铝合金基本常识难点.doc

一、鋁合金基本常識1.分類純鋁 1000系非熱處理合金 鋁錳系合金 3000系鋁矽系合金 4000系展伸材料 鋁鎂系合金 5000系鋁銅鎂系合金 2000系 熱處理合金 鋁鎂矽系合金 6000系 鋁鋅鎂系合金 7000系2.合金編號 我國目前通用的是美國鋁業協會Aluminium Association的編號。茲舉例說明如下： 1070-H14(純鋁)2017-T4(熱處理合金)3004-H32(非熱處理合金) 2.1第一位數：表示主要添加合金元素 1：純鋁 2：主要添加合金元素為銅 3：主要添加合金元素為錳或錳與鎂 4：主要添加合金元素為矽 5：主要添加合金元素為鎂 6：主要添加合金元素為矽與鎂 7：主要添加合金元素為鋅與鎂 8：不屬於上列合金系的新合金 2.2第二位數：表示原合金中主要添加合金元素含量或雜質成分含量經修改的合金 0：表原合金 1：表原合金經第一次修改 2：表原合金經第二次修改 2.3第三及四位數： 純鋁：表示原合金 合金：表示個別合金的代號 -：後面的Hn或Tn表示加工硬化的狀態或熱處理狀態的鍊度符號 -Hn ：表示非熱處理合金的鍊度符號 -Tn ：表示熱處理合金的鍊度符號二、鋁及鋁合金的熱處理2.1鍊度符號 若添加合金元素尚不足於完全符合要求，尚須藉冷加工、淬水、時效處理及軟燒等處理，以獲取所需要的強度及性能。這些處理的過程稱之為調質，調質的結果便是鍊度。鍊度符號定 義F製造狀態的鍊度無特定鍊度下製造的成品，如擠壓、熱軋、鍛造品等。H112未刻意控制加工硬化程度的製造狀態成品，但須保證機械性質。O軟燒鍊度完全再結晶而且最軟狀態。如係熱處理合金，則須從軟燒溫度緩慢冷卻，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：經加工硬化後再施以適度的軟燒處理H3n：經加工硬化後再施以安定化處理n以19的數字表示加工硬化的程度n=2：表示1/4硬質n=4：表示1/2硬質n=6：表示3/4硬質n=8：表示硬質n=9：表示超硬質TT1 ：高溫加工冷卻後自然時效擠型從熱加工後急速冷卻，再經常溫十效硬化處理。亦可施以不影響強度的矯正加工，這種調質適合於熱加工後冷卻便有淬水效果的合金如：6063。T3 ：溶體化處理後經冷加工的目的在提高強度、平整度及尺寸精度。T36 ：T3經6%冷加工者T361：冷加工度較T3大者T4 ：溶體化處理後經自然時效處理T5 ：熱加工後急冷再施以人工時效處理人工時效處理的目的在提高材料的機械性質及尺寸的安定性適用於熱加工冷卻便有淬水效果的合金如：6063。T6 ：溶體化處理後施以人工時效處理此為熱處理合金代表性的熱處理，無須施以冷加工便能獲得優越的強度。於溶體化處理後為提高尺寸精度或矯正而施以冷加工，如不保證更高的強度時，亦可當作是T6鍊度。T61 ：溶體化處理後施以溫水淬水再經人工時效處理，溫水淬水的目的在防止發生變形。T7 ：溶體化處理後施以安定化處理(亦及人工時效處理的溫度或時間較T6處理高或長)。其目的在改善耐硬力腐蝕裂及防止淬水時發生變形。T7352：溶體化處理後除去殘餘應力再施以過時效處理(亦及人工時效處理的溫度或時間較T6處理高或長)。目的在改善耐硬力腐蝕裂。於溶體化處理後施以15%永久變形的壓縮加工，以消除殘餘應力。T8 ：溶體化處理後施以冷加工再施以人工時效處理，冷加工時斷面減少率為3%及6% 各為T83 及T86。T9 ：溶體化處理後人工時效處理，最後施以冷加工，最後冷加工的目的在增加強度。2.2軟燒處理 2.2.1目的：展伸用材料包括壓延用材料，擠壓用材料及鍛造用材料，通常其製程序為：熔鑄熱加工冷加工材料成品在熱加工或冷加工的過程中，材料發生加工硬化的情況，使強度變大或導致加工硬化的情況，使強度變大或導致加工性減低。為消除這些加工硬化，於冷加工前，中或後所施的熱處理即為軟燒處理，其目的在使材料具有使用上所需要的程度。 2.2.2分類 2.2.2.1部分軟燒：僅消除部份加工硬化，處理溫度在再結晶溫度以下，實際溫度則視強度而定，強度愈高則處理溫度較低。2.2.2.1部分軟燒：僅消除部份加工硬化，處理溫度在再結晶溫度以下，實際溫度則視強度而定，強度愈高則處理溫度較低。鋁合金成型加工通常出現之缺陷缺 陷原 因改 善 對 策胚料有瑕疵1. 空心殼壁或凸緣之龜裂2. 