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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( C; q# [$ R1 t! [% l$ p
: @" L4 Z; p' ]- X+ M6 M; w6 ^
一、分类 ：展伸材料分非热处理合金及热处理合金 3 u( j2 R, u% r& W) @
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， ! Y( a( c, N1 V( Z8 r6 N0 c
铝镁系合金─5000系。 + u4 O e. |( Z0 X6 b4 n: ?5 z
& d: Q `3 \1 @7 q& x( \2 ~" M% j
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
" V$ T. F" q( V6 ?4 p 金─ 7000系。
) J! B4 U& ]7 y( Q( }; f
( ^0 ~) q) o2 b" ^2 _/ B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 ) }* H3 V6 {( g6 L% _
例说 明如下： 1070-H14(纯铝) $ d/ c: j. A* t" c$ h, U2 Y! C
2017-T4(热处理合 金) 6 x+ l! M" [$ t) O- v* k8 ] N0 ~
3004-H32(非热处理合金 ) / _9 @9 m" N7 x7 S! f T4 B9 H
2.1 第一位数：表示主要添加合金元素。 3 _ E" s9 \' `. B2 ~
/ d/ m$ J' h3 z
1：纯铝
" V1 Y+ {) O2 A. c( s9 z5 v 2：主要添加合金元素为铜
6 n2 l/ T4 ~$ s j/ k( d 3：主要添加合金元 素为锰或锰与镁
3 X$ X4 e) e+ v! i. | 4：主要添加合金元素为矽
- X0 F! |0 m/ O7 z* X! N. o 5：主要添加合金元素为镁 + _% X6 M0 |8 g2 ?+ {
6：主要添加合金元素为矽与 镁
; T* M* y" L1 |/ V6 J8 I 7：主要添加合金元素为锌与镁
/ x# E* x) m" E! f- f 8： 不属於上列合金系的新合金
4 w4 A! A% e# i% w4 ` 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 0 I# y( d( y4 R' D2 t
0：表原合金
9 s9 F& c5 h2 W 1：表原合金经第一次修改 ) v; l) k ^; t6 N0 R7 j
2：表原合金经第二次修改 9 m$ r4 v( K0 `' H7 m
2.3第三及四位数：
/ H5 A T4 v& |0 ?- F$ Z; l, N& S+ C5 V
纯铝：表示原合金
9 w9 A8 k% N9 V' Z0 G5 T 合金：表示个别合金的代号
( N2 `2 V) p$ u1 n1 m9 m/ P' r6 R- k ＂-″：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 5 y8 H! u @# x+ R) s- ^
-Hn ：表示非热处理合金的链度符号
" \9 f2 D3 Y) i+ l -Tn ：表示热处理合金的 链度符号
# D' Q3 y6 v+ `' K+ R% W2 t7 h" e' f# c$ S: u
铝及铝合金的热处 理 2 V' j- \$ {/ A; `+ z
" ]1 z& N8 ?1 I" h; V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
6 _! Q% h( }* z" v) E7 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 # I7 ~. V- i# D7 J+ r
之为调质，调质的结果便 是链度。 3 L- ?0 [. i$ r5 {- s; e
O/ O9 X! V0 Z; @ f
链度符号 定 义
4 h. g: ?, `. X3 O8 gF 制造状态的链度 ( m# J; @- K5 } t
无特定链度下制造的成品，如挤压、热轧、 锻造品等。
, Z0 x; t; c- l& T% E Y: CH112 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。 / ?4 L% N8 ~! w) Z# v# H
O 软烧链度
1 ]" p8 t! X" W4 ] a2 R2 R完全再结晶而且最软状态。如系热处理合金， # D1 X0 Z; z/ i" ^" T" u
则须从软烧温度缓慢冷却， - f) B. }9 N- g* v) G/ T
完全防止淬水效果。
) F6 a* a$ ^3 H, \2 h( cH 加工硬化的链度 3 N; E2 G7 c% v( V
