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变形铝合金的四类锻造工艺


作者:连成旺五金制品     日期:2022-06-18     人气:
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铝合金根据其成分和工艺性能可分为铸铝合金和变形铝合金两类。变形铝合金根据其使用性能和工艺性能分为四类:防锈铝、硬铝、超硬铝和锻铝。

1,防锈铝

防锈铝的主要合金元素是锰和镁,属于Al-Mn和Al-Mg系统合金。这种铝合金属于不能及时加强的铝合金。锻造退火后为单相固溶体,耐腐蚀性高,塑性好。锰可通过固溶强化提高铝合金在铝中的强度,但其主要作用是提高铝合金的耐腐蚀性。A1-Mn系统合金中的第二相Mnal6接近铝的化学性质,因此锰合金具有良好的耐腐蚀性。镁对铝合金的耐腐蚀性损伤较小,具有良好的固溶强化效果。

防锈铝具有较强的承压加工能力,可采用冷压加工,产生加工强化。它的焊接性也很好,可切割性差(因为它太软了)。防锈铝用于制造耐腐蚀、受力小的部件,如油管、油箱、柳钉等。

2,硬铝

硬铝基本上是AU-Cu-Mg系合金,还含有少量锰加入铜和镁。除固溶强化效果外,还形成CuA12(ー相)、Al2CuMg(S相)等强化阶段。锰的加入主要是为了提高合金的耐腐蚀性,也有一定的固溶强化效果,但锰的沉淀倾向较小,因此不参与及时过程。各种硬铝都可以及时加强;合金中的铜镁含量越高,及时加强效果越显著,强度越高,但塑性和耐腐蚀性降低。根据合金的合金化程度.力学性能和工艺性能,硬铝可分为柳接硬铝(2A01、2A10)、中强硬铝(2Al1)、离强硬铝(2A12、2A06)、耐热硬铝(2A02)等。

硬铝是航空工业中应用最广泛的变形铝合金,硬化能力强,热处理后强度可达500mpa,用于制造飞机中的各种承载构件。

硬铝的耐腐蚀性很差,尤其是在海水中。这是因为它含有较高的钢,而铜的固溶体和化合物的电极电位比晶粒边界更容易引起晶间腐蚀。

3,超硬铝

超硬铝主要是Al-Cu-Mg-Zn系统,如7A04等。除了ー相和S相,还有MgZn2(ー相)和Al2Mg3Zn3(T相)。淬火时效处理后的室温强度。

可超过600mpa,是强度的变形铝合金。该合金的缺点是抗疲劳性差,对应力集中敏感,应力腐蚀倾向明显,耐热性低于硬铝。

4,锻铝

锻铝属于Al-Mg-Si-Cu系统和Al-Cu-Mg-Ni-Fe系统合金。虽然这种铝合金中有很多种合金元素,但每种元素的含量都很少,因此具有良好的热塑性。适用于制造各种航空锻件,特别是形状复杂的大型锻件。合金中可形成Mg2Si、Al2Cumg、Cual2等化合物。添加人体铁和镍时,可提高合金的使用温度,因此称为耐热锻造铝合金。常用的锻造铝合金包括6A02.2A50.2B50和2A14。其供应状态一般为淬火和人工时效。铝合金锻件

对于需要在离温下工作的铝合金,通常添加少量的过渡元素锰.铬.锗.钛,溶解在基体中,可以大大提高再结晶温度,当扩散的第二相沉淀时,可以有效防止再结晶过程和晶粒生长。再结晶温度也是反映耐热性的指标。

变形铝合金中合金元素含量过多,会严重降低合金的工艺塑性和耐腐蚀性,甚至使合金的压力加工难以进行。因此,变形铝合金中的w(Cu)一般不超过5%,w(Mg)不超过2.5%-5%,w(Zn)3%-8%,w(Si)0.5%-1.2%。铁.硅等元素是变形铝合金中的有害杂质。

大多数变形铝合金具有良好的可锻性,可用于生产各种形状和类型的锻件。铝合金缎子件可以通过现有的锻造方法生产,包括自由锻造。模锻。徐锻造。滚筒锻造。滚筒压力。旋转压力。环轧和挤压等。铝合金的流动应力随成分明显变化,每种合金的流动应力值约为值的两倍(即所需锻造载荷相差约两倍);一些低强度铝或铝合金,如1100(相当于工业纯铝1200)和6A02,其流动应力低于碳钢。7075(LC4)、7049(LC6)等高强度铝合金的流动应力明显高于碳钢。其他铝合金,如2219(LY16),其流动应力与碳钢非常相似。铝合金作为一种合金,一般可以认为比碳钢和许多合金钢更难锻造,但与镍或钴合金和钛合金相比,铝合金显然更容易锻造,特别是当采用等温模锻技术时。

变形铝合金可根据工艺塑性和机械性能分为三类。属于低强度。高塑性合金包括:6A02、3A21、5A02、5A03、5A05和工业纯铝;中等强度和塑性合金包括:2A14、2B50、2A70、2A80、2A02、2A06、2A11、2A16、2A17、5A06等;属于高强度。低塑性合金包括2A14、2A12、7A04等。图中显示了铝合金锻造生产中10种具有代表性的铝合金的可锻性比较。其相对可锻性是基于10种合金在各自锻造温度范围内各吸收单位能墩产生的变形串。同时,它还考虑了满足特定变形要求的难度和裂纹的倾向。从图中可以看出,各种铝合金的可锻性随着温度的增加而增加,但温度对各种合金的影响不同。例如,离硅含量4032合金的可锻性对温度变化非常敏感,而高强度Al-Zn-Mg-Cu系7075等合金受温度影响最小。图中各种铝合金的可锻性差异很大。根本原因是各种合金中合金元素的种类和含量不同,强化了相的性质。数量和分布特性也大不相同,严重影响了铝合金的塑性和对变形的抵抗力。一些变形铝合金,如1100和3003(LF21),远离图中列出的合金,但这些合金在锻造生产中的应用有限,因为它们不能通过热处理加强。铝合金与其可锻性相关的另一个特点是流动性差。所谓流动性是指合金在外力作用下填充锻模腔的能力。主要取决于合金的变形抗力和外摩擦因数。变形抗力和外摩擦因数越小,流动性越好。在锻造温度下,高强度铝合金的变形抗力大于钢,且外摩擦因数较大,因此铝合金的流动性较差。铝合金锻件

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