铝合金零件的加工变形与工件表面变黑的原因
浅谈铝合金机械加工中存在的问题及解决措施
浅谈铝合金机械加工中存在的问题及解决措施作者：张红梅来源：《科学与财富》2018年第13期摘要：近年来，在机械厂的机加工生产过程中，铝合金零部件的加工数量逐渐加大，并且形状越来越复杂，尺寸精度和粗糙度要求越来越高，尤其是铸造铝合金壳体类零部件，结构复杂，铸造壁薄，体积越来越大。
由于尺寸精度和粗糙度要求越来越高，因此，在加工过程中存在零件变形的问题。
本文通过铝合金机械加工过程遇到的主要问题进行阐述及分析解决措施，以达到对其研究的目的，以供相关方面的技术人员进行参考。
关键词：铝合金；机械加工；存在问题；解决措施引言：在现今工业制造中，逐步实现了对生产结构的调整，这这就为铝合金的高效及拓展性应用提供了发展契机，由于其具有一定的应用优势，这就使得铝合金在工业生产中的应用频率不断上升。
再有就是铝合金由于具有突出的物理力学性能优势，因此，本文针对铝合金性能的特点及加工中存在的问题和解决措施等研究趋势进行分析论述，忘专家们批评指正。
一、铝合金零件的加工工艺及技术针对目前铝合金加工过程中存在的问题，一些专家们在尽可能改善冷却和润滑条件及开发新刀具，还有改善铝合金材料性能方面的研究有了很大突破。
现将一些常用的加工技术方法介绍如下：1.加工基准选择加工基准应尽量与设计基准、装配基准、测量基准一致，并且在加工工艺山要充分考虑零部件的稳定性、定位的精准性还有夹紧可靠性等。
2.粗加工由于一些铝合金零件加工尺寸精度和表面粗糙度非常不容易达到高精度要求，在加工前需要对形状复杂的一些零件进行粗加工，并结合铝合金材料的特点对其进行切削，这种方式产生的热会引起切削变形，会不同程度的增加零件尺寸方面的误差，甚至引起工件变形。
因此对一般平面的粗加工，采用铣、刨加工。
同时加冷却液对工件进行冷却，以降低切削热对加工精度的影响。
3.精加工在加工中，高速切削会产生大量切削热，尽管切屑能带走大部分热量，但在刃前区仍能产生极高温度，由于铝合金熔点偏低使得刃前区常常处于半熔化状态，使工件在切削点处的强度受高温影响大幅度下降，容易产生铝合金零件在加工过程中形成凸凹缺陷。
铝经碱蚀后变黑的原因
铝经碱蚀后变黑的原因
铝是一种常见的金属材料，具有轻便、坚固和导电等优点，因此在日常生活中被广泛使用。
然而，我们可能会发现，经过一段时间的使用后，铝制品表面会变黑，这是因为铝经过碱蚀后发生了化学反应。
铝经碱蚀后变黑的原因主要是由于铝与碱性溶液中的氢氧根离子（OH-）发生了反应。
当铝与氢氧根离子接触时，铝表面的氧化层会与氢氧根离子发生化学反应，生成铝氧化物（Al(OH)3）。
铝氧化物是一种黑色的物质，所以铝制品表面会变黑。
这种化学反应的速度取决于铝表面的氧化层的厚度和碱性溶液中氢氧根离子的浓度。
通常情况下，铝制品表面的氧化层会因为长时间使用而逐渐形成，而碱性溶液中的氢氧根离子浓度较高，所以铝经碱蚀后变黑的速度较快。
铝制品表面的变黑还可能与其他因素有关，如空气中的硫化物、氯化物等。
这些物质与铝表面的氧化层发生反应，形成硫化物、氯化物等化合物，使铝制品表面出现黑色物质。
为了避免铝制品经碱蚀后变黑，我们可以采取一些措施。
首先，可以在铝制品表面涂覆一层保护膜，以防止铝与碱性溶液发生反应。
其次，可以避免长时间将铝制品暴露在碱性溶液中，尽量减少碱蚀的机会。
此外，定期清洁铝制品表面，去除可能导致铝变黑的污垢
和化学物质，也是保持铝制品外观的重要措施。
铝经碱蚀后变黑是因为铝与碱性溶液中的氢氧根离子发生化学反应，生成黑色的铝氧化物。
为了保持铝制品的外观，我们可以采取一些措施来减少铝与碱性溶液的接触，或者在铝制品表面涂覆保护膜。
这样可以延缓铝制品表面变黑的速度，保持其美观。
铝镁锌合金表面黑点的原因
铝镁锌合金表面出现黑点的原因可能有多种，以下是一些常见的原因：
氧化：铝镁锌合金在加工过程中，表面与空气中的氧气发生反应，形成一层氧化膜，这层氧化膜通常是黑色的。
如果氧化膜太厚或太薄，或者在合金成分中存在其他杂质，都可能导致表面出现黑点。
热处理不当：铝镁锌合金需要进行热处理，如果热处理不当，如加热时间过长、温度过高或冷却速度过快，都可能导致表面出现黑点。
表面处理不当：如果铝镁锌合金表面处理不当，如酸洗、碱洗、涂层等工艺处理不当，也可能导致表面出现黑点。
杂质污染：在生产过程中，如果铝镁锌合金受到杂质污染，如铁、铜等元素，会导致合金成分发生变化，表面容易出现黑点。
为了减少铝镁锌合金表面出现黑点的可能性，可以采取以下措施：
控制合金成分：在生产过程中，控制合金成分的含量和纯度，避免杂质污染。
优化热处理工艺：优化热处理工艺参数，控制加热时间和温度，以及冷却速度，以避免表面出现黑点。
加强表面处理：加强表面处理工艺的控制和管理，确保每个工艺环节都得到有效控制，以避免表面出现黑点。
定期检查和维护：定期对铝镁锌合金表面进行检查和维护，及时发现并处理表面出现的问题，以保持表面的光洁度和美观度。
铝板摩擦发黑的原因
铝板摩擦发黑的原因
其次，摩擦还会使铝板表面产生微小的划痕和变形，这些微观
的瑕疵会使铝板表面更容易吸附灰尘和污垢，从而使其看起来发黑。
此外，如果摩擦过程中使用了含有磨料的材料或者润滑油，这
些材料也可能在铝板表面留下痕迹，导致其看起来发黑。
总的来说，铝板摩擦发黑的原因主要是由于摩擦产生的热量加
