汽车用高强5754铝合金的轧制工艺_陈建 (1)
第39卷第5期Vol.39No.
5
FOＲGING ＆
STAMPING TECHNOLOGY
2014年5月May 2014
汽车用高强5754铝合金的轧制工艺
陈
建，高云
（河南职业技术学院
汽车工程系，河南郑州450046）
摘要：以汽车用高强5754铝合金为研究对象，研究了热轧温度、冷轧变形量等因素对合金力学性能与显微组织的影响。研究结果表明：汽车用5754铝合金板材在400 440?之间进行热轧处理，板材的热轧效果良好，无明显裂纹产生；随着热轧温度的上升，合金板材的抗拉强度与伸长率都降低，400?时热轧样品的抗拉强度与伸长率取得最大值；当冷轧变形量在35% 65%之间变化时，合金板材的抗拉强度与屈服强度都逐渐上升，而伸长率逐渐降低，力学性能的变化主要发生在45%变形量至55%变形量之间。
关键词：5754铝合金板材；热轧；冷轧DOI ：10.13330/j.issn.1000-3940.2014.05.016中图分类号：TG166
文献标识码：A
文章编号：1000-
3940（2014）05-0078-04Ｒolling process of high strength 5754aluminum alloy for automobile
Chen Jian ，Gao Yun
（Department of Automotive Engineering ，Henan Polytechnic ，Zhengzhou 450046，China ）
Abstract ：Taking the high strength 5754aluminum alloy for automobile as the research object ，the effect of hot rolling temperature ，cold rolling deformation and other factors on the properties and microstructure of alloy were studied．The results show that when the hot rolling temperature of 5754aluminum alloy sheet is between 400 440?，the hot －rolled plate has good rolling effect with no obvious cracks．With the increasing of rolling temperature ，the tensile strength and elongation of alloy plates decrease ，and the maximum values of tensile strength and elongation of hot rolled sample are got at 400?．When the cold deformation changes between 35% 65%，the ultimate ten-sile strength and yield strength of alloy plates increase gradually ，while the elongation decreases．The mainly changes of mechanical prop-erties occur during deformation of 45%to 55%．
Key words ：5754aluminum alloy sheet ；hot rolling ；cold rolling
收稿日期：2013－09－10；修订日期：2013－12－31基金项目：河南省科技计划项目（122201110029）作者简介：陈
建（1981－），男，本科，讲师
E-mail ：chenjian@https://www.wendangku.net/doc/b72189029.html,
随着全球范围内汽车工业的迅猛发展，对汽车
用材料提出了越来越高的要求。对汽车工艺来讲，高品质、高效率和低能耗等都是众多汽车制造厂商共同追寻的目标。而汽车的轻量化材料可以为汽车产品的安全、低能耗和环保方面起到重要的技术支撑和保障。由Mg 原子的固溶强化和细晶强化所决定的5XXX 系铝合金由于具有中等强度、良好的焊接性、成形性与腐蚀性能等，而被广泛应用于航空、航天、汽车、船舶等领域
［1－3］
。对汽车工业来说，
变形铝合金被越来越多的应用于制造车门、车厢底板、车身构架等结构件，在车身板件中的应用也逐渐增加。目前为止，不同状态的5754铝合金板材是
汽车制造业（轿车车门、模具、密封件）、制罐工
业所用的主要材料。5754铝合金具有中等强度、良好的耐蚀性、焊接性及易于加工成形等特点，是Al －Mg 系合金中的典型合金。在工业生产中，不同规格与性能板材的加工工艺主要集中在研究铸锭的均匀化退火温度、热轧板的加热温度与开轧温度、道次变形量和总变形量、冷轧变形量等工艺参数对
板材组织与性能的影响
［4－5］
。本文在参考以往其他Al －Mg 系合金轧制工艺的基础上，结合汽车结构用5754铝合金板材的实际应用情况，研究了热轧温度、冷变形量等工艺参数对汽车用5754铝合金板材的力学性能与显微组织的影响。
1试验材料与方法
试验合金采用半连续铸造的冶金铸造方法生产，试验原料为高纯铝（99.99%，质量分数）、工业纯
Mg （99.99%，质量分数），Mn 、Zr 以锰剂与复合锆盐（原料为氟锆酸钾、氯化锂和氟化钙）的形式加入来熔制目标合金，化学成分在PANALY 公司产的Magix －pw2403型荧光发射光谱仪上进行测试，试剂化学成分（%，质量分数）为3.2Mg ，0.49Mn ，0.4Si ，0.24Fe 。合金铸锭规格为50mm ?150mm ?400mm 的铝合金铸锭。铸锭熔铸完成后，依次进行460?
