; B# g4. 电解后工作物未洗乾净
5 C0 [8 V; O* }# ^2 Z% b+ e' l 就进行封孔。 4. 电解后工作物要立即清 ' c9 X5 ?1 V/ m6 O2 v; E7 g
洗乾净 ，避免处理液或 ! m! A' m9 C9 {$ G. Q
杂质残留於氧化膜表面 0 f+ g* D, v1 |, C, J
氧化膜局部表面被腐蚀 1. 氧化后氧化膜上的电解
# @) o2 _/ p0 [/ L2 f' z 液未洗乾净。 1. 加强氧化后的洗涤。
3 l8 u* X2 y, ?+ d2. 深凹处藏有电解无洗乾 $ l* C8 Z9 o( _, t' M
净。 2. 均加强氧化后的洗涤。
6 q, P" Y2 D% Y( }9 x3. 电解液无洗乾净就进行 2 w a- S' v+ d2 F$ R, n
封孔处理。 3. 均加强氧化后的洗涤。 ( r9 F3 {5 i8 T) D9 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 - f x$ \5 S4 h
短。 1. 改正不适宜条件。 ; o2 K' M4 F& R* x, _2 v! @
2. SO4-2含量太高。 2. 检查和校正SO4-2成份。
2 H/ z& e1 X- l9 J0 N% `3. 氧化膜太薄。 3. 增加氧化处理时间。 3 ?; d# u: ]8 |$ q
氧化膜厚薄不均 1. 工作物表面附有污染物
# ^4 @( {3 z n8 G. u# X" k 未清理乾净。 1. 前处理须彻底将表面洗 ; W$ @8 Z- D2 Y- F
净。 . |/ f* z W3 F. u! ?
2. 处理槽内溶液搅拌不够
/ [$ J8 E! ~( }2. 加强搅拌作用。
5 d; {- {6 g# W+ H# \0 x& G9 z3. 电流密度过高。 3. 一般硫酸液阳极处理的 " ^" r( J( ^# j: F6 x
电流密度以1~2A/dm2为 , q# _1 w+ _" ~4 s, ]) k! e- ]! U
宜。
$ s7 K4 }; v l- y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。 ) \4 o6 {7 B2 A( A' K0 C
2. PH值不当 2. 调整PH值。
% }1 i* L# j# a( \! P* e3. 溶液氢氧化铝太多。 3. 更换用水。
a7 O, J. C2 `. @: E8 f三、铬酸阳极处理通常出现之缺陷： / O! S) O2 s% h/ M3 R/ x" |" X' f. j f
缺 陷 原 因 改 善 对 策
& ^0 u0 U! G! v. C& [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。
) z7 t" H/ N/ `3 b2. 零件和阴极接触，零件之间 彼此接触。 2. 设法消除避免接触。
0 ]/ O1 n4 E8 ]. o4 M3 o6 n3. 电压太高。 3. 降低电压。 + u, G1 k2 `2 V) q& @! O5 x
零件被腐蚀成深坑 1. 电解液中 CrO3 含量低。 1. 调整增加之。
' Q: d6 U& J6 |" y$ X) t3 l! ~- o2. 铝本身有缺陷，合金成份
- S7 ?% V- k( B5 h9 F7 |不均匀。 2. 更换材料。 " N5 X V: A. ~
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。
, r) A4 k T' }; p3 c* @* L2. 氧化时间短。 2. 加强氧化时间。 1 e: x7 N- a+ m; S" j1 ~, c% E
3. 电流密度小。 3. 调整电流密度。 / j# N6 U8 ]& C1 q/ y9 P% N, k* b
氧化膜上有粉末 1. 电解液温度高。 1. 调整之。
; p9 w- o( S! g$ h, z# U9 y$ p2. 电流密度大。 2. 调整之。
8 @ S7 t7 n; a9 p0 E膜层发黑 1. 工作物件上的抛光膏无洗乾 净。 8 Q5 \3 R7 G+ K9 P
1. 加强氧化前的洗涤。
, L" q+ z2 q' c0 @9 Q
# { C. z3 w. k4 q7 Z2. 原铝材料本身有问题。 2. 更换原材料。 $ k4 f0 }" f6 r" }2 r3 r6 `+ H
氧化膜发红 1. 表面准备不好。 1. 改善准备工作。 ! ?8 ? Y" ], }# U$ [3 E E
2. 导电棒和零件夹具间接处不 良。 2. 改善接触条件。 ' u9 A6 }0 Q4 \* `& i8 g9 B: }
四、硬质阳极处理通常出现之缺陷：
3 v, t0 V' d2 \, L4 P: w缺 陷 原 因 改 善 对 策
0 z5 K. @. G! L3 r' g氧化膜的厚度不够 1. 氧化的时间太短。
1 p+ T; [: p; s; o5 I, q8 _6 _1. 增加氧化时间。 . Q. |* y6 P) d
2. 电流密度太低。 2. 加大电流密度。
2 k5 W E# o$ ?. Z! `3. 氧化的面积计算不正确 3. 正确计算零件面积。 ) o& @/ w$ k/ Z! c7 _
氧化膜层硬度不够高 1. 溶液温度高。
7 `/ t B0 P/ N9 S1. 降低电解液温度。
) H0 a F" i$ p2. 电流密度太大。 2. 降低电流密度。 0 l% F; k0 I, k5 i
3. 膜层厚度太厚。 3. 缩小氧化时间。 ; y) [* t1 \/ z+ b0 r* A
氧化膜被击穿并烧坏工作物 2 D4 |9 f \/ D+ Q
件 2 l9 n! Y( p6 n. H5 K4 f
1. 铝合金中含铜量高。 1. 更换原材料。
$ C6 U- u4 T3 c" Y J6 Z2. 工作物件散热不好。 2. 加强电解液搅动和冷却 , `2 j" H7 C+ |; e, r& s5 Z) T. X
3. 工作物件和挂具接触不良。 3. 设法使接触良好。
, j6 M2 c+ X1 K Q7 G& s" n4. 氧化时给电太急。 4. 注意改善作业过程。 |
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