铝挤成型工艺介绍

3003
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5083
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(6351)
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7005
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Si
Fe
Cu
Mn
-
-
5.00
-
0.40
0.70 6.00
T5 由高温加工后冷却，人工时效硬化
T6 固溶热处理后淬火，人工时效硬化
T7 固溶热处理后淬火，过时效处理
T8 固溶热处理后淬火，经冷加工，再人工时效硬化处理
T9 固溶热处理后淬火，人工时效硬化处理，再冷加工
T10 由高温加工后冷却，经冷加工，再人工时效硬化处理
制造条件与质别符号－热处理型
退火(O)
机加工性: 铝的可机加工性是优良的。在各种变形铝合金和铸造铝合金中，以及在这 些合金产出后具有的各种状态中，可机加工特性的变化相当大，这就需要 特殊的机床或技术。 可成形性: 这是铝及许多铝合金较重要的特性之一。特定的拉伸强度、屈服强度、可 延展性和相应的加工硬化率支配着允许变形量的变化。商业上可提供的铝 合金在不同形态下成形性的额定值取决于成形的工艺方法。这些额定值在 作金属加工特性的定性对照中仅能起大致的指导作用，即不能定量地作为 成形性的极值。 锻性: 铝合金可以锻造成形状与品种繁多的锻件，它们的最终部件锻造设计标准 的选择范围(基于预定的用途)是很宽的。 连接铝可用各式各样的方法连接， 包括熔焊、电阻焊、硬焊、软焊、粘结以及诸如铆接和栓接之类的机械方 法。 可回收性: 铝具有极高的回收性,再生铝的特性与原生铝几乎没有分别。这点使铝成 为环保人士的宠儿。
铝材分类
• 依加工型态: 锻造用及铸造用铝合金 a. 锻造用铝合金:依成份 1xxx: Al 2xxx: Al-Cu 3xxx: Al-Mn 4xxx: Al-Si 5xxx: Al-Mg 6xxx: Al-Mg-Si 7xxx: Al-Zn-Mg 8xxx: others
彭水清
1.铝及铝合金材料介绍 2.铝合金热挤压成型工艺介绍 3.铝合金热挤压型材设计及模具知识了解 4.常见铝合金热挤压型材缺陷及预防
1 铝及铝合金材料介绍
铝锭
金属元素-铝
铝是地球上含量极丰富的金属元素，其蕴藏量在金属中居第2位。 至19世纪末，铝才崭露头角，成为在工程应用中具有竞争力的金属， 且风行一时。航空、建筑、汽车三大重要工业的发展，要求材料特性 具有铝及其合金的独特性质，这就大大有利于这种新金属－铝的生产 和应用。
铝是非铁磁性的，这对电气工业和电子工业而言是一重要特 性。铝是不能自燃的，这对涉及装卸或接触易燃易爆材料的应用来 说是重要的。铝无毒性，通常用于制造盛食品和饮料的容器。它的 自然表面状态具有宜人的外观。它柔软、有光泽，而且为了美观， 还可着色或染上纹理图案。
一些铝合金在强度上超过结构钢材，但是纯铝及某些铝合金 的强度和硬度极低。在现代生活中，铝已经广泛地应用在建筑行业 中。
0.30
-
-
-
0.60
0.35 0.10
0.10
0.70
-
-
0.40
1.20
0.50 0.10
0.80
0.40
-
0.15
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0.70 0.40
0.15
0.20
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-源自文库
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0.05 0.15
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0.10
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0.05 0.15
-
Bi 0.4-0.7
-
-
0.15 Pb 0.4-0.7 0.05 0.15
直接影响到导电率的好坏和散热片的散热效果 7XXX系列合金： 高强度熔接构造物、卡车车体、铁路车辆、冷冻设备、