起耳狀物1. 滾動缺陷(摺疊)2. 機械性質太過平均1. 改善品質管制2. 退火(如不致生晶粒生長)工具有瑕疵1. 引伸一開始,空心殼之底部即被撕裂2. 引伸末了, 空心殼之底部方被撕裂3. 引伸刮痕4.成品邊緣有鋸齒形,殼表面有皺紋1. 衝頭或模之圓角太小2. 引伸比太大,衝頭未對準模孔中心3. 潤滑不佳,工具表面之情況不佳(已磨耗)4. 模圓角太大,衝模間隙太大1. 加大衝頭或模之圓角2. 增加中間引伸,選用品質較佳之材料;若為方形空心殼則增加轉角之衝模間隙3. 使用特殊引伸用黃油(材料必須經磷酸鹽處理或鍍銅),再光製工具表面(鍍鉻),選用不易產生刮痕之材料4. 再輪模或更換引伸模具工具或機器之調整不常瑕疵1. 凸緣上有皺紋2. 成品之一邊有抓傷或其他痕跡,而工具表面明顯之痕跡3. 殼壁太粗,尤其是矩形深引伸成型成品為然4. 殼線有壓平之皺紋或龜裂1. 胚料架壓力太小2. 衝頭未對準模孔中心,或傾斜一角度,而造成磨損3. 胚料架壓力太小,或模之圓角太大4. 4.胚料架壓力太小,或衝模間隙太大1. 增加胚料架之壓力2. 再輪磨或重新校準模具3. 增加胚料架之壓力,或於模與胚料架間製一加強之隆起4. 更換模具硫酸陽極處理通常出現之缺陷缺 陷原 因改 善 對 策工作物件局部位置電擊燒傷或穿孔1.工作物和陰極接觸發生短路2.工作物彼此之間接觸發生短路3.工作物件和夾具接觸不良1.放置工作物於處理槽內時,注意與陰極之距離,避免發生接觸2.加大工作物間距離3.夾具使用前須加以清洗,與工作物間須夾緊氧化膜極疏鬆,用手就可擦掉1.電解液溫度太高2.氧化處理時間太久3.工作電流密度太高1.設法降低溫度,例如進行攪拌或開動冷卻設備,並控制溫度差在2內2.縮短氧化時間3.降低電流密度氧化膜帶紅色斑點或整個表面或局部表面發紅1.導電棒和夾具之間的接觸不好令銅沉積在鋁表面2.接觸中斷,如導電中斷1.改善導電棒與夾具的接觸,材質改用鋁材2.加強氧化過程的檢驗氧化膜暗淡不夠光亮或燒焦現象1.工作物件在槽中長時間無給電,或斷電後又給電2.硫酸溶液內溶存的鋁業增加導致氧化膜的透明性變差,最後發生燒焦現象1.經常檢查糾正與電器維修嚴格管制處理時程2.檢驗處理液中的鋁量2.1硫酸液中含鋁量以1gm/l左右為宜1. 2新液則添加1213 gm/l的硫酸鋁氧化膜有黑斑或黑條紋1.電解液中有懸浮的雜質2.工作物件表面有油汙漬或其它污染物3.電解液中含銅和鐵雜質太多4.電解後工作物未洗乾淨就進行封孔1.清理表面懸浮雜質2.徹底糾正除油液成份;確實執行前處理3.分析後除去並定期更新部份電解液4.電解後工作物要立即清洗乾淨,避免處理液或雜質殘留於氧化膜表面氧化膜局部表面被腐蝕1.氧化後氧化膜上的電解液未洗乾淨2.深凹處藏有電解無洗乾淨3.電解液無洗乾淨就進行封孔處理 1.加強氧化後的洗滌2.3.均加強氧化後的洗滌經重鉻酸鉀填充後氧化膜色淡而發白1.溶液溫度低,填充時間短2.SO4-2含量太高3.氧化膜太薄1.改正不適宜條件2.檢查和校正SO4-2成份3.增加氧化處理時間氧化膜厚薄不均1.工作物表面附有污染物未清理乾淨2.處理槽內溶液攪拌不夠3.電流密度過高1.前處理須徹底將表面洗淨2.加強攪拌作用4. 一般硫酸液陽極處理的電流密度以12A/dm2為宜無色的工作物件經熱水填充處理易沾上手印,水印,膜層發白1.封孔的溫度和時間不夠2.PH值不當3.溶液氫氧化鋁太多1.按適宜條件進行2.調整PH值3.更換用水鉻酸陽極處理通常出現之缺陷缺 陷原 因改 善 對 策工作物件被燒傷1.零件和夾具間的接觸不良2.零件和陰極接觸.零件之間彼此接觸3.電壓太高1.夾緊改進接觸2.設法消除避免接觸3.降低電壓零件被腐蝕成深坑1.電解液中CrO3含量低2.鋁本身有缺陷,合金成份不均勻1.調整增加之2.更換材料氧化膜薄,具發白現象1.夾具和導電棒之接觸不良2.氧化時間短3.電流密度小1.改善接觸條件2.加強氧化時間3.調整電流密度氧化膜上有粉末1.電解液溫度高2.電流密度大1.調整之2.調整之膜層發黑1.工作物件上的拋光膏無洗乾淨2.原鋁材料本身有問題1.加強氧化前的洗滌2.更換原材料氧化膜發紅1.表面準備不好2.導電棒和零件夾具間接處不良1.改善準備工作2.改善接觸條件硬質陽極處理通常出現之缺陷缺 陷原 因改 善 對 策氧化膜的厚度不夠1.氧化的時間太短2.電流密度