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铝型材及热处理

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铝型材及热处理_第1页
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分类: 展伸材料分非热处理合金及热处理合金1.1 非热处理合金: 纯铝—1000 系,铝锰系合金 —3000 系,铝矽系合金 — 4000 系,铝镁系合金 —5000 系1.2 热处理合金: 铝铜镁系合金 —2000 系,铝镁矽系合金 —6000 系,铝锌镁系合金 — 7000 系二、合金编号 : 我国目前通用的是美国铝业协会〈 Aluminum Association 〉的编号兹举 例说明如下: 1070-H14( 纯铝 )2017-T4( 热处理合金 )3004-H32( 非热处理合金 )2.1 第一位数:表示主要添加合金元素1:纯铝2:主要添加合金元素为铜3:主要添加合金元素为锰或锰与镁4:主要添加合金元素为矽5:主要添加合金元素为镁 6:主要添加合金元素为矽与镁7:主要添加合金元素为锌与镁8:不属於上列合金系的新合金2.2 第二位数: 表示原合金中主要添加合金元素含量或杂质成分含量经修改的合金 0:表原合金1:表原合金经第一次修改2:表原合金经第二次修改2.3 第三及四位数: 纯铝:表示原合金 合金:表示个别合金的代号"-":后面的Hn或Tn表示加工硬化的状态或热处理状态的鍊度符号-Hn :表示非热处理合金的鍊度符号-Tn :表示热处理合金的鍊度符号2 铝及铝合金的热处理一、鍊度符号 : 若添加合金元素尚不足於完全符合要求,尚须藉冷加工、淬水、时效 处理及软烧等处理,以获取所需要的强度及性能。

这些处理的过程称之为调质,调质的结果便是鍊度鍊度符号 定 义F 制造状态的鍊度无特定鍊度下制造的成品,如挤压、热轧、锻造品等H112 未刻意控制加工硬化程度的制造状态成品,但须保证机械性质O 软烧鍊度 完全再结晶而且最软状态如系热处理合金,则须从软烧温度缓慢冷却,完全防止淬水效果H 加工硬化的鍊度H1n :施以冷加工而加工硬化者H2n :经加工硬化后再施以适度的软烧处理H3n :经加工硬化后再施以安定化处理 n 以 1~9 的数字表示加工硬化的程度n=2 表示 1/4 硬质n=4 表示 1/2 硬质n=6 表示 3/4 硬质n=8 表示硬质n=9 表示超硬质T T1 : 高温加工冷却后自然时效挤型从热加工后急速冷却,再经常温十效硬化处理亦可施以不影响强 度的矫正加工,这种调质适合於热加工后冷却便有淬水效果的合金如: 6063 T3: 溶体化处理后经冷加工的目的在提高强度、平整度及尺寸精度T36: T3 经 6% 冷加工者T361 : 冷加工度较 T3 大者T4: 溶体化处理后经自然时效处理T5: 热加工后急冷再施以人工时效处理 人工时效处理的目的在提高材料的机械性质及尺寸的安定性适用於热加工冷却便有淬水效果的合金如: 6063 。

T6: 溶体化处理后施以人工时效处理 此为热处理合金代表性的热处理,无须施以冷加工便能获得优越的强度於溶体化处理后为提高尺寸精度 或矫正而施以冷加工,如不保证更高的强度时,亦可当作是 T6 鍊度T61 : 溶体化处理后施以温水淬水再经人工时效处理,温水淬水的目的在防止发生变形T7: 溶体化处理后施以安定化处理 (亦及人工时效处理的温度或时间较 T6 处理高或长 ) 其目的在改善耐硬力腐蚀裂及防止淬水时发生变形T7352 : 溶体化处理后除去残余应力再施以过时效处理 ( 亦及人工 时效处理的温度或时间较 T6 处理高或 长)目的在改善耐硬力腐蚀裂於溶体化处理后施以 1~5% 永久变形的压缩加工,以消除残余应力T8: 溶体化处理后施以冷加工再施以人工时效处理, 冷加工时断面减少率为 3% 及 6% 各为 T83 及 T86T9: 溶体化处理后人工时效处理,最后施以冷加工,最后冷加工 的目的在增加强度 二、软烧处理:2.1 目的: 展伸用材料包括压延用材料,挤压用材料及锻造用材料,通常其制造程序为: 铸造T热加工T冷加工T材料成品 在热加工或冷加工的过程中,材料发生加工硬化的情况,使强度变大或导致加工硬化的情况,使强度变大 或导致加工性减低。