航空器构造体、国防用零件 其他(1XXX 、 3XXX 、 4XXX 、 5XXX 、 8XXX)： 电线板金制品及食品设备之板材等五金及电工器材
铝合金热处理状态
• 基本热处理状态符号
铝工业的发展还不只限于上述内容。铝在商业上应用于诸如镜框、 门牌和餐用托盘之类的新颖物品。铝制的炊事用具也成为市场上的一 类商品。现在，铝已发展成具有各种各样用途的材料，其范围之广足 以使现代生活的各个侧面直接地受到铝的应用的影响。
铝的生产
铝电解工艺流程：现代铝工业生产采用冰晶石—氧化铝融盐电 解法。熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为电解铝生产 溶质，以碳素体 作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950℃-970℃下， 在电解槽内的两极上进行电化学反应，即电解。
铝的表面具有高度的反射性。辐射能、可见光、辐射热和电波都能有效 地被铝反射，而阳极氧化和深色阳极氧化的表面可以是反射性的，也可以是吸 收性的，抛光后的铝在很宽波长范围内具有优良的反射性，因而具有各种装饰 用途及具有反射功能性的用途。
铝通常显示出优良的电导率和热导率，具有高电阻率的一些 特定铝合金也已经研制成功，这些合金可用于如高转矩的电动机中。 铝由于它的优良电导率而常被选用。在重量相等的基础上，铝的电 导率近于铜的两倍。铝合金的热导量率大约是铜的50-60%，这对制 造热交换器、蒸发器、加热电器、炊事用具，以及汽车的缸盖与散 热器皆为有利。
化学反应主要通过这个方程进行：2Al2O3+3C==4Al+ 3CO2。 阳极：2O2ˉ+C-4eˉ=CO2↑ 阴极:Al3+3eˉ=Al。 阳极产物主要是二氧化碳和一氧化碳气体，其中含有一定量的 氟化氢等有害气体和固体粉尘。为保护环境和人类健康需对阳极气 体进行净化处理，除去有害气体和粉尘后排入大气。阴极产物是铝 液，铝液通过真空抬包从槽内抽出，送往铸造车间，在保温炉内经 净化澄清后，浇铸成铝锭 (aluminum ingot)。
60
No
H112
6061
65
Yes
T6
6063 100
Yes
T5
7075
10
No
T6511
可挤压指数以6063的相对值定位100为参考.
力学性能 抗拉强度(MPa) 屈服强度(MPa) 伸长率(%)
90
40
40
440
310
19
110
45
35
200
100
25
320
280
13
195
155
15
590
520
山东巍桥的电解铝及铸锭车间
铝锭熔铸
熔铸时主要加上硅.镁及晶粒细化剂。 炉温720-730度。
冶炼出来的铝含有的主要杂质是铁与硅，锌、镓、钛、钒也通 常作为微量杂质存在。国际上铝的最低纯度是以确定的成分及其数 值作为基本标准。在美国，以形成常规做法是将铁与銈的相对浓度 作为更重要的标准来考虑。未合金化的金属级别，可由其纯度来决 定，如含铝量为99.70%的铝，或者由美国铝协会制订的方法来决定， 该法规定以Pxxx级别为标准。在后一种情况下，字母P后的数字表 明硅与铁各自的最大的百份之零点几数值。
代号 Ｆ Ｏ Ｈ Ｗ
Ｔ
名称 制造状态 退火状态 冷加工硬化状态 固熔热处理 热处理状态(不同于F、O、 H状态)
说明 制造状态，无特别规定机械性质 退火状态，最柔软之状态 冷加工硬化状态，只适用于伸展材 固熔热处理，室温下之机械性质不安定 固熔热处理或高温加工后冷却
调质代号 H1n H2n H3n H4n
铝的主要特性:
铝及其合金的优良特点是其外观好、质轻，可机加工性、物理和力学性 能好，以及抗腐蚀性好，从而使铝及铝合金在很多应用领域中被认为最为经济 实用。
铝的密度只有2.7g/cm3，约为钢、铜或黄铜的密度(分别为7.83g/ cm3， 8.93g/ cm3)的1/3。在大多数环境条件下，包括在空气、水(或盐水)、石油化学和 很多化学体系中，铝能显示优良的抗腐蚀性。
铝挤型常用材质：
一般适用制作挤型材料有6061、6063、7005‧‧‧,电子业界所选用散热片之材料为6063牌号 6063铝挤型: (系属AL-Mg-Si锻炼用合金之其中一种材质)
牌号
特性
适合产品
6063
冷加工 热加工
固熔处理、淬火(Ｗ)
冷却(T1)
室温时效(T4)
冷加工(T2)
