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纯铝分冶炼品和压力加工品两类,前者以化学成份Al表示,后者用汉语拼音LV(铝、工业用的)表示。
各种飞机都以铝合金作为主要结构材料。
飞机上的蒙皮、梁、肋、桁条、隔框和起落架都可以用铝合金制造。
飞机依用途的不同,铝的用量也不一样。
着重于经济效益的民用机因铝合金价格便宜而大量采用,如波音767客机采用的铝合金约占机体结构重量81%。
军用飞机因要求有良好的作战性能而相对地减少铝的用量,如最大飞行速度为马赫数2.5的F-15高性能战斗机仅使用35.5%铝合金有些铝合金有良好的低温性能,在-183~-253[2oc]下不冷脆,可在液氢和液氧环境下工作,它与浓硝酸和偏二甲肼不起化学反应,具有良好的焊接性能,因而是制造液体火箭的好材料。
发射“阿波罗”号飞船的“土星”5号运载火箭各级的燃料箱、氧化剂箱、箱间段、级间段、尾段和仪器舱都用铝合金制造。
航天飞机的乘员舱、前机身、中机身、后机身、垂尾、襟翼、升降副翼和水平尾翼都是用铝合金制做的。
各种人造地球卫星和空间探测器的主要结构材料也都是铝合
锻造的修伤工艺
修伤是铝合金模锻工艺中的重要一环。
由于铝合金在高温下较软,粘性大,流动性差,容易粘模并产生各种表面缺陷(折叠、毛刺、裂纹等),在进行下一道工序前,必须打磨、修伤,将表面缺陷清除干净,否则在后续工序中缺陷将进一步扩大,甚至引起锻件报废。
修伤用的工具有风动砂轮机、风动小铣刀、电动小铣刀及扁铲等。
修伤前先经腐蚀查清缺陷部位,修伤处要圆滑过渡,其宽度应为深度的5~10倍。
压力加工铝合金
铝合金压力加工产品分为防锈(LF)、硬质(LY)、锻造(LD)、超硬(LC)、包覆(LB)、特殊(LT)及钎焊(LQ)等七类。
常用铝合金材料的状态为退火(M焖火)、硬化(Y)、热轧(R)等三种。
铝材
铝和铝合金经加工成一定形状的材料统称铝材,包括板材、带材、箔材、管材、棒材、线材、型材等。
铝合金板材
1.铝塑板
铝塑板是由经过表面处理并用涂层烤漆的3003铝锰合金、5005铝镁合金板材作为表面,PE塑料作为芯层,高分子粘结膜经过一系列工艺加工复合而成的新型材料。
它既保留了原组成材料(铝合金板、非金属聚乙烯塑料)的主要特性,又克服了原组成材料的不足,进而获得了众多优异的材料性质。
产品特性:
艳丽多彩的装饰性、耐候、耐蚀、耐创击、防火、防潮、隔音、隔热、抗震性、质轻、易加工成型、易搬运安装等特性。
铝塑板规格:
厚度:
3mm、4mm、6mm、8mm
宽度:
1220mm、1500mm
长度:
1000mm、2440mm、3000mm、6000mm
铝塑板标准尺寸:
1220*2440mm
铝塑板用途:
可应用于幕墙、内外墙、门厅、饭店、商店、会议室等的装饰外,还可用于旧建筑的改建,用作柜台、家具的面层、车辆的内外壁等。
2.铝单板
铝单板均与采用世界知名大企业的优质铝合金加工而成,再经表面喷涂美国PPG、或阿克苏PVDF氟碳烤漆精制而成,铝单板主要由面板、加强筋骨,挂耳等组成。
铝单板特点:
轻量化,刚性好、强度高、不燃烧性、防火性佳、加工工艺性好、色彩可选性广、装饰效果极佳、易于回收、利于环保。
铝单板应用:
建筑幕墙、柱梁、阳台、隔板包饰、室内装饰、广告标志牌、车辆、家具、展台、仪器外壳、地铁海运工具等。
3.铝蜂窝板
铝蜂窝板采用复合蜂窝结构,选用优质的3003H24合金铝板或5052AH14高锰合金铝板为基材,与铝合金蜂窝芯材热压复合成型。
铝蜂窝板从面板材质、形状、接缝、安装系统到颜色、表面处理为建筑师提供丰富的选择,能够展示丰富的屋面表现效果,具有卓越的设计自由度。
它是具有施工便捷、综合性能理想、保温效果显著的新型材料,它的卓越性能吸引了人们的眼球。
铝蜂窝板并无标准尺寸,所有板材均根据设计图纸由工厂订制而成,广泛地应用于大厦外墙装饰(特别适用于高层的建筑)内墙天花吊顶、墙壁隔断、房门及保温车厢、广告牌等等领域。
