铝合金型材基础知识讲解

  铝合金型材基础知识讲解_中职中专_职业教育_教育专区。铝合金型材基础知识 2011-2-12 1 提纲 ? 铝的基本知识 ? 铝型材产品介绍 ? 生产工艺介绍 ? 型材质量要求 ? 型材名称与编号 ? 力尔型材产品介绍 2011-2-12 2

  铝合金型材基础知识 2011-2-12 1 提纲 ? 铝的基本知识 ? 铝型材产品介绍 ? 生产工艺介绍 ? 型材质量要求 ? 型材名称与编号 ? 力尔型材产品介绍 2011-2-12 2 铝的基本知识 ? 什么是铝 ? 铝是一种银白色金属,在地壳中含量仅次于氧 和硅排在第三位。 ? 铝的密度只有2.7×103㎏/m3,约为钢、铜或 黄铜密度的1/3左右。铝及其合金的优良特点 是外观好、质轻、可机加工、物理和力学性能 好、抗腐蚀,由于铝的材质轻,因此常用于制 造汽车、火车、地铁、船舶、飞机、火箭、飞 船等陆海空交通工具,以减轻自重增加装载量。 铝在军工中也有广泛应用 。 2011-2-12 3 铝的基本知识 ? 铝的可塑性非常好。纯的铝很软,强度不大, 有着良好的延展性,可拉成细丝和轧成箔片, 具有良好的可机加工性。 ? 纯铝比较软,富有延展性,易于塑性成形。如 果根据各种不同的用途,要求具有更高的强度 和改善材料的组织和其他各种性能,可以在纯 铝中添加各种合金元素,生产出满足各种性能 和用途的铝合金。 2011-2-12 4 铝合金分类 按性能和用途不同,可分为: ? 工业纯铝(L) ? 防锈铝(LF) ? 硬铝(LY) ? 超硬铝(LC) ? 锻铝(LD) ? 和特殊铝(LT) 2011-2-12 5 铝合金分类 ? 工业纯铝 其加工性能好,导电性好,主要用于制 作导电母线电线及热交换器。 ? 防锈铝 防锈铝是热处理不可强化合金,只能通 过冷加工来强化。常用的有LF2(5052)、 LF4(5083)和LF21(3003),具有中等 强度良好的塑性和抗蚀性。 2011-2-12 6 铝合金分类 ? 锻铝 典 型 牌 号 有 LD2-2(6070)、LD10(2014)、 LD30(6061)、LD31(6063)。 LD30和LD31具有中等强度,有良好的塑性和优 良的可焊性、抗蚀性,无应力腐蚀裂倾向,可 阳极氧化。适合作建筑装饰型材及各种需要良 好耐蚀性要求的结构件、工业材。 2011-2-12 7 铝合金分类 ? 硬铝 硬铝的强度高,典型牌号为LY12(2024)。该 牌号的热挤压型材热处理后,其室温下的抗拉 强度可达392MPa以上,有一定的耐热性,可 用作150°C以下工作的零件。 ? 超硬铝 典型牌号有LC4,亦称超高强度硬铝,挤压件 室温下的抗拉强度不小于539MPa。主要用于 航空工业,飞机结构中主要受力组件 2011-2-12 8 铝及铝合金国际牌号命名体系 合金组别按下列主要合金元素划分 ? 1.纯铝 1XXX组表示纯铝(其铝含量不小于99.00%), 其最后两位数字表示最低铝百分含量众小数点后面的两位 ? 2.Cu(铜) 2XXX ? 3. Mn(锰) 3XXX ? 4. Si(硅) 4XXX ? 5. Mg(镁) 5XXX ? 6. Mg+Si(镁+硅) 6XXX ? 7. Zn(锌) 7XXX ? 8. 8XXX ? 9. 9XXX 2011-2-12 9 变形铝合金的状态代号 变形铝合金分为五种状态:F O H W T ? F 自由加工状态 适用于在成型过程中,对于加 工硬化和热处理条件特殊要求的产品,该状态 产品的力学性能不作规定 ? O 退火状态 适用于经完全退火获得最低强度的 加工产品 ? H 加工硬化状态 适用于通过加工硬化提高强度 的产品,产品在加工硬化后可经过(也可不经 过)使强度有所降低的附加热处理。 H代号后 面跟有两位或三位阿拉伯数字。 