H1n：施以冷加工而加工硬化者 5 s" v6 ~ g N" `2 @. f+ J
H2n：经加工硬化后再施以适度的软烧处理 + j/ u& Z8 ^- M# t' [
H3n：经加工硬 化后再施以安定化处理
D/ O# f- b4 [n以1~9的数字表示加工硬化的程度 $ X! g3 t/ T$ D% I) e
n=2 表示1/4硬质
2 q% j. ?3 C' A3 h1 e" En=4 表示1/2硬质
7 O! W8 w) f8 b' m* tn=6 表示 3/4硬质
1 `& K- j$ r" x/ n& pn=8 表示硬质 : I# `4 P) t1 z8 r( ^$ `( `
n=9 表示超硬质 - U) V) O. B# H- ]8 `9 d8 Z
T T1：高温加工冷却后自然时效。 . K/ v/ H; Q4 J1 Y* h
挤型 从热加工后急速冷却，再经常温十效硬化处理。亦可施
4 o- V" V( q- S% d! V, C$ J 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 / m i! f7 s# D0 r9 R
有淬水效果的合金如：6063。 2 Q6 n8 ~8 X7 v; t0 l* _; Y
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 D, Y; l2 T% l6 C& d
度。 - Q1 C0 B% ?5 p4 y- ?$ f1 d
T36：T3经6%冷加工者。
/ D2 m5 O" A& LT361：冷加工度较T3大者 。 1 x( g( e2 R2 {9 o3 [/ s& K
T4：溶体化处理后经自然时效处理。
; C* S b, J1 ^0 uT5：热加工后急冷 再施以人工时效处理。
1 ], o1 ?. o! G% C0 B2 p8 L Y, B5 C8 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 * e( i. }5 k" L7 t5 z
适用於热加工冷却便有淬水效果的合金如：6063。 J& Z. D; J1 u1 K% e. Z1 I+ S
T6： 溶体化处理后施以人工时效处理。 % `$ p/ c6 l1 D' T$ Q. z
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
! v! U* m. @9 z2 L; e$ v0 f6 N 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
( T) U( N E2 ]5 V* n' y; v2 } 冷加工，如不保证更高的强度时，亦可当作是T6链度。
1 G' F* {8 X; J7 s- s! dT61：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 # R" H. F5 w% R% K' }( a0 c$ H
目的在防止发生变形。
+ Z, O: v8 n( U7 l4 a5 O7 b' w. zT7：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 I% t o1 c2 p. i5 q 间较T6处理高或长)。
- f! d+ C# D6 ~! l8 s0 w 其目的在改善 耐硬力腐蚀裂及防止淬水时发生变形。
3 s4 h" g- v8 `. ^& h# N1 y aT7352：溶体化处理后除去残馀 应力再施以过时效处理(亦及人工
: i/ z, U) }2 J) G 时效处理的温度或时间较T6处理高或长) 。
8 u5 D' |& R" }4 H 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; m: O7 h- p# ? 形的压缩加工，以消除残馀应力。 2 H8 s$ u0 E8 |4 P, L$ Z( H/ h
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 M0 U3 D! F$ x, E$ R! [% b 面减少率为3%及6% 各为T83 及T86。
3 m( ?, c5 {9 @+ 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
- A% Q% v+ \, T( ?, _/ { 的目的在增加强度。
/ X# T$ H! G K8 e, J. [1 {/ k二、软烧处 理：
" R% @& l: [% m. m4 C2.1目的：
3 b7 I7 q# s. I. f9 Q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： $ i* K ^. ^7 t! I6 Q' P
9 ?$ ^! N2 i/ b0 @8 a3 e) u) l 铸造→热加工→冷加工→材料成品