该产品将为我国建材市场注入绿色、环保、节能的鲜活动力。
4.铝蜂窝穿孔吸音吊顶板
铝蜂窝穿孔吸音吊顶板的构造结构为穿孔铝合金面板与穿孔背板,依靠优质胶粘剂与铝蜂窝芯直接粘接成铝蜂窝夹层结构,蜂窝芯与面板及背板间贴上一层吸音布。
由于蜂窝铝板内的蜂窝芯分隔成众多的封闭小室,阻止了空气流动,使声波受到阻碍,提高了吸声系数(可达到0.9以上),同时提高了板材自身强度,使单块板材的尺寸可以做到更大,进一步加大了设计自由度。
可以根据室内声学设计,进行不同的穿孔率设计,在一定的范围内控制组合结构的吸音系数,既达到设计效果,又能够合理控制造价。
通过控制穿孔孔径、孔距,并可根据客户使用要求改变穿孔率,最大穿孔率<30%,孔径一般选用∮2.0、∮2.5、∮3.0等规格,背板穿孔要求与面板相同,吸音布采用优质的无纺布等吸声材料。
适用于地铁、影剧院、电台、电视台、纺织厂和躁声超标准的厂房以及体育馆等大型公共建筑的吸声墙板、天花吊顶板。
铸造铝合金
铸造铝合金(ZL)按成分中铝以外的主要元素硅、铜、镁、锌分为四类,代号编码分别为100、200、300、400。
为了获得各种形状与规格的优质精密铸件,用于铸造的铝合金一般具有以下特性。
(1)有填充狭槽窄缝部分的良好流动性
(2)有比一般金属低的熔点,但能满足极大部分情况的要求
(3)导热性能好,熔融铝的热量能快速向铸模传递,铸造周期较短
(4)熔体中的氢气和其他有害气体可通过处理得到有效的控制
(5)铝合金铸造时,没有热脆开裂和撕裂的倾向
(6)化学稳定性好,抗蚀性能强
(7)不易产生表面缺陷,铸件表面有良好的表面光洁度和光泽,而且易于进行表面处理
(8)铸造铝合金的加工性能好,可用压模、硬模、生砂和干砂模、熔模石膏型铸造模进行铸造生产,也可用真空铸造、低压和高压铸造、挤压铸造、半固态铸造、离心铸造等方法成形,生产不同用途、不同品种规格、不同性能的各种铸件。
铸造铝合金在轿车上是得到了广泛应用,如发动机的缸盖、进气歧管、活塞、轮毂、转向助力器壳体等。
高强度铝合金
高强度铝合金指其抗拉强度大于480兆帕的铝合金,主要是压力加工铝合金中防锈铝合金类、硬铝合金类、超硬铝合金类、锻铝合金类、铝锂合金类。
铝合金缺陷修复
铝合金在生产过程中,容易出现缩孔、砂眼、气孔和夹渣等铸造缺陷。
如何修复铝合金铸件气孔等缺陷呢?
如果用电焊、氩焊等设备来修补,由于放热量大,容易产生热变形等副作用,无法满足补焊要求。
冷焊修复机是利用高频电火花瞬间放电、无热堆焊原理来修复铸件缺陷。
由于冷焊热影响区域小,不会造成基材退火变形,不产生裂纹、没有硬点、硬化现象。
而且熔接强度高,补材与基体同时熔化后的再凝固,结合牢固,可进行磨、铣、锉等加工,致密不脱落。
冷焊修复机是修补铝合金气孔、砂眼等细小缺陷的理想方法。
铝合金的分类与不同牌号铝合金的典型用途
铝合金的分类
一系:
1000系列铝合金代表1050、1060、1100系列。
在所有系列中1000系列属于含铝量最多的一个系列。
纯度可以达到99.00%以上。
由于不含有其他技术元素,所以生产过程比较单一,价格相对比较便宜,是目前常规工业中最常用的一个系列。
目前市场上流通的大部分为1050以及1060系列。
1000系列铝板根据最后两位阿拉伯数字来确定这个系列的最低含铝量,比如1050系列最后两位阿拉伯数字为50,根据国际牌号命名原则,含铝量必须达到99.5%以上方为合格产品。
我国的铝合金技术标准(gB/T3880-2006)中也明确规定1050含铝量达到99.5%.同样的道理1060系列铝板的含铝量必须达到99.6%以上。
二系:
2000系列铝合金代表2024、2A16(LY16)、2A02(LY6)。
2000系列铝板的特点是硬度较高,其中以铜原属含量最高,大概在3-5%左右。
2000系列铝棒属于航空铝材,目前在常规工业中不常应用。
三系:
3000系列铝合金代表3003、3A21为主。
我国3000系列铝板生产工艺较为优秀。
