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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
0 A+ v& j3 T2 {( N$ w% G1 }
; r+ k% w/ U) E! }7 l* H一、分类 ：展伸材料分非热处理合金及热处理合金
6 N' K& P4 }8 e) A" R! e1.1 非热处理合金：纯铝─1000系，铝锰系合金─3000系，铝矽系合金 ─4000系， 9 U2 ~: t' t. ~# x; X D
铝镁系合金─5000系。 ; R4 g1 m/ b) T2 b: ^
; e4 c1 s4 W( `9 [6 m
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 S/ [8 j% b/ \6 x
金─ 7000系。 4 ^3 d/ F: M2 u4 t
1 _* F3 r# f/ j5 {. W, \2 H
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 9 _& G# m5 h, n; B
例说 明如下： 1070-H14(纯铝)
& l8 k# h0 i& I9 { s9 Y 2017-T4(热处理合 金)
4 b- P' h: F' E 3004-H32(非热处理合金 ) , V; s( J+ [$ C$ G4 c
2.1 第一位数：表示主要添加合金元素。
8 f& @! o: d/ p' o9 H
& o& |9 |" K+ s 1：纯铝 % A, w3 b3 a7 }! j( C6 k3 J9 G
2：主要添加合金元素为铜
- w( u# b4 C& f+ b 3：主要添加合金元 素为锰或锰与镁
: F l5 Q t' W2 l 4：主要添加合金元素为矽
. w! ?# s% H F* y# L5 Z4 q1 D 5：主要添加合金元素为镁
% T8 X2 f8 H) t 6：主要添加合金元素为矽与 镁
5 Q! [; F" M9 H# X4 Y, P7 o 7：主要添加合金元素为锌与镁 2 U$ C1 d, a% z7 s
8： 不属於上列合金系的新合金
) K5 R" ]7 N$ X/ [3 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
! Q* ~6 b/ v( v0 Z0：表原合金 + `& a* ~6 t$ i Z
1：表原合金经第一次修改
4 q6 |! P) y, V 2：表原合金经第二次修改
6 \) E% n3 }6 [' ^3 g6 I- v# x9 ?# w) f 2.3第三及四位数： $ i! i# @) S( Y0 H
% W& L/ M2 v0 m( }1 c
纯铝：表示原合金 * I$ e! r9 K! A, X5 d/ X* L
合金：表示个别合金的代号 1 _4 ~/ W% C, W3 l$ ]
＂-″：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 $ H+ p1 W6 |$ X& a
-Hn ：表示非热处理合金的链度符号 0 q& U3 a. q8 u! O0 C
-Tn ：表示热处理合金的 链度符号
7 Y& I) M8 X7 `9 n- A+ W- O4 n9 w& h# v0 o5 X' F, x: f
铝及铝合金的热处 理
9 q( `" x/ i [) n- K+ l6 a) C, c
4 F. n% ^2 ~, f f6 k# W8 E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 c4 z7 J% Z# i8 P/ b
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
7 v' w5 W9 ^9 D6 E" F之为调质，调质的结果便 是链度。 : P. q- E; j) g7 I
8 D* y; u. D! C! Z6 t1 d/ M. x
链度符号 定 义 * P7 P5 }/ s1 t3 `! c7 `% C# O( \8 K
F 制造状态的链度 $ w$ |6 x" Y; m' s9 @
无特定链度下制造的成品，如挤压、热轧、 锻造品等。
( m7 _6 o! M4 v6 F% |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。
5 @1 R# L: `4 y rO 软烧链度 # m8 `; J4 Y$ P5 l d" K1 N
完全再结晶而且最软状态。如系热处理合金，
, Q9 r" A( z% C2 N8 ]) S则须从软烧温度缓慢冷却， " ?# P" T& L- G
完全防止淬水效果。
5 }8 ]. ?1 y9 J l9 e- @, i. \- PH 加工硬化的链度 0 h) z7 A5 i0 E6 Q" N. M
H1n：施以冷加工而加工硬化者
) V( _! D" D7 X* L @1 v/ |H2n：经加工硬化后再施以适度的软烧处理