) K% U4 d4 R+ R# X& t- {5 g0 I, _ 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
, H0 d# T. i& u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，
: u9 w/ s5 {0 z( J4 M M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。 1 D; a! W3 X o9 d3 O [, M
4 B) {5 @9 ^% V; e6 L' W7 T2.2分类：
7 x" ?9 O( \ J( o由於软烧条件的不同而分：
7 I* [/ L& M% V8 a" V6 r4 J, ~, s$ V
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，
' u. d( ^- t2 v' b& y4 {实际温度则视强度而定，强度愈高 则处理温度较低。
. B% y" Q$ e( d' W8 B6 T7 I& T* U( K6 W- d/ S
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
0 m4 [" R( V% [全消除加工硬化，亦使强度达到最低的状态。
, y+ j# w+ a' N; q0 M& T* g7 L* j9 L2 A* F0 f; ~+ X! n
软烧处里就时机而分：
' }: i- v" K7 x* m. ~6 o1 l- m$ e0 s) C! h# o `: O4 {9 Q
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， & ?' s3 v& G+ _6 L9 B( s) Y# a+ x
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， " m. e* c" X% o* i- Q5 ~% |
及控制其组织状态，俾能适合於最终成品的要求。 1 x; C2 Z4 w% d4 R% I6 e
6 y( @+ ?- [+ O' _6 v3 o2.2.4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。 4 ]( G& |) M3 F1 P1 a3 S
9 H! P/ p, W9 `# k" E: V7 r% t! x( W3 i" e% q C) j
加工常识 , ], Y, _4 R. R
# P8 K0 X0 M3 ]0 n一、铝合金成型加工通常出现 之缺陷：
. k6 K @8 e* B- s0 D! |缺 陷 原 因 改 善 对 策
/ N2 E4 ]# e9 z7 |2 Q+ B& C ● 胚料有瑕 疵 7 q4 ^ t2 H2 P* G
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 b4 T4 B' x2 R( `$ \2 i2. 起耳状物 2. 机械性质太过平均 2. 退火(如不致生晶粒生长) 4 m$ i- t0 ~1 L9 I' _6 ^, a
工具有瑕疵
1 L7 p9 B j4 Y8 p( D1. 引伸一开始，空心壳之
7 u, w4 z8 M+ r% m6 h 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。
0 X' |/ \9 T5 g3 u& q7 t$ x2. 引伸末了，空心壳之底 ( v3 [4 X u- i+ I3 `, [
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。
( o- g$ e$ t/ c/ {! M |( o3. 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。 8 v! I4 ^( {) o2 X6 S) [7 r
4. 成品边缘有锯齿形，壳 % z- w5 ?- J& ]* p- `' R
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 ( e8 T1 s6 K g
● 工具或机器之调整不常 瑕疵
8 Z& M4 Q, f6 q3 {4 M/ u1.凸缘上有皱纹。 1.胚料架压力太小。 1. 增加胚料架之压力。 9 s" C/ B8 [( j4 o+ |
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 * y1 r7 [, \& `4 Y5 f( z& S
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。 - ? b) a8 T( W6 N
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。 ! C7 `" J0 ^. @5 {# e* C
二、硫酸阳极处理通常出现之缺陷：