2011-2-12 10 变形铝合金的状态代号 ? W 固熔热处理状态 一种不稳定状态,仅 适用于经固溶热处理后,室温下自然时 效的合金,该状态代号仅表示产品处于 自然时效阶段 ? T 热处理状态 (不同于F、O、H状态) 适 用于热处理后,经过(或不经过)加工 硬化达到稳定的产品。T代号后面必须跟 有一位或多位阿拉伯数字。 2011-2-12 11 T 热处理状态 ? T0 固溶热处理后,经自然时效再通过冷加工 的状态。 适用于经冷加工提高强度的产品 ? T1 由高温成型过程冷却,然后自然时效至基 本稳定的状态。 适用于由高温成型过程冷却后, 不再进行冷加工(可进行矫直、矫平,但不影 响力学性能极限)的产品。 ? T2 由高温成型过程冷却,经冷加工后自然时 效至基本稳定的状态。适用于由高温成型过程 冷却后,进行冷加工、或矫直、矫平以提高强 度的产品 2011-2-12 12 T 热处理状态 ? T3 固溶热处理后进行冷加工,再经自然时效 至基本稳定的状态。适用于在固溶热处理后, 进行冷加工、或矫直、矫平以提高强度的产品。 ? T4 固溶热处理后自然时效至基本稳定的状态。 适用于固溶热处理后,不在进行冷加工(可进 行矫直、矫平,但不影响力学性能极限)的产 品。 ? T5 由高温成型过程冷却,然后进行人工时效 的状态。 适用于由高温成型过程冷却后,不经 过冷加工(可进行矫直、矫平,但不影响力学 性能极限),予以人工时效的产品。 2011-2-12 13 T 热处理状态 ? T6 由固溶热处理后进行人工时效的状态。 适 用于由固溶热处理后,不再进行冷加工(可进 行矫直、矫平,但不影响力学性能极限)的产 品。 ? T7 由固溶热处理后进行人工时效的状态。 适 用于由固溶热处理后,为获取某些重要特性, 在人工时效时,强度在时效曲线上越过了最高 峰点的产品。 ? T8 固溶热处理后经冷加工,然后进行人工时 效的状态。 适用于经冷加工、或矫直、矫平以 提高产品强度的产。 2011-2-12 14 T 热处理状态 ? T9 固溶热处理后人工时效,然后进行冷加工 的状态。 适用于经冷加工提高产品强度的产品。 ? T10 由高温成型过程冷却后,进行冷加工,然 后进行人工时效的状态。 适用于经冷加工、或 矫直、矫平以提高产品强度的产品。 说明:铝挤压工业上常用方法-固熔处理中淬火 冷却有的用水冷,也有的用风冷 (T5用风冷,T6 用喷水)。 2011-2-12 15 6063 T5 ? 6063 合金牌号 ? T5 人工时效状态 ? 6063铝合金广泛用于建筑铝门窗、幕墙的框架, 为了保证门窗、幕墙具有高的抗风压性能、装 配性能、耐蚀性能和装饰性能,对铝合金型材 综合性能的要求远远高于工业型材标准。 ? 人工时效就是热处理,将挤出后的型材装入时 效炉内,在一定温度下保温一段时间,来提高 型材的强度。 2011-2-12 16 化学成分 ? 合金牌号 6063(%) ? 硅Silicon Si 0.20--0.60 ? 镁Magnesium Mg 0.45--0.90 ? 铁Lron Fe <0.35 ? 铜Copper Cu <0.10 ? 锰Manganese Mn <0.10 ? 铬Chromium Cr <0.10 ? 锌Zinc Zn <0.10 ? 钛Titanium Ti <0.10 ? 其他单个Others(each)<0.05 ? 其他全部Others(total)<0.15 ? 铝Aluminium Al 余量 2011-2-12 6063A(%) 0.30--0.60 0.60--0.90 0.15--0.35 <0.10 <0.15 <0.05 <0.15 <0.10 <0.05 <0.15 余量 6061(%) 0.40--0.80 0.80--1.20 <0.70 0.15--0.40 <0.15 0.04--0.35 <0.25 <0.15 <0.05 <0.15 余量 17 铝型材产品介绍 铝型材产品可分为: ? 