! b }/ U, L. nH3n：经加工硬 化后再施以安定化处理 1 ^) z3 G D! ?5 i& O
n以1~9的数字表示加工硬化的程度
5 F) y' Q" X5 @. [6 S. Sn=2 表示1/4硬质
0 E0 B3 M7 i3 S5 B8 y( jn=4 表示1/2硬质 + s& R5 j6 M9 S% C7 M8 D' w
n=6 表示 3/4硬质 5 |8 m2 e |( K% [' _
n=8 表示硬质 2 q+ ^# Z) F' f2 Z6 `
n=9 表示超硬质 0 Q/ t: _+ j+ O
T T1：高温加工冷却后自然时效。
) P/ j) y. P& a& E; 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
/ y4 E! t" i# z+ l 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
0 b" }7 W* H: y/ z0 U4 ^+ D, h 有淬水效果的合金如：6063。 % u$ i% j; `# t1 J$ O
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 7 n- V- n" U( J j8 r5 J
度。
( X6 X- ] P$ j5 s" \T36：T3经6%冷加工者。
5 J/ ]4 F/ j/ x6 N. T$ jT361：冷加工度较T3大者 。
& b7 A3 [: ], ^. P9 Q/ ST4：溶体化处理后经自然时效处理。
. }8 M$ Q2 k$ r* n5 A+ ST5：热加工后急冷 再施以人工时效处理。 5 ~, Y* r3 _" l! g( m1 X
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 2 H) m @+ x4 S6 D# b5 [8 I5 C
适用於热加工冷却便有淬水效果的合金如：6063。
* A% f7 g8 l, `; j8 I/ QT6： 溶体化处理后施以人工时效处理。 / |: L0 w% a) C
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
4 f5 j! v1 Z; ?2 v9 s& D 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
) X# c; e$ w- e7 l, Y: y$ D 冷加工，如不保证更高的强度时，亦可当作是T6链度。
0 b0 g" x. p( c: 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
, \, R1 \. v6 ?, } 目的在防止发生变形。 8 i' ]) `) Y! T# T7 R
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 A4 o7 I0 ]! u' v/ C) w
间较T6处理高或长)。 ! l4 @! c' ^$ G" H! `+ t4 F
其目的在改善 耐硬力腐蚀裂及防止淬水时发生变形。
! a, I* q; Q- L) `9 N% S- uT7352：溶体化处理后除去残馀 应力再施以过时效处理(亦及人工 * b' ]/ s, `1 P2 L" s
时效处理的温度或时间较T6处理高或长) 。
+ r, a4 V" V: g2 I5 u- Z 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 ' ?+ E3 f7 v2 A$ P( K/ D n v
形的压缩加工，以消除残馀应力。 ( ?5 ]5 B$ a/ E9 f
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 9 B* u: o; O7 j0 ~$ B
面减少率为3%及6% 各为T83 及T86。 ! r. m+ w* e: A. w) ]9 V
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
4 U$ k- @& b. p6 l 的目的在增加强度。
0 ~- P1 i6 f* k8 E. \$ n+ O二、软烧处 理：
) H0 z# a7 @. ^1 Q/ i2 T2.1目的：
" e C( v, i- [- u( S1 z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： 4 J6 L$ f. u. y6 I( f, V7 o7 A
! q" S3 m4 s( e8 T% K: M8 l$ H# } 铸造→热加工→冷加工→材料成品
/ i4 g- V. a& k- V 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 S. v) G8 d) D9 Z! S" U+ ^5 q