人工时效(T5)
冷加工(T3)
人工时效(T6)
人工时效(T10)
人工时效(T8)
冷加工(T9)
安定化处理(T7)
制造条件与质别符号－非热处理型
热加工
退火(O)
冷加工(H1n)
适度软化(H2n)
安定化处理(H3n)
涂装软化(H4n)
-
-
-
0.05
1.00
0.60
0.70 0.20
1.50
-
-
-
-
0.25
0.40 0.10
0.10
-
-
-
0.40
0.40
0.40 0.10
1.00
0.60
-
-
-
0.90
0.35 0.10
0.10
0.30
0.10
-
-
0.60
0.30 0.10
0.10
0.40
-
0.15
-
0.80
0.70 0.40
0.15
-
-
-
-
-
-
0.05 0.15
0.01
Zr
-
-
0.06
0.08-0.20
0.05 0.15
-
Zr+Ti
-
-
0.20
<0.25
0.05 0.15
铝合金的可挤压性及力学性能比对表
合金
可挤压性 可否挤压空
指数
心型材
典型状态
1100 150
Yes
H112
2014
20
No
T4
3003 110
Yes
H112
5052
当1886年Charles Hall在美国俄亥俄州和Paul Heroupt在法国各自 独立地将溶解在熔融冰晶石中的氧化铝(Al2O3)的电解还原技开发成功 之时，世界上首批以内燃机为动力设备的车辆问世，随之而来的便是 作为汽车业需用的、具有越来越大的工程价值的材料－铝及其合金对 汽车工业的发展开始起重要的作用。电气化也要求将大量质轻的导电 金属－铝用于长距离输送电，用于建造支撑架空电缆纲络所需要的塔 架，以便以发电厂传输电能。
• 锻造用铝合金依热处理型 态分类:
非热处理型态 1xxx: Al 3xxx: Al-Mn 4xxx: Al-Si 5xxx: Al-Mg 热处理型态 2xxx: Al-Cu 6xxx: Al-Mg-Si 7xxx: Al-Zn-Mg
合金 牌号
2011
Min
Max
HXn调质分类调质分类
说明 只加工硬化
加工硬化后，适度软化处理 加工硬化后，安定化处理 加工硬化后，涂装工程烧稍微软化
TX调质分类调质分类(一)
调质代号
说明
T1 由高温加工后冷却，自然时效。
T2 由高温加工过程冷却，经冷加工后自然时效
T3 固溶热处理后淬火，再冷加工，后自然时效
T4 固溶热处理后淬火，自然时效
9
热挤压铝合金用途
2XXX系列合金： 螺丝制造、航空机体、卡车骨架、塑料铸模及锻造缸头 6XXX系列合金： 门窗、家具、建筑装饰用棒及线、机械零件、道路车辆、
切削加工材 6061 Fe含量较高,所以硬度较大.适合于做工业形材. 6463 Mg含量较高,所以美观光泽度高. 6063 Cu含量较高,所以传导性较高.含铜量的大小将
-
0.80
0.25
0.20
0.80
0.40
-
1.20
0.14
0.25
0.45
-
-
0.90
-
0.05
1.00
0.06
4.00
1.80
0.20
5.00
2.10
0.18
5.10
2.90
0.28
6.10
其它
Ti
each
total
-
Bi 0.2-0.6
-
-
-
Pb 0.2-0.6 0.05 0.15
-
-
-
-
-
-
铝合金的分类
(a)按合金元素分类 1×××表纯度99.0%以上之纯铝系 铝件、面板85/KG 2×××表铝－铜合金 3×××表铝－锰合金 4×××表铝－硅合金 5×××表铝－镁合金(瑞士进口) 6×××表铝－镁－硅合金 T5 6063 6061 7×××表铝－锌－镁合金 8×××表上记以外之其他系统的合金 9×××表备用之分类号 (b)按强化机构分类（或依热处理形态） 1.应变硬化铝合金（非热处理形态）:1×××，3×××，4×××，5××× 2.可热处理强化铝合金: 2×××，6×××，7×××
化学成份
Mg
Cr
Zn
-
-
-
-
-
0.30
-
-
-
-
-
0.10
2.20
0.15
-
2.80
0.35
0.10
4.00
0.05
-
4.90
0.25
0.25
0.40
-
-
0.60
0.10
0.10
0.45
-
-
0.60
0.05
0.15
0.80
0.04
-
1.20
0.35
0.20
0.45
-
-
0.90
0.10
0.10
0.60
-