速了铝与氧气的氧化反应，以及摩擦过程中表面瑕疵的积累和外部
材料的残留所致。
要减少铝板发黑，可以采取一些措施，如表面涂
层保护、改善摩擦条件、定期清洁等。
铝合金薄壁件加工中变形的因素分析与控制方法
铝合金薄壁件加工中变形的因素分析与控制方法作者：乔楠楠来源：《知识文库》2017年第10期一般认为，在壳体件、套筒件、环形件、盘形件、轴类件中，当零件壁厚与内径曲率半径（或轮廓尺寸）相比小于1：20时，称作为薄壁零件。
这一类零件的共同特点是受力形式复杂，刚度低，加工时极易引起误差变形或工件颤振，从而降低工件的加工精度。
薄壁零件因其制造难度极大，而成为国际上公认的复杂制造工艺问题。
一、薄壁件加工变形因素分析薄壁件由于刚度低，去除材料率大，在加工过程中容易产生变形，对装夹工艺要求高，使加工质量难以保证。
薄壁类零件在加工中引起变形的因素有很多，归纳总结有以下几个方面：1、工件材料的影响铝合金作为薄壁件最理想的结构材料，与其他金属材料相比，具有切削加工性好的特点。
但由于铝合金导热系数高、弹性模量小、屈强比大、极易产生回弹现象，大型薄壁件尤为显著。
因此，在相同载荷情况下，铝合金工件产生的变形要比钢铁材料的变形大，同时铝合金材料具有硬度小、塑性大和化学反应性高等性质，在其加工中极易产积屑瘤，从而影响工件的表面质量和尺寸精度。
2、毛坯初始残余应力的影响薄壁件加工中的变形与毛坯内部的初始残余应力有直接的关系，同时由于切削热和切削力的影响，使工件和刀具相接触处的材料产生不能回弹的塑性变形。
这种永久性的变形一旦受到力的作用就会产生残余应力，而在加工过程中，一旦破坏了毛坯的残余应力，工件内部为达到新的平衡状态而使应力重新分布，从而造成了工件的变形。
3、装夹方式的影响在加工中夹具对工件的夹、压而引起的变形直接影响着工件的表面精度，同时如果由于夹紧力的作用点选择不当而产生的附加应力，也将影响工件的加工精度。
其次，由于夹紧力与切削力产生的耦合效应，也将引起工件残余应力的重新分布，造成工件变形。
4、切削力和切削热的影响切削力是影响薄壁件变形的一个重要因素。
切削力会导致工件的回弹变形，产生不平度，当切削力达到工件材料的弹性极限会导致工件的挤压变形。
金属常见加工工艺缺陷的特征、原因、影响及措施
四.由于操作不当导致冲裂
1.毛胚落料时纤维方向不正确 钢件毛坯落料的方向恰好与零件变形方向垂直就容易在冷弯时造成沿纤维方向撕裂。一般
冲裂数量较大，且冲裂部位具有规律性。 2.冲模错位 上下模位置不正确，不但会使零件冲裂，严重时还会把模具冲坏。此类裂纹一般出现在模
具间隙小的一边，由于间隙过小，钢板在模内滑移变形受阻，局部表面将产生严重擦伤。
5.加工精度不符合
切削加工后，构件尺寸、形状或位置、精度不符合工艺图纸或设计要求。不仅直接影响工 件装配质量、而且影响工件正常工作时应力状态分布、而降低工件抗失效性能。
6.表面机械损伤
切削加工过程中，构件表面相撞擦伤、碰伤、压伤……
金属零件冷冲拉常见缺陷的特征、原因、影响、措施
1.破裂
宏观裂纹。一般属拉伸系数太小，拉伸应力较大，容易产生拉裂；进行翻边工序时，如果 翻边的直径超过容许值，也会使孔的边缘造成破裂。板料冲裂一般与变形度和材料晶粒度有关。 如含碳量小于 0.2％的碳钢变形度达到 8～20％时，中间退火会导致晶粒长大，不均匀晶粒度则 导致冲裂。
产生的原因主要是表面氮浓度富集，化合物虽连续粗大网络状分布。在磨削时倾向于脱落 的氮化层的显微结构特点是沿奥氏体晶界存在稠密的网状氮化物，它的存在使晶格畸变加剧， 在位错与晶界处三向应力增大，在磨削力、热应力及组织应力的作用下，粗大的氮化物网络边 界区切口效应敏感性增大，造成综合应力叠加，当这种应力超过渗层的强度极限时，即产生脆 性破裂与剥落。当晶界强度大于晶内强度时，则裂纹沿晶扩展产生脆裂及剥落；当晶界强度等 于晶内强度时，则裂纹的扩展呈穿晶脆裂及剥落。
铝经碱蚀后变黑的原因
铝经碱蚀后变黑的原因概述
铝经碱蚀后变黑的原因有氧化反应不完全、杂质存在、腐蚀或污染、点蚀等。
1. 氧化反应不完全：氢氧化钠可以与铝产生反应，生成氢氧化铝。
如果反应条件不理想或处理时间不足，可能会导致氧化反应不完全，形成硬质氧化物层。
黑印可能是未反应的铝残留或者反应物附着在铝表面形成的。
2. 杂质存在：如果铝材中含有杂质，例如铁、铜等金属，这些杂质可能在氧化反应中与铝形成复合氧化物。
这些复合氧化物可能会导致黑印的形成。
3. 腐蚀或污染：在处理铝材时，可能存在腐蚀或污染的因素，例如使用的溶液中含有其他化学物质或杂质。
这些化学物质或杂质可能与铝发生反应，导致硬质氧化物形成并产生黑印。
4. 点蚀：铝被氢氧化钠溶液腐蚀，发生了点蚀，也就是Al的表面各点被腐蚀的速率不同，所以出现了一个个的小孔。
当光线照在表面凹凸不平的铝片上，会发生折射和反射，从而造成了视觉上的黑色现象。
综上，遇到此问题，可以通过相应的修复措施进行改善，如通过镀层修复部分受损部位等。
如需更多信息，建议咨询相关化学专家或查阅相关文献资料。
铝合金阳极氧化膜缺陷的原因分析
铝合金阳极氧化膜缺陷的原因分析作者：黄小汉来源：《中国新技术新产品》2020年第14期摘; 要：铝合金受多种原因的影响，易存在氧化膜的典型缺陷。
针对该缺陷，借助宏观观察与金相检验明确缺陷的形成原因。
铝合金表面阳极氧化膜缺陷的发生加工工艺，基体组织的不均匀性、晶粒异常有关。
