铝合金的研究现状与应用

铝合金的研究现状与应用与应用

徐熙晨

班级：140102 学号：20140047

摘要：回顾了锌铝合金的研究历史，介绍了合金的主要组元和作用，祥述了合金化、变质、热处理及其他处理方法对锌铝合金组织和性能的影响，最后介绍锌铝合金的应用及展望。

关键词：锌铝合金；显微组织；变质；热处理；稀土。

1.引言

锌铝合金具有良好的力学性能、耐磨减摩性能以及其他一些独特的性能(如碰撞时不产生火花,无磁性等),用其代替部分铜合金甚至铝合金具有明显地经济性,同时,该合金熔点低、耗能少、成本低廉、成型方便,适合于多种铸造方法,因此具有很强的市场竞争力,对其研究和应用也在不断地深入和发展,并成为金属材

料科学研究的热点之一。

2.铝合金的发展历史

锌远在公元前500年就为人们所知,人们在Cameros遗址中发现了古人用锌制做的手镯[1]。大约16世纪,金属锌传入欧洲。锌合金出现于本世纪初期,并作为锡和铅的代用品用于制造印刷铅字,为这种用途而开发的最早的1种锌基合金含6%Sn,5%Cu和0.5%Al。但早期的锌合金易于晶间腐蚀和过早失效,在潮湿环境下易开裂。使得人们难以想象锌及其合金也能成为性能优良的工程材料。随着锌冶炼技术的进步,人们可以得到纯度很高的锌,改善锌合金的晶间腐蚀性成为现实。上世纪30年代左右,美国新泽西锌合金公司研制出了Zamak3和Zamak5锌铝压铸合金。在战前和二次世界大战期间,德国由于铜资源紧缺,而用重力铸造锌铝合金代替铜制造轴承材料。锌铝合金熔点低、机械性能好,因而在压铸工业中得到了广泛地应用。上世纪60年代前后,由于塑料工业的兴起,使锌合金面临竞争与挑战。1959年国际铅锌研究组织发起了1个旨在开发新型的、先进的压铸锌铝合金的研究计划,这个计划促使了薄壁锌铝合金压铸技术和ILZRO216、ILZRO212铸造锌铝合金[1、2]的出现。ILZRO212(后经改进发展成ZA12合金)铸造锌合金的蠕变性能与Zamak3和Zamak5相当,但其铸造性能和力学性能更好。上世纪70年代后期又开发了性能更优的ZA8和综合力学性能最佳的ZA27合金。此后,在世界范围内,人们开始研究、开发锌铝合金,一些国家还将锌铝合金列入国家标准[3]。

3.铝合金的应用

3.1铝合金在航空器上的应用

斯达麦特(Berylcast)和布拉什・威尔曼(AlBe2Met)都生产用于飞行器的铍铝合金。斯达麦特生产的合金熔模铸件被用在美国的RAH266Comanch型军用直升机和爱国者PAC23型导弹系统[1]。AlBeMet162正在为应用于先进的供出口的F21战斗机的方向舵而接受检测。用作F215方向舵的唯一竞争材料是波音飞机已使用的价格昂贵的硼2环氧树脂。因为简化了设计,在F215方向舵中使用

AlBeMet162比硼2环氧树脂便宜,且减轻了重量,提高了性能[1]。

3.2铝合金在硬盘驱动器中的应用

Berylcasl铝合金用作硬盘驱动器,用于便携式电脑等产品,可以减轻重量,增加刚性,减轻振动。Berylcast用作高级传动材料可以提高数据搜索速度,增加每英寸的磁道数(TPI),当维持或提高磁道储存量时,可减少磁盘片的数量。剖切Berylcast的剂压材可生产硬盘驱动臂,布拉什・威尔曼生产已超过100万件。美国在1997到1999年硬盘驱动器的生产数据如表4所示,其数据仅为一个尺寸的磁盘驱动器,未计算所有可能的数据。3寸磁盘驱动器的发货量在1997～1999年

之间每年下降接近27%[1]。

3.3铝合金在航天器上的应用

美国轨道科学公司把布拉什・威尔曼生产的AlBeMet铝合金用在了

28ORB2COMM型低轨道通讯卫星上。通用太空飞行器的外圈由三块弧形AlBeMet162合金嵌板组成,并由相同材料的托架固定。AlBeMet合金因其优良的刚度和低重量,在使用时优先于铝材而被考虑[1]。

3.4 铝合金在刹车系统中的应用

布拉什・威尔曼生产的AlBeMet铝合金被意大利的Brembo汽车公司和英国的AP 汽车公司用来制作一级方程式汽车用刹车片。铝合金刹车片的刚度、低重量和热特性可减少刹车时间。

4.结论

总之，锌铝合金因其性能优良、原材料成本低、熔化能耗低而倍受人们的重视。另外，我国铜资源短缺，锌、铝资源相当丰富，因此大力研究和推广锌铝合金的应用具有重要的经济意义。

5.参考文献

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[2]GervaisE,BarnhurstRJ,LoongCA1AnAnalysisofSelectedProp2ertiesofZAAl loys[J]1Metls,1985,(94):43～47

[3] 安继儒1中外常用金属材料手册[M]1西安:西安交通大学出社,1990:43～45

[4] 张忠明,王锦程,徐东辉,等1铝、铜、镁对铸态锌基合金组织和阻尼性能的影响[J]1中国有色金属学报,1999,(9):(Suppl11):1～6

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