为消除这些加工硬化,於冷加工前,中或后所施的热处理即为软烧处理,其目的在使 材料具有使用上所需要的程度2.2 分类: 由於软烧条件的不同而分:2.2.1 部分软烧: 仅消除部份加工硬化,处理温度在再结晶温度以下,实际温度则 视强度而定,强度愈高则处理温度较低2.2.2 完全软烧: 处理温度在材料的再结晶温度或稍高使材料发生再结晶而完全消除加工硬化,亦使强度 达到最低的状态软烧处里就时机而分:2.2.3 中间软烧: 再冷加工开始之前或冷加工过程中,所加的软烧处理,通常为完全软烧,其目的在恢复 其加工性,使接下去的加功能较顺利,及控制其组织状态,俾能适合於最终成品的要求2.2.4 最终软烧: 主要目的再调整成品最后的强度水准亦即调整鍊度3 加工常识 一、铝合金成型加工通常出现之缺陷: 缺 陷 原 因 改 善 对 策• 胚料有瑕疵1. 空心壳壁或凸缘之龟裂 1. 滚动缺陷 (摺叠) 1. 改善品质管制2. 起耳状物 2. 机械性质太过平均 2. 退火(如不致生晶粒生长 )工具有瑕疵1. 引伸一开始,空心壳之 底部即被撕裂 1. 冲头或模之圆角太小 1. 加大冲头或模之圆角2. 引伸末了,空心壳之底 部方被撕裂。

2. 引伸比太大,冲头未对准模孔中心 2. 增加中间引伸,选用品质较佳之材料;若为方 形空心壳则增加转角之冲模间隙3. 引伸刮痕 3. 润滑不佳,工具表面之情况不佳 (已磨耗 ) 3. 使用特殊引伸用黄油 (材料必须经磷酸盐处理或镀铜 ),再光制工具表面 (镀铬),选用不易产生刮痕之材料4. 成品边缘有锯齿形,壳表面有皱纹 4. 模圆角太大,冲模间隙太大 4. 再轮模或更换引伸模具• 工具或机器之调整不常瑕疵1. 凸缘上有皱纹 1.胚料架压力太小 1. 增加胚料架之压力2. 成品之一边有抓伤或其他痕迹,而工具表明面显之痕迹 2. 冲头未对准模孔中心,或倾斜一角度,而 造成磨损 2. 再轮磨或重新校准模具3. 壳壁太粗,尤其是矩形深引伸成型成品为然 3. 胚料架压力太小,或模之圆角太大 3. 增加胚料架 之压力,或於模与胚料架间制一加强之隆起4. 壳线有压平之皱纹或龟裂 4. 胚料架压力太小,或冲模间隙太大 4. 更换模具 二、硫酸阳极处理通常出现之缺陷:缺陷原因改善对策 工作物件局部位置电击烧伤或穿孔 1. 工作物和阴极接触发生 短路 1. 放置工作物於处理槽内时,注意与阴极之距离 ,避免发生接触。

2. 工作物彼此之间接触发生短路 2. 加大工作物间距离 3. 工作物件和夹具接触不 良 3. 夹具使用前须加以清洗,与工作物间须夹紧 氧化膜极疏松,用手就可擦掉 1. 电解液温度太高 1. 设法降低温度,例如进 行搅拌或开动冷却设备,并控制温度差在±2C内2. 氧化处理时间太久 2. 缩短氧化时间3. 工作电流密度太高 3. 降低电流密度氧化膜带红色斑点或整个表面或局部表面发红 1. 导电棒和夹具之间的接 触不好令铜沉积在铝表面1. 改善导电棒与夹具的接 触,材质改用铝材2. 接触中断,如导电中断 2. 加强氧化过程的检验 氧化膜暗淡不够光亮或烧焦现象 1. 工作物件在槽中长时间无给电,或断电后又给电 1. 经常检查纠正与电器维 修严格管制处理时程2. 硫酸溶液内溶存的铝业 增加导致氧化膜的透明 性变差,最后发生烧焦 现象 2. 检验处理液中的铝量2.1 硫酸液中含铝量以 1gm/l 左右为宜2.2 新液则添加 12~13 gm/l 的硫酸铝氧化膜有黑斑或黑条纹 1. 电解液中有悬浮的杂质 1. 清理表面悬浮杂质2. 工作物件表面有油污渍 或其它污染物 2. 彻底纠正除油液成份; 确实执行前处理。