统计数据表明，由于铝合金晶粒异常引发的缺陷占有较高的比例。
铝合金晶粒大小较为均匀时，直径小于120μm时，表面氧化膜厚度均匀，性能稳定;晶粒直径大于180μm ，阳极氧化膜的形成受到影响。
关键词：铝合金;阳极氧化膜;缺陷分析中图分类号：TG174; ; ; ; ; 文献标志码：A铝合金作为常用的金属材料，体现出比强度、比刚度高，耐蚀性好等优势，还由于密度小可以广泛应用于不同的领域。
随着技术的发展与进步，铝合金加工技术实现了多方面的突破，特别是由于技术的发展，当前表面阳极氧化处理技术实现了很大的进步。
铝合金阳极存在氧化作用的影响，表面会发生变化，形成一层氧化保护膜，保护膜可以起到着色装饰作用，因此于氧化膜的保护具有耐蚀、耐磨、绝缘等多种优势。
但是，氧化膜的形成过程也会导致出现质量缺陷问题，表面处理难以达到技术要求。
常用的缺陷包括存在不光滑纹路、表面覆盖有麻点、着色失调不均匀、存在阴影线，不同批次产品的表面有色差。
此外，由于铝合金阳极氧化工艺上缺陷也会引发质量问题。
铝合金表面也会受到加工工艺的影响，加工会导致组织结构不均匀性。
分析氧化膜缺陷的形成机理并采取防范措施，可以消除铝合金表面阳极氧化膜缺陷。
1 铝合金阳极氧化膜缺陷原因分析1.1 表面加工引发的1.1.1 表面有不光滑纹路铝合金工件常见的工序为：先对表面实施除油处理，采用酸洗液地表面加以化学抛光，酸性溶液可以实施除膜处理。
水洗后进行阳极化处理。
检验表面可以发现存在缺陷，顺长度方向存在不光滑纹路。
顺工件横截面方向，针对垂直纹路取样后金相检验，有纹路存在的部位氧化膜变薄，发生了不同的程度的下陷。
铝合金薄壁件加工变形控制技术研究
铝合金薄壁件加工 变形控制技术发展 趋势和展望
铝合金薄壁件加工变形控制技术需要高精度和高稳定性的设备，导致制造成本较高。
铝合金薄壁件加工变形控制技术需要精确的工艺参数和操作技巧，对工人的技能水平要求较高。
铝合金薄壁件加工变形控制技术需要长时间的加工过程，导致生产效率较低。
铝合金薄壁件加工变形控制技术需要严格的质量检测和控制，对检测设备的精度和可靠性要求 较高。
技术方案和实施过程应用案例：介绍铝合金薄壁件加工变形控制技术在具体产品中的应用案例，如航空航天、汽 车、电子等领域，说明该技术的应用价值和广泛性。
提高了铝合金薄壁 件加工精度和表面 质量
减少了加工过程中 的材料浪费和废品 率
提高了生产效率和 加工周期，降低了 生产成本
为企业带来了显著 的经济效益和社会 效益
铝合金薄壁件加工 变形控制技术
进给量：优化进给量可以提 高加工精度和减小变形
切削速度：选择合适的切削 速度以减小加工变形
切削深度：合理选择切削深度， 避免过大的切削力导致工件变 形
刀具薄壁件装 夹方式对加工变 形的影响
优化装夹方式的 方法和原理
铝合金薄壁件加工 变形控制实验研究
铝合金薄壁件：材料为5A06铝合金，壁厚为1mm
实验设备：数控加工中心、切削液、夹具等
实验环境：温度20±5℃，湿度50±10%
实验步骤：加工前对铝合金薄壁件进行热处理和表面处理，采用合适的切削参数进行加工， 观察并记录加工变形情况
实验材料：铝 合金薄壁件
实验设备：加 工机床、测量
加大研发投入，持 续探索更有效的加 工变形控制技术。
加强产学研合作， 推动铝合金薄壁件 加工变形控制技术 的创新发展。
建立完善的加工变 形控制技术标准体 系，提升行业整体 水平。
铝合金零件加工难点与对策探析
铝合金零件加工难点与对策探析摘要：现阶段的铝合金零件加工工艺已经较为先进科学，能够生产出高品质的铝合金零件。
即便如此，在铝合金零件加工过程中依然遇到较多难点或问题，会因此影响到铝合金零件的加工品质。
对于此，应充分明确铝合金零件加工难点，且要掌握铝合金零件加工的相关工艺和诸多要点。
详细言之，当前铝合金零件加工中主要存在四大难点，一是铝合金零件加工变形，二是铝合金零件加工热处理温度控制，三是铝合金零件加工中切削液变色，四是铝合金零件加工刀具选择，要明确每一个难点的解决方法。
关键词：铝合金零件；加工；切削液一直以来，有效解决铝合金零件加工过程中的难点是一大研究重点，并在研究实践过程中积累了较多成熟经验做法，意识到要对铝合金零件加工难点进行针对性处理。
目前来看，铝合金零件加工中的难点较多，比如加工过程中较容易出现变形问题，当铝合金零件加工中出现变形问题，势必增加焊后调修量，会因此浪费工时和增加成本，影响到铝合金零件加工的经济性。
对于此，应充分重视铝合金零件加工中难点或问题的解决，并强调应用最先进的技术工艺。
结合当前已有的研究成果，本文继续探究铝合金零件加工难点的解决方法。
一、铝合金零件加工变形的对策铝合金零件加工中使用传统加工方法时，容易出现变形问题。
铝合金零件加工变形与多种原因有关，主要是材质、温度、内应力、生产条件、零件形状、切削液。
以内应力这一原因为例，内应力可导致铝合金零件加工中出现多种形式的变形，一是扭曲，二是侧弯，三是翘曲，无论是哪一种变形，都会导致铝合金零件加工质量大受影响，甚至是出现铝合金零件大批量报废的情况[1]。
再比如当铝合金零件材料有较大的膨胀系数时，薄壁在加工过程中较容易出现变形问题，如果是使用自由锻毛坯，则因为有较多的加工工序，所以更易出现变形问题。
目前来看，薄板类零件、薄壁类零件在加工过程中较容易出现变形，且在变形控制时有较大难度。