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， ; L8 ]) ?/ R* q: E
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 g( ]3 @4 g2 \
: m$ x" j/ ^ U$ ]2.2分类：
4 J7 W' h5 b5 R: m0 U8 m+ f4 u. v% M由於软烧条件的不同而分：
- o" k$ i$ g7 o" @% O8 u+ I5 \ n* U/ d9 m F8 D9 N
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， * @: x' y% R T% B
实际温度则视强度而定，强度愈高 则处理温度较低。 2 h& G! L/ @' B9 f% H
4 A/ o$ i( S/ |3 W E
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
& W3 V$ l, g# s) H+ J全消除加工硬化，亦使强度达到最低的状态。
$ n3 B: `+ @/ F- r1 u6 ]3 ?- j' [$ g$ f* E6 l: \6 a9 T& Z5 f" e \
软烧处里就时机而分： 1 M0 Q( A* x6 ]7 D
& [/ A. j) \3 n9 p2.2.3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， * M X; U R2 ^; 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， 4 C4 I7 W5 `9 u2 A' E
及控制其组织状态，俾能适合於最终成品的要求。 2 o4 ]7 r E0 D6 f7 h& b( o: @! f& j
7 L. }$ Y! G& @% _. l9 L3 s2.2.4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。 * \9 n5 \# @/ t0 m, j" a
/ ~0 D; N' N8 l; f8 c0 Z ]$ J
9 B2 s! L0 P) C. ]* C
加工常识
9 O- A' v9 K, I# T, R* g- Y7 x( s7 q: E% u
一、铝合金成型加工通常出现 之缺陷：
$ Q, Y- A6 L3 d4 K W- m: T" f缺 陷 原 因 改 善 对 策 + a0 p, x% b+ }& c5 V/ P
● 胚料有瑕 疵
3 r7 F a$ n/ a( I8 {/ b8 X1. 空心壳壁或凸缘之龟裂 1. 滚动缺陷(摺叠) 1. 改善品质管制
- s" K3 i- v# c7 u; \1 c2. 起耳状物 2. 机械性质太过平均 2. 退火(如不致生晶粒生长) * |& @, U3 `9 k4 V8 {4 }. `
工具有瑕疵 + W1 E1 A) o8 J* b$ \3 m i6 a4 M
1. 引伸一开始，空心壳之
) k( q# h0 \ k" u 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。
( F- v Q( v2 i& A2. 引伸末了，空心壳之底 ( K6 G& u8 u) x8 Z1 v0 ^# s) f
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。 2 @4 F: [0 c w5 s; _4 W5 ]
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。 8 y. A7 ~; J ?7 V& s! M; W4 ]- r
4. 成品边缘有锯齿形，壳
8 W& E, M1 J- e. p0 X F% u: ~1 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
% y; D1 o5 D0 R7 e ● 工具或机器之调整不常 瑕疵 4 Y! {( ?1 r' Q
1.凸缘上有皱纹。 1.胚料架压力太小。 1. 增加胚料架之压力。
4 @5 e9 D8 H6 x& l8 k2. 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
( \+ E3 |6 k* z; M& E% w# K+ R3. 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。 + }! I' j) A' h( z' I6 I: k
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。
' i. m, w' \$ L7 T: \- I二、硫酸阳极处理通常出现之缺陷：
, X. _" G( k3 q! p* F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
& m2 |3 o7 z! O2 B 短路。 1. 放置工作物於处理槽内