3. 电解液中含铜和铁杂质 太多 3. 分析后除去并定期更新 部份电解液4. 电解后工作物未洗乾净 就进行封孔 4. 电解后工作物要立即清 洗乾净,避免处理液或 杂质残留於氧化膜表面 氧化膜局部表面被腐蚀 1. 氧化后氧化膜上的电解 液未洗乾净 1. 加强氧化后的洗涤2. 深凹处藏有电解无洗乾 净 2. 均加强氧化后的洗涤3. 电解液无洗乾净就进行 封孔处理 3. 均加强氧化后的洗涤 经重铬酸钾填充后氧化膜色淡而发白 1. 溶液温度低,填充时间 短 1. 改正不适宜条件2. SO4-2 含量太高 2. 检查和校正 SO4-2 成份3. 氧化膜太薄 3. 增加氧化处理时间 氧化膜厚薄不均 1. 工作物表面附有污染物 未清理乾净 1. 前处理须彻底将表面洗 净2. 处理槽内溶液搅拌不够2. 加强搅拌作用3. 电流密度过高 3. 一般硫酸液阳极处理的 电流密度以 1~2A/dm2 为 宜1. 按适宜条件无色的工作物件经热水填充处理易沾上手印,水印,膜层发白 1. 封孔的温度和时间不够 进行2. PH 值不当 2. 调整 PH 值3. 溶液氢氧化铝太多 3. 更换用水三、铬酸阳极处理通常出现之缺陷: 缺 陷 原 因 改 善 对 策 工作物件被烧伤 1. 零件和夹具间的接触不良。

1. 夹紧改进接触 2. 零件和阴极接触,零件之间彼此接触 2. 设法消除避免接触3. 电压太高 3. 降低电压零件被腐蚀成深坑 1. 电解液中 CrO3 含量低 1. 调整增加之2. 铝本身有缺陷,合金成份 不均匀 2. 更换材料 氧化膜薄,具发白现象 1. 夹具和导电棒之接触不良 1. 改善接触条件2. 氧化时间短3. 电流密度小 氧化膜上有粉末2. 加强氧化时间3. 调整电流密度1. 电解液温度高 1. 调整之2. 电流密度大2. 调整之膜层发黑 1. 工作物件上的抛光膏无洗乾净1. 加强氧化前的洗涤2. 原铝材料本身有问题 2. 更换原材料 氧化膜发红 1. 表面准备不好 1. 改善准备工作2. 导电棒和零件夹具间接处不良 2. 改善接触条件四、硬质阳极处理通常出现之缺陷:缺 陷 原 因 改 善 对 策氧化膜的厚度不够 1. 氧化的时间太短1. 增加氧化时间2. 电流密度太低 2. 加大电流密度3. 氧化的面积计算不正确 3. 正确计算零件面积氧化膜层硬度不够高 1. 溶液温度高1. 降低电解液温度2. 电流密度太大 2. 降低电流密度3. 膜层厚度太厚 3. 缩小氧化时间 氧化膜被击穿并烧坏工作物件 1. 铝合金中含铜量高。

1. 更换原材料2. 工作物件散热不好 2. 加强电解液搅动和冷却3. 工作物件和挂具接触不良 3. 设法使接触良好4. 氧化时给电太急 4. 注意改善作业过程铝合金热处理铝合金热处理工艺铝合金热处理原理铝合金铸件的热处理就是选用某一热处理规范, 控制加热速度升到某一相应温度下保温一定时间 以一定的速度冷却,改变其合金的组织,其主要目的是提高合金的力学性能,增强耐腐蚀性能, 改善加工型能,获得尺寸的稳定性3.1.1 铝合金热处理特点 众所周知,对于含碳量较高的钢,经淬火后立即获得很高的硬度, 而塑性则很低然而对铝合金 并不然,铝合金刚淬火后,强度与硬度并不立即升高,至于塑性非但没有下降,反而有所上升但这种淬。

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