在解决铝合金零件加工变形这一难点时，可以着重从三个方面入手。
铝合金零件加工变形的解决方法
铝合金零件加工变形的解决方法摘要:本文主要介绍了铝合金机械的加工变形原因,提出了解决铝合金零件机械加工变形问题的基本方法。
以作者的工作及实践经验,介绍了这些方法在实际机械加工中的应用。
关键字:铝合金型材;加工时变形;残余应力;切削热;切削用量;加工夹具的变形和回弹0 引言在机械加工中,影响铝合金零件变形主要有以下三个因素:毛坯残余应力的释放、由切削热与切削力所引起的变形、对工件的装夹变形和回弹。
要解决铝合金的加工变形问题,就必须针对以上各个因素制定相应的加工方法,并安排合适的加工工艺方案。
1 铝合金加工变形的解决方法1.1铝合金加工变形的解决方法1.11利用最先进的加工技术解决了铝合金的加工变形新型的机械加工方法,与传统的机械加工方法相比较而言,更能高效的处理零件加工过程中的切削力、磨削热,以及刀具的装夹变形和回弹等的问题。
下面列出了一些先进的加工方法。
①高速切割技术。
②电流变(ER)技术。
③激光制造技术。
④水射流制造技术。
⑤超音波生产技术。
⑥离子束生产技术。
⑦等离子生产技术。
⑧线切割生产技术。
1.12使用金属切削工具处理铝合金的加工过程与黑色金属相比较,铝合金材料在切削过程中产生的切削力相对较小,因此可以采用较大的切削速度,但很容易粘上刀、形成积屑瘤,由于铝合金材料的导热系数较高,在切削时由切屑和零件导出的热量都较多,且切削区温度也较低,所以虽然刀具耐用度较高,但由于零件本身的温升也相对较快,很容易引起变形的产生。
因此,通过选用合适的刀具材料,在原刀具材料的基础上选用合适的刀具角度,并提高刀具表面的粗糙度的要求,对降低切削力和切削热十分有效。
1.13利用热处理解决相合金的加工变形解决铝合金型材加工应力问题的热处理方式,一般为去内部应力退火、再结品退火、均匀性退火及时效。
1.14利用冷处理解决铝合金的加工变形解决铝合金加热变形问题的冷处理技术,只要有振动时效和人工冷校形。
由于冷处理工艺节能、制造周期复、制造代价小,所以在制造流程中使用最广泛。
铝合金构件的变形矫正方法大全
铝合金构件的变形矫正方法大全，附有实例目前铝合金在产品加工制造行业被广泛应用。
铝合金产品在加工制造过程中由于受到外力或焊接应力的影响，通常会产生一定程度的变形，这些变形通常都要进行矫正，而使其符合产品质量要求。
实践证明，多数变形的构件是可以矫正的。
矫正的原理都是设法造成新的变形来达到抵消已经发生的变形。
在生产实际过程中普遍应用的矫正方法，主要有机械矫正、手工矫正和火焰矫正，因此要针对产品不同的结构和变形程度合理选择最佳的矫正方法，以获得最佳的矫正效果。
铝合金构件变形的原因（1）原材料在加工过程中产生的变形由于原材料在挤压生产过程中产生的残余应力而引起的变形。
如：挤压过程中冷却速度不一致、挤压设备调试失常等。
（2）在产品制造过程中产生的变形主要原因是外力影响。
如剪切过程中产生的剪切挤压应力、热切割过程中热胀冷缩产生的收缩应力等。
（3）焊接过程中产生的变形主要原因是焊缝周围产生的横向和纵向收缩应力，通常称为焊接应力引起的变形。
（4）构件变形的实质不论构件发生何种变形，其主要原因都是由于其内部存在不同程度和不同形式的残余应力，使其结构组织中一部分纤维变长受到周围的压应力，另一部分纤维变短受到周围的拉应力，从而造成了金属材料的变形。
矫正原理及常用方法矫正的原理就是通过外力或局部加热，使得较长的纤维缩短，较短的纤维伸长，最后使得各层的纤维长度趋于一致，或达到我们要求的纤维长度，从而消除变形或使变形减少到规定的范围之内。
各种矫正方法在现场使用过程中要根据其构件结构特点、变形形式、工件大小等不同情况做相应的选择，必要时还需采取多种矫正形式相结合的综合矫正法。
其中火焰矫正是应用最为广泛的一种方法，其对于大型构件和自身强度较大构件的变形矫正效果最好，但火焰矫正也是一门较难掌握的矫正方法，如加热位置、温度控制、冷却方式不当还会造成构件新的更大变形，甚至导致产品的报废。
因此，火焰矫正作业人员除要有丰富的实践经验外，还需掌握铝合金的热处理性能。
金属常见加工工艺缺陷的特征、原因、影响及措施
度下，金属再结晶退火加热温度过高或时间过长所致。晶粒粗大或粗细不均会导致在变形量较 大的部位产生裂纹，且裂纹多沿粗细混晶交界区择优分布。
三.由于材料成分、性能不合格
1.成分不合格 冷冲用钢板的化学成份应严格控，特别是碳、硫、磷元素极为重要。碳元素在钢中形成渗
2.带状组织 钢中带状组织是由铁素体和珠光体相间分布组成。它是由于碳、磷、硫晶间偏析，在热压
力加工中使之沿着金属变形方向被拉长，呈带状分布的夹杂物。 由于带状组织的取向平行于钢材轧制方向，而铁素体和珠光体的强度及塑性差异悬殊，因
此，冷冲时当钢件的变形方向与钢板带状组织相垂直，容易产生拉裂和撕裂。由于钢板带状组 织引起的冲裂，裂纹平行于钢板轧制方向，裂纹粗大，显微观察时裂纹多沿珠光体边缘分布、 取向平行于带状组织。
3.鳞片状毛刺
以较低或中等切削速度切削塑性金属时，加工表面往往会出现鳞片状毛刺，尤其对圆孔采 用拉削方法更易出现，若拉削出口毛刺没有去除，则将成为使用中应力集中的根源。
4.“R”加工过小
零件拐角半径小，尤其是横截面形状发生急骤的变化，会在局部发生应力集中而产生微裂 纹并扩展成疲劳裂纹，导致疲劳断裂。