3000系列铝棒是由锰元素为主要成分。
含量在1.0-1.5之间,是一款防锈功能较好的系列。
四系:
4000系列铝棒代表为4A014000系列的铝板属于含硅量较高的系列。
通常硅含量在4.5-6.0%之间。
属建筑用材料,机械零件,锻造用材,焊接材料;
低熔点,耐蚀性好,产品描述:
具有耐热、耐磨的特性
五系:
5000系列铝合金代表5052、5005、5083、5A05系列。
5000系列铝棒属于较常用的合金铝板系列,主要元素为镁,含镁量在3-5%之间。
又可以称为铝镁合金。
主要特点为密度低,抗拉强度高,延伸率高。
在相同面积下铝镁合金的重量低于其他系列.在常规工业中应用也较为广泛。
在我国5000系列铝板属于较为成熟的铝板系列之一。
六系:
6000系列铝合金代表6061主要含有镁和硅两种元素,故集中了4000系列和5000系列的优点6061是一种冷处理铝锻造产品,适用于对抗腐蚀性、氧化性要求高的应用。
可使用性好,容易涂层,加工性好。
七系:
7000系列铝合金代表7075主要含有锌元素。
也属于航空系列,是铝镁锌铜合金,是可热处理合金,属于超硬铝合金,有良好的耐磨性.目前基本依靠进口,我国的生产工艺还有待提高。
八系:
8000系列铝合金较为常用的为8011属于其他系列,大部分应用为铝箔,生产铝棒方面不太常用。
九系:
9000系列铝合金是备用合金。
铝合金典型用途
1050食品、化学和酿造工业用挤压盘管,各种软管,烟花粉
1060要求抗蚀性与成形性均高的场合,但对强度要求不高,化工设备是其典型用途
1100用于加工需要有良好的成形性和高的抗蚀性但不要求有高强度的零件部件,例如化工产品、食品工业装置与贮存容器、薄板加工件、深拉或旋压凹形器皿、焊接零部件、热交换器、印刷板、铭牌、反光器具
1145包装及绝热铝箔,热交换器
1199电解电容器箔,光学反光沉积膜
1350电线、导电绞线、汇流排、变压器带材
2011螺钉及要求有良好切削性能的机械加工产品
2014应用于要求高强度与硬度(包括高温)的场合。
飞机重型、锻件、厚板和挤压材料,车轮与结构元件,多级火箭第一级燃料槽与航天器零件,卡车构架与悬挂系统零件
2017是第一个获得工业应用的2XXX系合金,目前的应用范围较窄,主要为铆钉、通用机械零件、结构与运输工具结构件,螺旋桨与配件
2024飞机结构、铆钉、导弹构件、卡车轮毂、螺旋桨元件及其他种种结构件
2036汽车车身钣金件
2048航空航天器结构件与兵器结构零件
2124航空航天器结构件
2218飞机发动机和柴油发动机活塞,飞机发动机汽缸头,喷气发动机叶轮和压缩机环
2219航天火箭焊接氧化剂槽,超音速飞机蒙皮与结构零件,工作温度为-270~300℃。
焊接性好,断裂韧性高,T8状态有很高的抗应力腐蚀开裂能力
2319焊拉2219合金的焊条和填充焊料
2618模锻件与自由锻件。
活塞和航空发动机零件
2A01工作温度小于等于100℃的结构铆钉
2A02工作温度200~300℃的涡轮喷气发动机的轴向压气机叶片
2A06工作温度150~250℃的飞机结构及工作温度125~250℃的航空器结构铆钉
2A10强度比2A01合金的高,用于制造工作温度小于等于100℃的航空器结构铆钉
2A11飞机的中等强度的结构件、螺旋桨叶片、交通运输工具与建筑结构件。
航空器的中等强度的螺栓与铆钉
2A12航空器蒙皮、隔框、翼肋、翼梁、铆钉等,建筑与交通运输工具结构件
2A14形状复杂的自由锻件与模锻件
2A16工作温度250~300℃的航天航空器零件,在室温及高温下工作的焊接容器与气密座舱
2A17工作温度225~250℃的航空器零件
2A50形状复杂的中等强度零件
2A60航空器发动机压气机轮、导风轮、风扇、叶轮等
2A70飞机蒙皮,航空器发动机活塞、导风轮、轮盘等
2A80航空发动机压气机叶片、叶轮、活塞、涨圈及其他工作温度高的零件
2A90航空发动机活塞