' n9 h! Z' F( r/ }* q! E 时，注 意与阴极之距离
( F* X+ f" v: M: l, X" L) I% k- C7 X ，避免发生接触。
+ B" x m3 s' Q2 Y3 y2. 工作物彼此之间接触发 " M- _) c* ?7 V! j/ f' F N, W& B. y
生短路。 2. 加大工作物间距离 。
( U4 f4 R' X; N. t+ I/ G3. 工作物件和夹具接触不 ( M4 Y$ j# m; c
良。35 3. 夹具使用前须加以清洗
7 ^$ K& A' m# T$ M; `' A ，与工 作物间须夹紧。 3 R; k7 V6 ?5 |- x* l
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
h: R" }: C- O9 K" D4 ~1 h0 I 行搅拌 或开动冷却设备
. g& k5 o0 u3 G0 D+ |8 d ，并控制温度差在±2℃ ) `1 F2 J/ E7 J9 {/ K* f3 C
内。
6 ~! Y7 B# C. w" j2. 氧化处理时间太久。 2. 缩短氧化时间。 0 I7 T; Q0 D7 [, z$ F' `/ e
3. 工作电流密度太高。 3. 降低电流密度。 : C) P- E8 y/ Z+ {
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
3 L2 i @7 C! D% v 触不好令铜沉积在铝表 $ u( `# x# I; b% L9 Q
面。 / R$ Q# k n8 ~2 J. S
1. 改善导电棒与夹具的接
6 Q, m5 s3 B. y' O4 { 触，材 质改用铝材。
W1 O& r' y7 O6 D
- I3 e2 X* K7 N- T0 |/ P2. 接触中断，如导电中断 2. 加强氧化过程的检验。
/ z" \. j5 |. 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
) o3 t3 c1 U* h5 X, l4 l 无给电 ，或断电后又给 ( F% g, p5 m$ Z9 Z8 p7 g ]
电。 1. 经常检查纠正与电器维 # v1 E/ F) H' J
修严格 管制处理时程。
l; K T5 s9 K! T8 n4 S1 H5 ?2. 硫酸溶液内溶存的铝业 * i g# M, N5 t8 K
增加导 致氧化膜的透明
: g$ H3 T9 s& M- e$ |2 X2 ~7 [ 性变差，最后发生烧焦 . ^! O- o0 ~2 \* d5 u I
现象。 2. 检验处理液中的铝量。
6 _ ?4 D" j( h/ P- n0 t2.1 硫酸液 中含铝量以1gm/l - C0 o1 [& W3 B6 l2 O& ~2 J
左右为宜。
: M- u) `. s6 g7 a2.2 新液则添加12~13 gm/l ' @& X* M0 D7 [ i/ x4 h! k
的硫酸 铝。 9 ^- _9 v# w- q! A
氧化膜有黑斑或黑条纹 1. 电解液中有悬浮的杂质
8 \& G) R1 m' X& W1 ^! A" r1. 清理表面悬浮杂质。 # R* ?8 D4 m6 R% Y& i
2. 工作物件表面有油渍 . n# e6 d, C& r: E+ w! d* o
或其它污染物。 2. 彻底纠正除油液成份； " X* v, z# Y% b* W* T G8 d8 h3 x: O
确实执 行前处理。 % S6 O$ Z4 x$ n$ i: f! u8 E- n. k2 N
3. 电解液中含铜和铁杂质 : P7 f3 F! @) S) K9 h
太多。 3. 分析后除去并定期更新
7 t: Q E7 s& U1 Z& @1 R( r& l! x" R 部份电 解液。
, z9 I) I# j0 q* x# E. h& t6 t4. 电解后工作物未洗乾净 - t- j0 N- P7 y6 U
就进行封孔。 4. 电解后工作物要立即清 + O, m% q3 ~& ~- B$ p
洗乾净 ，避免处理液或 j6 h' e4 R' E5 {0 D
杂质残留於氧化膜表面 8 @) v9 u, L2 s; }1 f( ^
氧化膜局部表面被腐蚀 1. 氧化后氧化膜上的电解
0 x- J- e5 O6 ]+ ^ 液未洗乾净。 1. 加强氧化后的洗涤。
% P( ]4 P3 P0 _3 b" `2. 深凹处藏有电解无洗乾
# I: R# V4 W0 y a! w. M% `5 g 净。 2. 均加强氧化后的洗涤。
) I# x- L8 n7 t3 i4 L3. 电解液无洗乾净就进行
% p5 w* f1 }; g3 Z# r 封孔处理。 3. 均加强氧化后的洗涤。
' \- n4 X$ c2 K9 U& 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 * ~& q4 y/ g r
短。 1. 改正不适宜条件。 : |& E# p, h) @