3.涡流
金属在锻造过程中由于剧烈的热变形使金属组织发生晶粒结晶重新定向排列，形成结晶织 构和金属中的非金属夹杂物、树枝晶偏析、第二相质点等沿热加工方向形变延伸呈带状分布， 形成了锻件的纤维状组织即锻造流线。
产生的原因主要是表面氮浓度富集，化合物虽连续粗大网络状分布。在磨削时倾向于脱落 的氮化层的显微结构特点是沿奥氏体晶界存在稠密的网状氮化物，它的存在使晶格畸变加剧， 在位错与晶界处三向应力增大，在磨削力、热应力及组织应力的作用下，粗大的氮化物网络边 界区切口效应敏感性增大，造成综合应力叠加，当这种应力超过渗层的强度极限时，即产生脆 性破裂与剥落。当晶界强度大于晶内强度时，则裂纹沿晶扩展产生脆裂及剥落；当晶界强度等 于晶内强度时，则裂纹的扩展呈穿晶脆裂及剥落。
《机电设备维修技术》思考题与习题答案5
第三章思考题与习题答案一、名词解释1.扩孔镶套法：是指孔类零件的孔磨损严重时，只要结构允许，可采用镗扩磨损孔，然后镶套并磨削孔内表面过到规定要求的修复方法。
2.电刷镀修复法：是采用电刷镀进行修复的方法，而电刷镀是指依靠一个与阳极接触的垫或刷提供电镀需要的电解液的电镀方法。
3.低温镀铁：在50℃以下至室温的电解液中镀铁的工艺。
4.冷焊修复法：是指在常温或局部低温预热状态下进行修复的方法。
5.热喷涂修复法：是采用热喷涂进行修复的方法。
热喷涂包括喷涂和喷焊两种工艺。
用高温热源将喷涂材料加热至熔化或呈塑性状态，同时用高速气流使其雾化，喷射到经过预处理的工件表面上形成一层覆盖层的过程称为喷涂。
将喷涂层继续加热，使之达到熔融状态而与基体形成冶金结合，获得牢固的工作层称为喷焊或喷熔。
二、填空题1．利用_机械加工、_机械连接、机械变形等各种机械方法，使失效零件得以修复称机械修复法。
2．采用镶加零件法修复失效零件时，镶加零件的材料和热处理，一般应与基体相同；必要时应选用比基体性能更好的材料。
3．焊接修复法可以迅速地修复一般零件的磨损、变形、断裂或裂纹等多种缺陷。
4．对于磨损严重的重要零件，可在磨损的部位堆焊上一层金属。
常见的堆焊方式有手工堆焊和机械堆焊两类。
5．零件进行堆焊修复后，为减小焊层的应力和硬度不均现象，应进行回火处理。
6．胶粘剂主要分有机胶粘剂和无机胶粘剂两大类。
7．有机胶粘剂一般总是由几种材料组成，配制时应注意比例和称量的准确，否则将直接影响粘接质量。
8．粘接表面的处理方法有____机械处理__、____脱脂处理__和__化学处理__ 等。
9．一般液态胶粘剂可采用刷涂、刮涂、喷涂和用滚筒布胶等涂胶方法。
10．胶层应涂布均匀，注意保证胶层无气泡和避免出现贫胶、缺胶现象。
11．电镀修复法可修复零件的尺寸，并提高零件表面的硬度、耐磨性和耐蚀性等。
12.采用镀铬法修复零件，镀铬层具有硬度高、耐磨性好、耐腐蚀性强、耐热等特点。
铝合金薄壁零件的机械加工工艺分析
铝合金薄壁零件的机械加工工艺分析[摘要]铝合金薄壁零件应用领域较为广泛，但其自身性能较为特殊，在加工过程中需要注意工艺与方法。
基于此，本文分析了铝合金薄壁零件性能与特点，并提出提高铝合金薄壁零件机械加工质量的有效对策。
[关键词]铝合金薄壁零件；机械加工；工艺特点与其他零件相比，铝合金薄壁零件结构复杂，并且在尺寸方面要求较高，因此，在加工过程中难度较大。
为了加工出符合工艺标准的机械设备零件，需要不断提高相关加工人员的工作能力与操作水平。
一、铝合金薄壁零件的性能及工艺特点第一，铝合金材料本身具有较强的可塑性与韧性，并且其粘附性较大，容易出现切屑粘连的情况，加工人员在进行切削操作时，切屑容易粘附在刀刃上，对切削刀日后使用会造成影响。
第二，铝合金薄壁零件刚性较弱，在进行加工过程中，需要把握好对铝合金薄壁力的大小，如果加工人员用力过大，极易导致铝合金薄壁零件形状发生变化，从而达不到质量要求。
第三，线膨胀系数大，通常情况下，铝的线膨胀系数要远超于钢的线膨胀系数，因此加工人员在进行切削作业时会使温度上升，造成零件变形。
第四，铝合金材料硬度较差，在进行加工时，加工面容易出现划伤的现象。
因此，在进行铝合金薄壁零件加工时，要达到设备对零件表面粗糙度的要求，加工人员需要熟练掌握加工设备，保证操作水平。
第五，通常情况下，加工人员会应用数控机床对铝合金薄壁零件进行加工操作，但是由于有些零件厚度较薄，在操作时，要注意切削作业会产生切削力，加之薄板本身存在弹性，因此容易出现切削面震动的现象，零件的厚度尺寸是控制不了的，并且表面的粗糙程度也会有所增加。
二、薄壁零件机械加工过程及主要工艺（一）选择合适的切削刀在进行加工时，要选择合适的刀具，充分考虑刀具的形状、切削用量等特点，规划好加工任务，注意加工过程中的镜像切削力，对薄壁零件的变形情况加以重视。
切削刀具的前角要综合刀具的形状及切削变形等特点决定，如果切削前角过大，则在切削过程中摩擦力会变小，可见，在确定刀具前角大小时需要综合各项影响因素。
减少航空发动机铝合金零部件加工变形的措施
减少航空发动机铝合金零部件加工变形的措施航空发动机是工业技术的结晶，是一个国家科学技术的集中体现。
在航空发动机的制造中涉及到材料、加工制造水平等各个环节，任何一个环节出现问题都会对航空发动机的使用质量造成严重的影响。
铝合金是一种在航空发动机中应用较多的材料，其具有重量轻、耐腐蚀、抗疲劳能力强等的特点，现今在飞机制造中铝合金得到了广泛的应用。
