铝及铝合金大中型工业型材生产技术论

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1、铝及铝合金大中型型材挤压生产技术摘要：全面系统地介绍了大中型挤压型材用铝合金的分类、化学成分、性能与用途。介绍了大中型铝合金型材的特点、分类、应用与技术开发情况。着重介绍了大中型铝合金挤压型材的工艺流程、主要工艺参数的确定原则，以及各种型材的工艺特点与生产技术关键问题，特别是对大中型工业用结构型材的生产关键技术与质量控制进行了较详细的论述，有较强的实用价值。 关键词：大中型铝合金挤压型材；工业用结构型材；质量控制；技术开发；应用趋势1常用挤压铝合金的性能与用途1.1常用挤压铝合金的化学成分及牌号变形铝合金可按照以下几个主要特征进行分类：(1)按照抗拉强度的高低分为：低强度(Rm

2、＜300N／mm２)铝合金，中等强度(Rm=300N／mm２～450N／mm２)铝合金和高强度(Rm＞450N／mm２)铝合金；(2)按照热处理强化程度分为：热处理可强化铝合金和热处理不可强化铝合金；(3)按照焊接性能分为：可焊铝合金(在熔化焊接时，能够保持或者仅稍微改变其力学性能)和不可焊铝合金(在熔化焊接时，合金的强度等力学性能显著降低)。(4)按照抗腐蚀性能分为：高抗蚀性和低抗蚀性铝合金(在大气条件下和在海水中抗一般腐蚀性和抗应力腐蚀性能高)，中等抗蚀性铝合金。上述分类方法在很大程度上是有条件的，因为某些铝合金根据变形和热处理制度的不同可以划分为不同类型。低强度铝合金(工

3、业纯铝、3A21、4004、5005、5A02、5A03、5086等)热处理后不强化，其半成品在退火状态下或冷作硬化后使用。有一些Al－Mg－Si系合金例如6063、6061，虽然也属于低强度铝合金，但由于是热处理可强化合金，故其型材一般经过淬火、人工时效或自然时效后使用。中等强度的铝合金可分为两组：热处理不可强化铝合金(如5A05、5A06、5B06)和热处理可强化铝合金(6A02、2A11、2A70、2A06等)。前者的半成品只是在退火状态下使用，具有良好的可焊性和高抗蚀性。第二组铝合金的半成品在淬火和自然时效或人工时效后使用，其抗蚀性和可焊性随化学成分的不同而不同。铜含量

4、限制在1%以下的6A02合金，属于高抗蚀性和可焊性合金，而2A11合金的抗蚀性和可焊性则较低。高强度铝合金7A04和2A12经热处理可显著强化。7A04合金的半成品经淬火和人工时效后使用，而2A12合金半成品通常在淬火和自然时效后使用。这两种合金的抗蚀性不高，必须用专用的保护方法(包铝、阳极氧化、涂油漆层)。7A04合金的抗蚀性一般比2A12合金的略高，但2A12合金具有很高的塑性和热强性。当焊接热处理可强化铝合金时，其焊缝和靠近焊缝区的强度大大减弱，其抗蚀性能下降。所以这些合金属于不可焊的，这些合金的结构装配采用铆接，而很少采用螺栓连接。7A04、2A12以及2A06合金主要

5、用于制造受力结构件。7A04合金制造的结构可在不超过100℃温度下长期工作。例如：飞机的蒙皮、桁条、隔框、大梁、建筑上用的承力构架，载重汽车的框架、车身，铁路车厢的骨架和地板等。2A06合金可用于制造在150℃～250℃温度下工作的型材结构件，可用于制造蒙皮、大梁、隔框，在使用时受剧烈加热的其他结构零件。与2A12合金不同，2A06合金的大中型型材和壁板在淬火和自然时效状态下没有晶间腐蚀和腐蚀开裂现象。6005A、6082、6061、7005、2A70、2A50、5A50、5A06合金主要用于制造承受中等负荷结构件。其中，6005A、6082、6061、7005、2A70和2A

6、50合金在淬火和人工时效后使用。可用这些合金制造铁路车厢的框架和车身、焊接油箱、建筑上承受载荷的吊砰、隔板、船舶的甲板、上部建筑的隔板等。38采用淬火和自然时效状态下的6A02和6063合金制造装饰件和民用建筑结构件。在这种状态下，上述合金具有高抗蚀性，能很好地抛光和阳极氧化处理。此外，在某种情况下，也利用5A06和5A03合金制造民用建筑结构件。在某些情况下，采用1035工业纯铝和3A21合金型材制造建筑结构的装饰部件。表1列出了我国部分挤压型材用铝合金的牌号、化学成分与美国、日本和俄罗斯牌号对照。表2为挤压型材用铝合金的可挤压性及典型力学性能。表1我国常用挤压型材铝合金化学

7、成分及与国外牌号对照表合金名称化学成分/%其他杂质国外牌号CuMgMnFeSiZnTiBeCrFe+Ｓi单个合计美国俄罗斯日本1070A0.01--0.160.16----0.260.03--A00-10600.01--0.250.20----0.360.03--A0-10500.015--0.300.30----0.450.03--A1-10350.05--0.350.40----0.600.03--Al-12000.05--0.50.5----0.900.05-1435A2-1200A0