3003用于加工需要有良好的成形性能、高的抗蚀性可焊性好的零件部件,或既要求有这些性能又需要有比1XXX系合金强度高的工作,如厨具、食物和化工产品处理与贮存装置,运输液体产品的槽、罐,以薄板加工的各种压力容器与管道
3004全铝易拉罐罐身,要求有比3003合金更高强度的零部件,化工产品生产与贮存装置,薄板加工件,建筑加工件,建筑工具,各种灯具零部件
3105房间隔断、档板、活动房板、檐槽和落水管,薄板成形加工件,瓶盖、瓶塞等
3A21飞机油箱、油路导管、铆钉线材等;
建筑材料与食品等工业装备等
5005与3003合金相似,具有中等强度与良好的抗蚀性。
用作导体、炊具、仪表板、壳与建筑装饰件。
阳极氧化膜比3003合金上的氧化膜更加明亮,并与6063合金的色调协调一致
5050薄板可作为致冷机与冰箱的内衬板,汽车气管、油管与农业灌溉管;
也可加工厚板、管材、棒材、异形材和线材等
5052此合金有良好的成形加工性能、抗蚀性、可烛性、疲劳强度与中等的静态强度,用于制造飞机油箱、油管,以及交通车辆、船舶的钣金件,仪表、街灯支架与铆钉、五金制品等
5056镁合金与电缆护套铆钉、拉链、钉子等;
包铝的线材广泛用于加工农业捕虫器罩,以及需要有高抗蚀性的其他场合
5083用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合,诸如舰艇、汽车和飞机板焊接件;
需严格防火的压力容器、致冷装置、电视塔、钻探设备、交通运输设备、导弹元件、装甲等
5086用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度的场合,例如舰艇、汽车、飞机、低温设备、电视塔、钻井装置、运输设备、导弹零部件与甲板等
5154焊接结构、贮槽、压力容器、船舶结构与海上设施、运输槽罐
5182薄板用于加工易拉罐盖,汽车车身板、操纵盘、加强件、托架等零部件
5252用于制造有较高强度的装饰件,如汽车等的装饰性零部件。
在阳极氧化后具有光亮透明的氧化膜
5254过氧化氢及其他化工产品容器
5356焊接镁含量大于3%的铝-镁合金焊条及焊丝
5454焊接结构,压力容器,海洋设施管道
5456装甲板、高强度焊接结构、贮槽、压力容器、船舶材料
5457经抛光与阳极氧化处理的汽车及其他装备的装饰件
5652过氧化氢及其他化工产品贮存容器
5657经抛光与阳极氧化处理的汽车及其他装备的装饰件,但在任何情况下必须确保材料具有细的晶粒组织
5A02飞机油箱与导管,焊丝,铆钉,船舶结构件
5A03中等强度焊接结构,冷冲压零件,焊接容器,焊丝,可用来代替5A02合金
5A05焊接结构件,飞机蒙皮骨架
5A06焊接结构,冷模锻零件,焊拉容器受力零件,飞机蒙皮骨部件
5A12焊接结构件,防弹甲板
6005挤压型材与管材,用于要求强高大于6063合金的结构件,如梯子、电视天线等
6009汽车车身板
6010薄板:
汽车车身
6061要求有一定强度、可焊性与抗蚀性高的各种工业结构性,如制造卡车、塔式建筑、船舶、电车、夹具、机械零件、精密加工等用的管、棒、形材、板材
6063建筑型材,灌溉管材以及供车辆、台架、家具、栏栅等用的挤压材料
6066锻件及焊接结构挤压材料
6070重载焊接结构与汽车工业用的挤压材料与管材
6101公共汽车用高强度棒材、电导体与散热器材等
6151用于模锻曲轴零件、机器零件与生产轧制环,供既要求有良好的可锻性能、高的强度,又要有良好抗蚀性之用
6201高强度导电棒材与线材
6205厚板、踏板与耐高冲击的挤压件
6262要求抗蚀性优于2011和2017合金的有螺纹的高应力零件
6351车辆的挤压结构件,水、石油等的输送管道
6463建筑与各种器具型材,以及经阳极氧化处理后有明亮表面的汽车装饰件
6A02飞机发动机零件,形状复杂的锻件与模锻件
7005挤压材料,用于制造既要有高的强度又要有高的断裂韧性的焊接结构,如交通运输车辆的桁架、杆件、容器;
大型热交换器,以及焊接后不能进行固熔处理的部件;