铝合金在完成了机械加工制造后由于铝合金内部残余加工应力的释放会使得加工后的铝合金零件产生较大的变形，从而对后续的航空发动机的装配以及航空发动机的制造质量造成了极大的影响。
严重的铝合金加工后的变形会造成加工完成的铝合金零部件的超差报废，从而造成严重的经济损失。
因此应当做好铝合金零部件加工制造中的残余应力的分析，并通过制定合理的加工工艺来对铝合金零部件的变形加以控制，提高铝合金零部件使用的可靠性与稳定性。
标签：铝合金；航空零部件；残余应力；变形；加工工艺前言铝合金具有比重小、塑性高和抗腐蚀能力强和良好的导热、导电特性，此外在加工机械性、物理性等方面都有着较强的性能，因此在航空发动机的制造中应用较为广泛。
现今在铝合金的加工制造中主要使用切削加工作为主要的加工手段，但是在铝合金零部件的加工中发现其由于残余应力影响会使得铝合金零部件变形，从而对铝合金零部件的加工精度造成严重的影响。
因此，应当在铝合金零部件的加工制造中通过合理的工艺对铝合金零部件的残余应力变形问题加以控制与规避，从而获得良好的加工性能。
1 航空发动机铝合金零部件加工变形原因分析某型航空发动机的中压压气机部分采用的是铝合金制造的半护罩组件并通使用箍环组合而成。
在材质上使用的是铝合金成分为Al-2.3Cu-1.5Mg-1.1Ni-1.1Fe，通过对铝合金进行热处理后材料的硬度范围在HB120-140的区间范围内。
对于此铝合金零部件加工属于典型的薄壁加工，根据图纸设计此零部件的最薄处仅为1.8mm，由于零部件较薄因此在完成对于铝合金零部件的加工后零部件中所含有的加工残余应力将会引起零部件的较大的变形，从而造成零部件加工质量的偏差。
铝合金加工变形原因
铝合金加工变形原因一、材料特性1.1 成分和组织结构铝合金的成分和组织结构对其加工性能有着重要影响。
一般来说，含硅量较高的铝合金易于变形，而含镁、锌、铜等成分的合金抗拉强度较高，不易塑性变形。
此外，晶粒尺寸和分布、析出相的类型和数量都会对加工性能产生影响。
1.2 热处理状态铝合金的热处理状态也会影响其加工性能。
大多数铝合金经过固溶处理和时效处理后具有较好的强度和塑性，但如果热处理不当或者处理过程中出现异常现象，就会导致加工性能下降，易发生变形。
1.3 强化相铝合金中的强化相，如析出硬化相、沉淀硬化相等，可以提高材料的强度和硬度，但过多的强化相会使材料变脆，容易发生断裂变形。
二、加工工艺2.1 工艺选取不同的加工工艺对铝合金的变形影响也不同。
例如，冷拔、轧制、冲压等工艺会导致材料发生塑性变形，而锻造、挤压等压力加工工艺则在材料表面产生残余应力，引发变形。
2.2 切削力在铝合金的切削加工中，切削力是一个重要的参数，切削力的大小和方向都会对变形产生影响。
如果切削力过大或者切削角度不当，会导致变形过大和表面质量下降。
2.3 温度控制在热加工过程中，温度的控制对铝合金的变形有着重要影响。
温度过低会导致材料硬化，易发生开裂或者断裂变形；温度过高则会造成材料软化，导致不可逆的变形。
2.4 冷却速度在热处理和热加工中，冷却速度也会影响铝合金的变形。
过快的冷却速度会导致变形过大和残余应力增加，而过慢的冷却速度则会造成材料软化，导致变形和残余应力减小。
三、设备状态3.1 加工设备的状态加工设备的磨损程度、精度和稳定性会对铝合金的变形产生影响。
例如，设备的振动、松动、变形等都会导致加工过程中形状和尺寸的偏差，影响材料的变形。
3.2 工件夹持工件夹持是影响铝合金变形的一个重要因素。
夹紧力的大小和均匀性直接影响到材料的表面质量和尺寸稳定性，不良的夹持会导致变形和尺寸不稳定。
3.3 润滑和冷却在加工过程中，润滑和冷却是必不可少的，适当的润滑可以减小切削力、降低摩擦、减小热变形，而不良的润滑会使铝合金表面光洁度下降，容易发生变形。
探究铝合金零件加工变形的解决方法
探究铝合金零件加工变形的解决方法摘要：伴随着社会经济的不断发展，科技水平的不断提升，人们的生活质量水平越来越高，对于飞机出行的需求量也越来越大。
在飞机结构中，为了充分减轻飞机的整体重量，所以应用了大量的铝合金零件。
但是由于铝合金零件的膨胀系数相对较大，这也使得薄壁在加工的过程中，非常容易出现变形的情况。
特别是在自由锻毛坯的采用过程中，由于加工余量相对较大，在一定程度上，也使得铝合金零件加工变形的情况更为严重，从而也使得铝合金零件加工后的使用效果大打折扣。
本文针对于，探究铝合金零件加工变形的解决方法，展开论述，仅供参考。
关键词：铝合金零件；加工变形；解决方法在铝合金零件的实际加工过程中，导致铝合金零件加工变形的条件因素有很多，通常情况下，铝合金零件形状、材质及生产条件的不同，在一定程度上，都有可能造成铝合金零件加工变形的情况。
与此同时，在机械加工的过程中，由于切削热、切削引力以及毛坯的残余力，也有可能造成铝合金零件加工变形的情况[1]。
因此，为充分确保铝合金零件的加工质量，应充分明确导致铝合金零件加工变形的主要原因，从铝合金加工工艺角度出发，充分结合以往的实际加工经验，及时的采取科学有效的防变形措施。
一、铝合金零件加工变形的主要原因（一）装夹力在铝合金薄壁零件的加工过程中，由于铝合金零件的薄壁相对较薄，所以这也使得，在加工过程中，无论使用是卡盘装夹，还是台虎钳装夹，都还是会在一定程度上，产生径向或者横向的装夹力，也正是由于装夹力的产生，从而造成了装夹的变形情况。