基材 ? 阳极氧化 ? 电泳涂漆 ? 粉未喷涂 ? 氟碳漆喷涂 ? 隔热型材 2011-2-12 18 铝型材产品介绍 ? 基材:指表面未经处理的铝合金建筑型材。 ? 氧化型材:铝型材通过阳极氧化方式,在型材 表面形成一层致密的氧化膜。 表面处理方式 :阳极氧化(银白色);阳极氧化加电 解着色;阳极氧化加有机着色 ? 电泳型材:氧化后的型材进行电泳涂装,然后 对漆膜要进行烘烤固化,这样就在原有的氧化 层铝材表面形成一层坚而硬的漆膜。 表面处理方式 :阳极氧化加电泳涂漆;阳极氧化、电解 着色加电泳涂漆 2011-2-12 19 铝型材产品介绍 ? 粉末喷涂型材 :利用静电极吸附,在经严格处 理的铝合金型材表面,喷涂上一层特种热固性 树脂粉末,经过特殊高温固化加工制成。 ? 氟碳漆喷涂型材:以氟碳树脂为基料,配以金 属微粒或云母晶体为色粉的有机涂料、氟碳基 料化学的结构中以氟碳化学键结合。这种结合 是至今被认为最稳定,最牢固的结合。 涂层分为: 二涂层:底漆加面漆 三涂层:底漆、面漆加清漆 四涂层:底漆、阻挡漆、面漆加清漆 2011-2-12 20 铝型材产品介绍 ? 隔热型材:以隔热材料连接铝合金型材而制成 的具有隔热功能的复合型材。隔热型材分为浇 铸式和穿条式,隔热材料将铝合金型材分为内 外两部分阻隔了铝的热传导。 ? 浇注式 :把液态隔热注入铝合金型材浇注槽内并固化, 切除铝合金型材浇注槽内的临时连接桥使之断开金属 连接,通过隔热材料将铝合金型材断开的两部分结合 起来在一起的复合方式。 (又称注胶式) ? 穿条式:通过开齿、穿条、滚压工序,将条形隔热材 料穿入铝合金型材穿条槽内,并使之被铝合金型材牢 固咬合的复合方式。 2011-2-12 21 生产工艺介绍-熔铸 ? 主要生产设备:熔炼炉,铸造机 ? 工艺流程:来料检查→配料→装炉→熔 炼、扒渣→取样化验→精炼、扒渣→静 置→铸造→检验→入库 ? 产品:铝棒,长度8-12米,直经φ90mm、 φ105mm、φ120mm、φ178mm 2011-2-12 22 生产工艺介绍-挤压 ? 主要生产设备:挤压机(660、800、1000、 1400、2600、4000) ? 辅助设备:与之相配的长棒热剪炉、模具炉、 拉伸机、成品锯等;时效炉; ? 工艺流程:铝棒加热(模具、盛锭筒加热)→ 挤压→冷却淬火(风冷、水冷)→拉伸矫直→ 锯切→检验→人工时效→检验→入库 ? 产品:基材,不同规格型号的产品,建筑材、 工业材、门窗型材、幕墙型材等。 2011-2-12 23 生产工艺介绍-氧化电泳 ? 主要生产设备:氧化电源、吊机、各工艺槽、烘烤炉 ? 氧化工艺流程:基材→装挂→脱脂→水洗→碱蚀→水 洗→中和→水洗→阳极氧化→水洗→电解着色→水洗 →封孔→水洗→烘干→卸料→检验→包装→入库 ? 电泳工艺流程:基材→装挂→脱脂→水洗→碱蚀→水 洗→中和→水洗→阳极氧化→水洗→电解着色→水洗 →热水洗→电泳→水洗→烘烤→卸料→检验→包装→ 入库 ? 产品:氧化型材、氧化着色型材、电泳型材 2011-2-12 24 生产工艺介绍-粉未喷涂 ? 主要生产设备:立式喷涂生产线、卧式喷涂生产线 ? 立式工艺流程:来料检查→上料→酸洗→水洗→成膜 处理→水洗→烘干→静电喷涂→低温流平→木纹喷涂 →毛刷→低温流平→木纹喷涂→毛刷 →滚涂→高温固 化→下料→成品检查→包装入库 ? 卧式工艺流程:领料→吹铝屑→检查→扎排→水洗→ 脱脂除油→水洗→纯水洗→铬化→水洗→软质纯水洗 →滴水→烘干→检测→卸排→检查→上架→吹灰→喷 粉→检查→固化→下架→检验→包装→入库 ? 产品:粉未喷涂型材、喷涂木纹型材 2011-2-12 25 生产工艺介绍-氟碳漆喷涂 ? 主要生产设备:氟碳漆喷涂生产线 ? 工艺流程:领料→扎排→水洗→除油脱 脂→水洗→纯水洗→铬化→水洗→软质 纯水洗→风干→烘干→下排→ 上架→吹尘→底漆-流平→面漆→流平→ 清漆→流平→固化→冷却→下架→检测 →包装入库 ? 