$ l P- K& Y4 Z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 6 z4 N# [4 n# _/ Z3 @% ?' C7 U' D
短路。 1. 放置工作物於处理槽内 1 z( \6 f# e6 Z3 s
时，注 意与阴极之距离 ( A% n$ L4 u, p% D4 i
，避免发生接触。
9 U$ H& ^7 ?6 i1 h) l7 @/ o2. 工作物彼此之间接触发 7 v! p0 I# u% q1 E
生短路。 2. 加大工作物间距离 。 5 t" B1 A! @8 E
3. 工作物件和夹具接触不 8 [' ]" |' s4 ]- D
良。35 3. 夹具使用前须加以清洗
$ K7 n( ?5 F5 i ，与工 作物间须夹紧。
- H( H! y5 ] D% I9 `0 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
/ o2 R. }0 J9 u. ? 行搅拌 或开动冷却设备
$ _0 V2 O4 O" N+ Z3 k9 ^! u ，并控制温度差在±2℃
- e9 z8 K2 ^1 E7 o 内。
% ~# p3 v/ {4 u2. 氧化处理时间太久。 2. 缩短氧化时间。
# x9 H' _$ ?9 R D8 [ q3. 工作电流密度太高。 3. 降低电流密度。 G0 `: l J: O
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 & m# `* T4 \& h5 h9 J$ z% n
触不好令铜沉积在铝表
3 g5 O# }5 T- g2 Z 面。 ! }9 o# y. P# W. o/ k: Y
1. 改善导电棒与夹具的接 ; P* Q/ U( T1 a5 `4 r
触，材 质改用铝材。
5 J" P( S, F9 ~. @) a d# U, s' L! x# ~1 k, o& i# ?6 a
2. 接触中断，如导电中断 2. 加强氧化过程的检验。 # p4 {3 N4 } {- @$ 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
, H3 B! Q3 O5 X! U& a" q( Q 无给电 ，或断电后又给
5 J6 d: ~ a/ A( l 电。 1. 经常检查纠正与电器维
4 _6 v, |4 h% b# M$ J' c4 C 修严格 管制处理时程。 9 {* T3 _( V( v+ `) _7 a# Q
2. 硫酸溶液内溶存的铝业 ; q4 B( [8 x" m
增加导 致氧化膜的透明 . m4 j1 @& n" M% a3 n; Q) d
性变差，最后发生烧焦
$ n$ g; I& g; p/ [6 m& P% X 现象。 2. 检验处理液中的铝量。
9 Z/ `' `7 q+ a* t; t2.1 硫酸液 中含铝量以1gm/l 6 X$ y8 I; ^( @0 r# f
左右为宜。
0 ~) |9 h4 w: H6 o. s2.2 新液则添加12~13 gm/l
0 h/ l: J) s( }8 U, X 的硫酸 铝。
7 I' I! G$ Z6 I3 \氧化膜有黑斑或黑条纹 1. 电解液中有悬浮的杂质
6 _/ y$ Q- W6 c! @/ b4 |& F# |1. 清理表面悬浮杂质。
' F6 F. X/ V; d6 u. ]4 v0 M" S' S2. 工作物件表面有油渍 1 n& s% J3 ?7 f* }; y- A
或其它污染物。 2. 彻底纠正除油液成份； + e, q& n/ F. b
确实执 行前处理。 " E/ D- J- }/ v, n) V3 m. q
3. 电解液中含铜和铁杂质
/ x5 R. Z/ O/ {' r 太多。 3. 分析后除去并定期更新
& R2 X( k8 @. b# J5 q- v 部份电 解液。 0 a! n0 w' s8 w1 h
4. 电解后工作物未洗乾净 " U" {5 W4 n" k, S: c
就进行封孔。 4. 电解后工作物要立即清 $ D6 {8 U# R8 v) r1 U5 ], [: \
洗乾净 ，避免处理液或 # S9 K' O" {2 N, l
杂质残留於氧化膜表面
6 E- M2 O; v1 c+ b氧化膜局部表面被腐蚀 1. 氧化后氧化膜上的电解 : K+ h6 k) q( K: \4 _$ P! c6 O. W
液未洗乾净。 1. 加强氧化后的洗涤。
, d% \( w( ~( [/ i3 y8 ?4 v2. 深凹处藏有电解无洗乾
5 Q u2 ?" C% v7 s2 I 净。 2. 均加强氧化后的洗涤。
6 `- M; |# p3 {) p; E7 G* u) L3. 电解液无洗乾净就进行 ' i1 n( i8 r; Z. [' h
封孔处理。 3. 均加强氧化后的洗涤。
3 \$ V. p: G4 H: E经重铬酸钾填充后氧化膜色淡 而发白 1. 溶液温度低，填充时间 4 o( o( `9 }& v3 O3 c
短。 1. 改正不适宜条件。 4 q) Y1 f; \) u5 |9 r
2. SO4-2含量太高。 2. 检查和校正SO4-2成份。