通常情况下，装夹的变型情况，往往取决于装夹力的大小，如果装夹力相对较大，那么装夹的变型是不可逆转且无法修复的，如果装夹力相对较小，那么装夹的变形会是弹性的，当铝合金零件加工完毕，并取出以后，装夹会自动恢复原本状态[2]。
但是也要注意，切削加工，一定要在装夹弹性变形没有恢复的时候进行，如果在装夹弹性变形恢复以后，才开始进行切削加工，那么将会在一定程度上，对后期的铝合金零件加工，造成新的变形影响。
铝合金压铸件发霉变黑的原因分析
一铝合金压铸件发霉变黑的原因分析
其一，外部环境因素。
铝是活泼金属，在一定的温度和湿度条件下极易氧化变黑或发霉，这是铝本身特性决定的。
其二，自身的内部因素。
很多厂家压铸、机加工工序之后，不做任何清洁处理，或者简单的用水冲冲，无法做到彻底清洗干净，压铸铝表面残留有脱模剂、切削液、皂化液等腐蚀性物质，以及其他污渍，这些又加快铝合金压铸件长霉点；其三，工艺设计不合理。
铝合金压铸件在清洗或压检后处理不当，为铝合金压铸件发霉创造了条件，加速霉变的生成；其四，选用清洗剂不得当。
清洗具有强腐蚀性，造成压铸铝腐蚀氧化。
其五，仓储管理不到位。
存放仓库不同的高度时，发霉的状况也不同。
采取对策：从压铸铝发霉的原因分析，我们不难得出这样的结论：防氧化问题非单一因素造成的，他涉及内外部、工艺、仓储等多个方面。
同时清洗、压检、存放、运输等各个过程都需要考虑防氧化，哪个环节出现问题，都会长霉点给你看。
故这是一个综合问题，需制定整体解决方案。
飘洁环保清洗技术从清洗剂、防氧化剂、工艺、存放环境、存放方式等角度出发，解决了铝合金压铸件发霉的难题，并可提供压铸铝清洗、压检、存放各个过程的防氧化解决方案。
压铸铝合金制品表面发黑，特别是在经过机加工以后会更加明显，表现为黑点黑斑。
这种情况可能是压铸时压力不够，工件致密度不够，所以形成毛细孔，这些毛细孔吸水被氧化后就会出现这种问题。
所以，还是要先从压铸工艺着手去解决问题。
另外，杂质、脱模剂等也会使毛坯面会出现这种情况，如果你一定要用表面处理的方法来消除（掩盖），建议你用本色阳极氧化。
只是成本高了点。
铝型材加工中心外壳变形的原因是什么
铝型材加工中心外壳变形的原因是什么铝合金外壳的加工变形，特别是薄壁外壳，是一个常见的技术问题。
因此，我们的铝型材加工中心工厂须分析变形的原因，然后实行相应的对策来防止变形。
1.铝壳的材料等级和结构多而杂性会影响外壳的变形CNC加工铝壳的变形和外形的多而杂性.纵横比与壁厚有关，直接关系到材料的刚度和稳定性。
所以，在设计产品的铝壳时，应尽量削减这些因素对工件变形的影响。
特别是在大型零件外壳加工定制中，结构应合理。
加工前应严格把握铝合金坯料的硬度和孔隙率，以保证坯料的质量，削减由此产生的工件变形。
2.加工中心加工夹具引起的铝壳变形铝壳加工和材料坯料夹紧时，应先选择正确的夹紧面，然后依据夹紧面的位置选择合适的夹紧力。
因此，夹紧表面和应力表面应尽可能全都，以便夹紧力作用于工件。
当多个方向的夹紧力作用于工件时，应考虑夹紧力的挨次。
应先施加夹紧力，使工件与支架接触，不易过大。
紧要用于平衡切削力的夹紧力应在后续工序中使用。
3.铝壳加工参数引起的变形在加工中心机床的切割过程中，外壳受到切割力的影响，在力的方向上产生相应的弹性变形，即加工行业。
应实行相应的措施来处理加工参数和刀具选择。
精加工需要锋利的刀具。
一方面可以削减刀具与工件摩擦形成的阻力，另一方面可以提高刀具切割工件时的散热效果。
从而削减工件上残留的内应力。
单刃铣削法通常用于铣削薄壁套管零件的大表面。
刀具参数接受较大的主偏角和较大的前角，以降低切削阻力。
由于这个工具很轻.在生产中快，削减了薄壁零件的变形，广泛应用于生产。
在薄壁铝壳的定制加工过程中，加工过程中切削力尺寸的合理刀具角度.加工过程中产生的热变形和工件表面的微观质量是特别紧要的。
刀具前角的大小计划了刀具的切割变形和前角的锐度。
大前角削减了切割变形和摩擦，但假如前角过大，刀具楔形角度减小，刀具强度减弱，刀具散热差，磨损加速度加快。
因此，在加工铝合金薄壁腔时，一般接受高速工具和硬质合金工具。
正确选择工具是处理铝壳工件变形的关键。
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铝合金零件的加工变形与工件表面变黑的原
因
由于铝合金零件材料热膨胀系数较大，薄壁加工过程中很容易变形。
尤其是在采用自由锻毛坯时，加工余量大，变形问题更为突出。
1加工变形的原因
铝合金零件加工变形的原因很多，与材质、零件形状、生产条件、切削液的性能等都有关系。
主要有以下几个方面：毛坯内应力引起的变形，切削力、切削热引起的变形，夹紧力引起的变形。
2减少加工变形的工艺措施
(1)降低毛坯的内应力
采用自然或人工时效以及振动处理，均可部分消除毛坯的内应力。
预先加工也是行之有效的工艺方法。
对肥头大耳的毛坯，由于余量大，故加工后变形也大。
若预先加工掉毛坯的多余部分，缩小各部分的余量，不仅可以减少以后工序的加工变形，而且预先加工后放置一段时间，还可以释放一部分内应力。
(2)改善刀具的切削能力
刀具的材料、几何参数对切削力、切削热有重要的影响，正确选择刀具，对减少零件加工变形至关重要。
1.合理选择刀具几何参数。
前角：在保持刀刃强度的条件下，前角适当选择大一些，一方面可以磨出锋利的刃口，另外可以减少切削变形，使排屑顺利，进而降低切削力和切削温度。