产品:氟碳漆喷涂型材 2011-2-12 26 生产工艺介绍-隔热型材 穿条式 ? 主要生产设备:开齿机、穿条机、滚压 机 ? 工艺流程:来料检查→开齿→穿条→滚 压→检测→包装→入库 ? 产品:穿条式隔热铝型材 2011-2-12 27 生产工艺介绍-隔热型材 注胶式 ? 主要生产设备:注胶机、切桥机 ? 工艺流程:来料检查→注胶→凝固→切 桥→检查→包装入库 ? 产品:注胶式隔热铝型材 2011-2-12 28 型材质量要求 建筑型材质量应符合铝合金建筑型材国家标准 ? GB 5237.1-2008 第1部分 基材 ? GB 5237.2-2008 第2部分 阳极氧化型材 ? GB 5237.3-2008 第3部分 电泳涂漆型材 ? GB 5237.4-2008 第4部分 粉未喷涂型材 ? GB 5237.5-2008 第5部分 氟碳漆喷涂型材 ? GB 5237.6-2004 第6部分 隔热型材 2011-2-12 29 型材质量要求-基材 基材质量要求 ? 型材的化学成分应符合GB/T3190的规定。 ? 尺寸允许偏差符合GB5237.1-2008标准要求。 建筑型材尺寸允许偏差执行高精级,配合尺寸 执行超高精级。 ? 型材表面应整洁,不允许有裂纹、起皮、腐蚀 和气泡等缺陷存在。 型材表面上允许有轻微的 压坑、碰伤、擦伤存在。 ? 型材的韦氏硬度HW不小于8。 2011-2-12 30 型材质量要求-氧化型材 ? 阳极氧化膜的质量 ? 阳极氧化膜的厚度级别应根据使用环境加以选择,其 要求应符合下表的规定,并在合同中注明。未注明时, 门、窗型材符合AAl0级,幕墙型材符合AAl5级。 级别 AA10 AA15 AA20 AA25 平均膜厚/μm ≥10 ≥15 ≥20 ≥25 局部膜厚/μm ≥8 ≥12 ≥16 ≥20 ? 产品表面不允许有电灼伤、氧化膜脱落等影响使用的 缺陷 2011-2-12 31 型材质量要求-电泳型材 ? 复合膜:型材表面阳极氧化处理后再经电泳涂漆而形成的 具有耐蚀性、耐候性和耐磨性的膜。 ? 厚度级别 级别 膜厚/μm 阳极氧化局部膜厚 漆膜局部膜厚 复合膜局部膜厚 A ≥9 B ≥9 S ≥6 ≥12 ≥21 ≥7 ≥16 ≥15 ≥21 ? 涂漆后的漆膜应均匀、整洁、不允许有皱纹、裂纹、气泡、 流痕、夹杂物、发粘和漆膜脱落等影响使用的缺陷 2011-2-12 32 型材质量要求-喷涂型材 ? 装饰面:指型材经加工、制作并安装在建筑物上后, 处于开启和关闭状态时,仍可看得见的表面。 ? 涂层:涂覆在金属基体表面上经固化的热固性饱和聚 酯粉末层。 ? 装饰面上涂层最小局部厚度≥40μm。 注:由于挤压型材横截面形状的复杂性,致使型材某些 表面(如内角、横沟等)的涂层厚度低于规定值是允许的。 ? 喷粉型材装饰面上的涂层应平滑、均匀,不允许有皱 纹、流痕、鼓泡、裂纹、发粘等影响使用的缺陷。允 许有轻微的桔皮现象。 2011-2-12 33 型材质量要求-氟碳漆型材 ? 漆膜:指涂覆在金属基本表面上,经固化的氟 碳漆的膜,也可称为涂层。 ? 涂层种类: 二涂(膜厚30μm)底漆 面漆 三涂 (膜厚40μm)底漆 面漆 清漆 四涂 (膜厚65μm)底漆 阻拦漆 面漆 清漆 膜厚指平均膜厚 ? 型材装饰面上的涂层应平滑、均匀,不允许有 皱纹、流痕、气泡、脱落及其他影响使用的缺 陷。 2011-2-12 34 型材质量要求-隔热型材 ? 隔热材料:用以连接铝合金型材的低热导率的 非金属材料。 ? 产品尺寸偏差应符合GB5237.1-2008的规定, 产品中部隔热材料按金属实体对待。 ? 产品纵向剪切试验和横向拉伸试验结果应≥24 (N/mm) ? 产品外观质量:穿条式隔热型材复合部位允许 涂层有轻微裂纹,但不允许铝基材有裂纹。 2011-2-12 35