2. SO4-2含量太高。 2. 检查和校正SO4-2成份。
3 _$ J2 Z1 P- {- }; ?3. 氧化膜太薄。 3. 增加氧化处理时间。 q' a6 }; g p$ o
氧化膜厚薄不均 1. 工作物表面附有污染物 0 k, l4 }" C) W/ N
未清理乾净。 1. 前处理须彻底将表面洗
) g5 L5 H2 U$ w7 M S, T 净。 ( d, I0 i3 M1 l7 H& A6 b8 Z
2. 处理槽内溶液搅拌不够 9 f; i' B5 ]- ]
2. 加强搅拌作用。 9 X0 r$ R% I' m9 N# d* x
3. 电流密度过高。 3. 一般硫酸液阳极处理的 4 Y, H# J7 E1 ? @# d. O4 F( m0 H; O9 E
电流密度以1~2A/dm2为
% p' m7 R* [5 J6 H5 {+ ^& t/ e7 ^ 宜。
/ m! q+ X7 W2 w* ?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。 ) L$ b* D% Z& `7 x& w
2. PH值不当 2. 调整PH值。
/ U: O( l8 [# q: X6 s' ~/ m8 r4 z/ q3. 溶液氢氧化铝太多。 3. 更换用水。
. m: ~% ]$ g4 u R' C三、铬酸阳极处理通常出现之缺陷：
) F9 K& i4 j: k+ o( Z. ?: O缺 陷 原 因 改 善 对 策 % a6 l" ?5 }$ W% P ^5 X
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。 ! `$ u' ?5 D) `5 B
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。 4 ^4 j2 \4 d1 F# M q. w( T
3. 电压太高。 3. 降低电压。
; X7 h0 P8 V' e- w零件被腐蚀成深坑 1. 电解液中 CrO3 含量低。 1. 调整增加之。 & a- t( l4 k5 ?0 K
2. 铝本身有缺陷，合金成份 1 ^9 j& \8 T' Q6 R, G
不均匀。 2. 更换材料。 / B S6 r9 C% [8 q9 J
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。
, { e2 B# r7 y' j' d$ b$ J! ]9 p2. 氧化时间短。 2. 加强氧化时间。
% t2 W, {8 a* S j3. 电流密度小。 3. 调整电流密度。 * u9 _ \5 v9 |+ X4 H9 J
氧化膜上有粉末 1. 电解液温度高。 1. 调整之。 5 \' @. C! m7 a8 R4 b' D% Z
2. 电流密度大。 2. 调整之。 # {, R& Y/ q7 i. ~* D& }# b
膜层发黑 1. 工作物件上的抛光膏无洗乾 净。
& K* z. g: D! u* ~# U1. 加强氧化前的洗涤。 & A8 N* h1 }0 B& Y) I+ y2 |
8 W, v6 e; X0 i$ ?9 T2 _' S' \8 D. J2. 原铝材料本身有问题。 2. 更换原材料。
8 r7 w) e! t% T9 v8 [氧化膜发红 1. 表面准备不好。 1. 改善准备工作。
5 t# r, ]4 a. |. Q" W) [2. 导电棒和零件夹具间接处不 良。 2. 改善接触条件。
( X% D" N% o# c" p% N1 i四、硬质阳极处理通常出现之缺陷： ) n! C |4 j3 i. C0 x
缺 陷 原 因 改 善 对 策 ' T% J) N5 T& x& o
氧化膜的厚度不够 1. 氧化的时间太短。
. G0 H2 q0 w3 i) b, @1. 增加氧化时间。 # `, H' n/ |+ X* h
2. 电流密度太低。 2. 加大电流密度。
, J1 F% c* q; b" ` {/ H3. 氧化的面积计算不正确 3. 正确计算零件面积。
/ [2 V0 ]1 K8 Z; t& |. t. ]: Y8 \& ], \氧化膜层硬度不够高 1. 溶液温度高。 1 n1 S2 R6 H+ p
1. 降低电解液温度。
* P. k0 L$ G5 `& ]9 [* }2. 电流密度太大。 2. 降低电流密度。
' [9 X0 O, f6 v* `: \3. 膜层厚度太厚。 3. 缩小氧化时间。 4 L1 C, i$ }9 e
氧化膜被击穿并烧坏工作物 . |5 W3 c+ z) ~4 f
件
x/ M# U2 V" i1. 铝合金中含铜量高。 1. 更换原材料。 # w+ f2 Z1 s, U- ]
2. 工作物件散热不好。 2. 加强电解液搅动和冷却 7 O# b, O: s4 e( ?" G& Y0 |5 ?
3. 工作物件和挂具接触不良。 3. 设法使接触良好。 ) z8 w* d# _$ S. l+ g
4. 氧化时给电太急。 4. 注意改善作业过程。 |
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