切忌使用负前角刀具。
后角：后角大小对后刀面磨损及加工表面质量有直接的影响。
切削厚度是选择后角的重要条件。
粗铣时，由于进给量大，切削负荷重，发热量大，要求刀具散热条件好，因此，后角应选择小一些。
精铣时，要求刃口锋利，减轻后刀面与加工表面的摩擦，减小弹性变形，因此，后角应选择大一些。
螺旋角：为使铣削平稳，降低铣削力，螺旋角应尽可能选择大一些。
主偏角：适当减小主偏角可以改善散热条件，使加工区的平均温度下降。
2.改善刀具结构。
减少铣刀齿数，加大容屑空间。
由于铝合金材料塑性较大，加工中切削变
形较大，需要较大的容屑空间，因此容屑槽底半径应该较大、铣刀齿数较少为好。
例如，φ20mm以下的铣刀采用两个刀齿；φ30-φ60mm的铣刀采用三个刀齿较好，以避免因切屑堵塞而引起薄壁铝合金零件的变形。
精磨刀齿：刀齿切削刃部的粗糙度值要小于Ra=0.4um。
在使用新刀之前，应该用细油石在刀齿前、后面轻轻磨几下，以消除刃磨刀齿时残留的毛刺及轻微的锯齿纹。
这样，不但可以降低切削热而且切削变形也比较小。
3.严格控制刀具的磨损标准：
刀具磨损后，工件表面粗糙度值增加，切削温度上升，工件变形随之增加。
因此，除选用耐磨性好的刀具材料外，刀具磨损标准不应该大于0.2mm，否则容易产生积屑瘤。
切削时，工件的温度一般不要超过100℃，以防止变形。
4.改善工件的夹装方法。
对于刚性较差的薄壁铝合金工件，可以采用以下的夹装方法，以减少变形：
对于薄壁衬套类零件，如果用三爪自定心卡盘或弹簧夹头从径向夹紧，加工后一旦松开，工件必然发生变形。
此时，应该利用刚性较好的轴向端面压紧的方法。
以零件内孔定位，自制一个带螺纹的穿心轴，套入零件的内孔，其上用一个盖板压紧端面再用螺帽背紧。
加工外圆时就可避免夹紧变形，从而得到满意的加工精度。
对薄壁薄板工件进行加工时，最好选用真空吸盘，以获得分布均匀的夹紧力，再以较小的切削用量来加工，可以很好地防止工件变形。
另外，还可以使用填塞法。
为增加薄壁工件的工艺刚性，可在工件内部填充介质，以减少装夹和切削过程中工件达变形。
例如，向工件内灌入含3%-6%硝酸钾的尿素熔融物，加工以后，将工件浸入水或酒精中，就可以将该填充物溶解倒出。
5.合理安排工序。
高速切削时，由于加工余量大以及断续切削，因此铣削过程往往产生振动，影响加工精度和表面粗糙度。
所以，数控高速切削加工工艺过程一般可分为；粗加工-半精加工-清角加工-精加工等工序。
对于精度要求高的零件，有时需要进行二次半精加工，然后再进行精加工。
粗加工之后，零件可以自然冷却，消除粗加工产生的内应力，减小变形。
粗加工之后留下的余量应大于变形量，一般为1-2mm。
精加工时，零件精加工表面要保持均匀的加工余量，一般以0.2-0.5mm为宜，使刀具在加工过程中处于平稳的状态，可以大大减少切削变形，获得良好的表面加工质量，保证产品的精度。
3操作技巧
铝合金材料的零件在加工过程中变形，除了上述的原因之外，在实际操作
中，操作方法也是非常重要的。
1.对于加工余量大的零件，为使其在加工过程中有比较好的散热条件，避免热量集中，加工时，宜采用对称加工。
如有一块90mm厚的板料需要加工到60mm，若铣好一面后立即铣削另一面，一次加工到最后尺寸，则平面度达5mm；若采用反复进刀对称加工，每一面分两次加工到最后尺寸，可保证平面度达到0.3mm。
2.如果板材零件上有多个型腔，如图4所示。
加工时，不宜采用一个型腔一个型腔的次序加工方法，这样容易造成零件受力不均匀而产生变形。
采用分层多次加工，每一层尽量同时加工到所有的型腔，然后再加工下一个层次，使零件均匀受力，减小变形。
3.通过改变切削用量来减少切削力、切削热。
在切削用量的三要素中，背吃刀量对切削力的影响很大。
如果加工余量太大，一次走刀的切削力太大，不仅会使零件变形，而且还会影响机床主轴刚性、降低刀具的耐用度。
如果减少背吃刀量，又会使生产效率大打折扣。
不过，在数控加工中都是高速铣削，可以克服这一难题。
在减少背吃刀量的同时，只要相应地增大进给，提高机床的转速，就可以降低切削力，同时保证加工效率。
4.走刀顺序也要讲究。
粗加工强调的是提高加工效率，追求单位时间内的切除率，一般可采用逆铣。
即以最快的速度、最短的时间切除毛坯表面的多余材料，基本形成精加工所要求的几何轮廓。
而精加工所强调的是高精度高质量，宜采用顺铣。
因为顺铣时刀齿的切削厚度从最大逐渐递减至零，加工硬化程度大为减轻，同时减轻零件的变形程度。
5.薄壁工件在加工时由于装夹产生变形，即使精加工也是难以避免的。
为使工件变形减小到最低限度，可以在精加工即将达到最后尺寸之前，把压紧件松一下，使工件自由恢复到原状，然后再轻微压紧，以刚能夹住工件为准(完全凭手感)，这样可以获得理想的加工效果。
总之，夹紧力的作用点最好在支承面上，夹紧力应作用在工件刚性好的方向，在保证工件不松动的前提下，夹紧力越小越好。
6.在加工带型腔零件时，加工型腔时尽量不要让铣刀像钻头似的直接向下扎入零件，导致铣刀容屑空间不够，排屑不顺畅，造成零件过热、膨胀以及崩刀、断刀等不利现象。
要先用与铣刀同尺寸或大一号的钻头钻下刀孔，再用铣刀铣削。
或者，可以用CAM软件生产螺旋下刀程序。
4工件表面变黑
铝氧化加工铝合金铸造一般都是用金属型铸造，金属铝及铝合金具有很好。