: }6 _" v: T) c3 J! i/ ]+ U! x3. 氧化膜太薄。 3. 增加氧化处理时间。
- n- L) c. }* ?氧化膜厚薄不均 1. 工作物表面附有污染物
9 m; r, P/ P6 r9 L5 K; V, X 未清理乾净。 1. 前处理须彻底将表面洗 9 k7 J+ ^0 s! G
净。
. B8 a8 ^; c9 Q* L2. 处理槽内溶液搅拌不够 1 N, w1 g( M# R/ A
2. 加强搅拌作用。
6 Y3 s) ~& U- x3 e3. 电流密度过高。 3. 一般硫酸液阳极处理的
" m1 i" {2 A! o. p+ K0 u; Z7 `. a 电流密度以1~2A/dm2为
' j" q( `7 S. n' A( J6 v& M 宜。 0 ], t, t2 N! 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。
. ?- n7 k7 B! W% G9 d2. PH值不当 2. 调整PH值。 8 z( r3 j6 L# n/ T4 j2 j! E
3. 溶液氢氧化铝太多。 3. 更换用水。
8 l0 l7 n; a' e Z: u( ?3 s三、铬酸阳极处理通常出现之缺陷： 4 F2 V6 q* B" C6 G( k" ~4 v7 N
缺 陷 原 因 改 善 对 策 0 y, \5 b. O3 e: K# G p
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。 2 [# J8 K; \& b' h: ]! \
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。
9 M0 Y' c! \" a1 O3. 电压太高。 3. 降低电压。 / q7 Y7 k" L7 f! Y
零件被腐蚀成深坑 1. 电解液中 CrO3 含量低。 1. 调整增加之。
0 u e3 ^7 A" `. k& z9 p2. 铝本身有缺陷，合金成份 ; L7 e1 y* ~ N$ x1 Q# c# q: p
不均匀。 2. 更换材料。
/ j+ x! W1 b8 J( Z: c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。
8 n* t" v& l: y9 p) ^+ s2. 氧化时间短。 2. 加强氧化时间。 ( S2 B+ ]& x5 Y% M6 G: l
3. 电流密度小。 3. 调整电流密度。 & U8 Z, t8 M; a, v4 ?5 L
氧化膜上有粉末 1. 电解液温度高。 1. 调整之。
! Q7 r* { |6 ~; r( x: k5 M5 F3 E- ^( ]2. 电流密度大。 2. 调整之。 ! a, e' R I9 v; I) S0 P, ^
膜层发黑 1. 工作物件上的抛光膏无洗乾 净。 1 `! c0 P; W5 K u; @
1. 加强氧化前的洗涤。 / q+ d% n( `* a) r6 S
8 z- k5 s' r" `2 M' q% ~, t* w) O2. 原铝材料本身有问题。 2. 更换原材料。
3 ?; X: S, _& |* M! [氧化膜发红 1. 表面准备不好。 1. 改善准备工作。
) V# F# Q9 E$ h, D0 q2. 导电棒和零件夹具间接处不 良。 2. 改善接触条件。 . G0 N+ J% O( e: A" |
四、硬质阳极处理通常出现之缺陷： + t; J# A) D: |0 C
缺 陷 原 因 改 善 对 策 2 w/ [4 K; Q" ?# @
氧化膜的厚度不够 1. 氧化的时间太短。
% f. ]) R5 L+ e. X. D V6 Y+ o1. 增加氧化时间。
/ ?2 \7 U& \% Q1 n* V% p2. 电流密度太低。 2. 加大电流密度。
) z4 f- r3 U" J3. 氧化的面积计算不正确 3. 正确计算零件面积。
Q& S$ n$ N% y6 n- {( L氧化膜层硬度不够高 1. 溶液温度高。 ) a( X' x' t. R- k8 b& N1 x' c
1. 降低电解液温度。
/ M4 @5 W, a- v ?: m2. 电流密度太大。 2. 降低电流密度。 & S; J6 J: }1 W: ^- L6 N& y
3. 膜层厚度太厚。 3. 缩小氧化时间。 8 h' d* M4 s9 k% H5 \0 O) p
氧化膜被击穿并烧坏工作物 ; F1 S( Q. e3 Q; C, O' ^1 T: y- K; N
件 - M* s5 Q% D A$ s
1. 铝合金中含铜量高。 1. 更换原材料。
& R. K9 V. P- f2 S8 I/ w. G2. 工作物件散热不好。 2. 加强电解液搅动和冷却 - S% N) V8 o7 c2 g) n: R6 V- U
3. 工作物件和挂具接触不良。 3. 设法使接触良好。 4 l/ r" |8 B2 x4 e
4. 氧化时给电太急。 4. 注意改善作业过程。 |
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