还可用于制造体育器材如网球拍与垒球棒
7039冷冻容器、低温器械与贮存箱,消防压力器材,军用器材、装甲板、导弹装置
7049用于锻造静态强度与7079-T6合金的相同而又要求有高的抗应力腐蚀开裂勇力的零件,如飞机与导弹零件——起落架液压缸和挤压件。
零件的疲劳性能大致与7075-T6合金的相等,而韧性稍高
7050飞机结构件用中厚板、挤压件、自由锻件与模锻件。
制造这类零件对合金的要求是:
抗剥落腐蚀、应力腐蚀开裂能力、断裂韧性与抗疲劳性能都高
7072空调器铝箔与特薄带材;
2219、3003、3004、5050、5052、5154、6061、7075、7475、7178合金板材与管材的包覆层
7075用于制造飞机结构及期货他要求强度高、抗腐蚀性能强的高应力结构件、模具制造
7175用于锻造航空器用的高强度结构性。
T736材料有良好的综合性能,即强度、抗剥落腐蚀与抗应力腐蚀开裂性能、断裂韧性、疲劳强度都高
7178供制造航空航天器的要求抗压屈服强度高的零部件
7475机身用的包铝的与未包铝的板材,机翼骨架、桁条等。
其他既要有高的强度又要有高的断裂韧性的零部件
7A04飞机蒙皮、螺钉、以及受力构件如大梁桁条、隔框、翼肋、起落架等
变形铝及铝合金状态、代号
1.范围
本标准规定了变形铝合金的状态代号。
本标准适用于铝及铝加工产品。
2.基本原则
2.1基础状态代号用一个英文大写字母表示。
2.2细分状态代号采用基础状态代号后跟一位或多位阿拉伯数字表示。
2.3基本状态代号
基本状态分为5种
代号名称说明与应用
F自由加工状态适用于在成型过程中,对于加工硬化和热处理条件无特殊要求的产品,该状态产品的力学性能不作规定。
O退火状态适用于经完全退火获得最低强度的加工产品。
H加工硬化状态适用于通过加工硬化提高强度的产品,产品在加工硬化后可经过(也可不经过)使强度有所降低的附加热处理。
W固熔热处理状态处理状态一种不稳定状态,仅适用于经固溶热处理后,室温下自然时效的合金,该状态代号仅表示产品处于自然时效阶段。
T热处理状态(不同于F、O、H状态)适用于热处理后,经过(或不经过)加工硬化达到稳定的产品。
T代号后面必须跟有一位或多位阿拉伯数字。
在T字后面的第一位数字表示热处理基本类型(从1~10),其后各位数字表示在热处理细节方面有所变化。
如6061—T62;
5083—H343等。
T1—从成型温度冷却并自然时效至大体稳定状态。
T2—退火状态(只用于铸件)。
T3—固溶处理后自然时效。
T31—固溶处理冷作(1%)后自然时效。
T36—固溶处理冷作(6%)后自然时效。
T37—固溶处理冷作(7%)后自然时效,用于2219合金。
T4—固溶处理后自然时效。
T41—固溶处理后沸水淬火。
T411—固溶处理后空冷至室温,硬度在O及T6之间,残余应力低。
T42—固溶处理后自然时效。
由用户进行处理,适于2024合金,强度比T4稍低。
T5—从成型温度冷却后人工时效。
T6—固溶处理后人工时效。
T61—T41+人工时效。
T611—固溶处理,沸水淬火。
T62—固溶处理后人工时效。
T7—固溶处理后稳定化。
提高尺寸稳定性,减小残余应力,提高抗蚀性。
T72—固溶处理后过时效。
T73—固溶处理后进行分级时效,强度比T6低,抗蚀性显著提高。
T76—固溶处理后进行分级时效。
T8—固溶处理冷作后人工时效。
T81—固溶处理后冷作,人工时效。
为改善固溶处理后的变形及改善强度。
T86—固溶处理后冷作(6%),人工时效。
T87—T37+人工时效。
T9—固溶处理后人工时效再冷作。
T10—从成型温度冷却,人工时效后冷作。
Tx51—为消除固溶处理后的残余应力进行拉伸处理。
板材0.5~3%的永久变形,棒、型材1~3%的永久变形。
X代表3、4、6或8,例如T351、T451、T651、T851,适用于板、拉制棒、线材,拉
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