的均匀化退火铸锭切头、
铣面热
轧
冷轧
裁剪
取样。
热轧温度选择380，400，420，440和460?，保温3h 后进行开轧，热轧的道次分配率由小到大，热轧成4种不同厚度的热轧板材。热轧后进行中间退火，退火后空冷至室温再进行冷轧，冷轧变形量分别为35%，45%，55%与65%，得到不同厚度的冷轧板材。冷轧后的试样经过裁剪后分别放入电阻炉中进行稳定化退火处理。热轧过程中，前5道次的加工率控制在3% 5%之间，中间10道次轧制过程中加工率控制在5% 20%之间，后5道次的道次加工率控制在20% 35%之间；冷轧过程中均采用6道次轧制，道次加工率控制在3% 20%之间。
依照GB /T 228－2002标准［6］
采用MTS 809试验机测试抗拉强度、屈服强度、断后伸长率和均匀
伸长率等，拉伸试样为平行轧制方向截取，每组试样截取3根，以其平均值作为测试的最终结果。金相试样经过取样、镶样、研磨、抛光后采用OLYM-PUS 金相显微镜观察不同状态下的显微组织，金相腐蚀液为用Keller 试剂。
2
试验结果与分析
2.1
热轧温度对板材质量的影响
表1为5754铝合金热轧温度对轧板质量的影
响。铸锭经过切头、铣面后，置于电子加热炉中，加热温度为460?，保温时间为3h ，考察热轧温度对板材质量的影响。结果表明：在380 460?温度范围内进行热轧，板材在380?热轧温度下出现了边部开裂情况；在400 440?之间进行热轧处理，板材的热轧效果良好，无明显裂纹产生；随着热轧温度的进一步升高，当热轧温度上升至460?时，热轧开裂倾向变坏，在轧板的表面出现了裂纹。热轧开轧温度的确定是优化热轧工艺参数的重要环节，是轧制过程的最初环节，关系到热轧后板材的加工塑性。在热轧过程中板材塑性的改善主要是通过铸态组织中的晶粒细化来实现，不同的热
表15754铝合金的热轧温度对轧板质量的影响
Table 1
Effect of hot rolling temperature on rolling plate
quality of 5754aluminum alloy
加热温度/?保温时间/h 热轧温度/?轧板状态4603380边部开裂4603400边部完好4603420边部完好4603440边部完好460
3
460
表面开裂
轧温度，对晶粒组织的细化效果的影响较为明显，若组织过于粗化，板材的塑性降低，在热加工过程中将出现裂纹等缺陷。表1结果显示，在400 440?范围内热轧，板材具有良好的塑性，当温度升高至460?，晶粒粗化，导致最终板材表面出现裂纹。适宜的热轧温度，可以获得良好的热轧组织，有利于后续冷轧工艺和最终产品的质量。2.2热轧工艺
进一步对400 440?温度范围内热轧的板材进行力学性能测试，结果如图1所示。随着热轧温度的不断升高，板材的抗拉强度逐渐降低，而伸长率也逐渐下降。在400?热轧样品的抗拉强度最高，伸长率也最高，抗拉强度为221MPa ，伸长率为22.5%；当热轧温度为440?，抗拉强度降为208MPa ，伸长率降为19%。抗拉强度的降低幅度为5.9%，伸长率的降低幅度为15.9%，伸长率的降低幅度高于抗拉强度的降低幅度，也就是说，随着轧制温度的升高，伸长率的敏感性高于抗拉强度对轧制温度的敏感性
。
图1
不同热轧温度下力学性能的变化
Fig.1
Mechanical property under different rolling temperatures
图2为不同热轧温度下轧制板材的金相显微组织。从图中可以看出，当轧制温度为400?时，板材的组织中出现了一定数量的再结晶组织，组织较细小，如图2a 所示；随着温度的进一步升高，在
9
7第5期陈建等：汽车用高强5754铝合金的轧制工艺
420?时，板材组织中的再结晶数量开始减少，但是尺寸相对较大，如图2b 所示；当板材在440?进行开轧时，板材中的晶粒尺寸进一步增大，而数量
则不断减少（图2c ）。根据已有研究结果可知［7］
，造成这种组织变化的主要原因在于：轧制变形温度
越低，则材料在变形过程中的储能会更加容易，再结晶晶核的数量会逐渐增多，越容易产生再结晶组
织。在400 440?范围内对5754铝合金板材进行热轧的过程中，变形所产生的变形能得到释放，从而产生再结晶晶粒。总体来说，随着热轧温度的升高，再结晶晶粒的数目逐渐减少，而晶粒大小逐渐长大，且合金板材中的位错密度逐渐降低，在力学性能上的表现为抗拉强度的降低及伸长率的降低，与图1的测试结果一致
。
图2不同温度下轧制的5754铝合金板材的金相组织（a ）400?
（b ）420?
（c ）440?
Fig.2
OM microstructure of 5754alloy at different rolling temperatures
2.3冷轧工艺
为了获得较高的强度，板材经过热轧处理后通常要进行冷轧退火处理。板材热轧后进行中间退火，中间退火温度为420?，之后进行冷轧处理。图3为不同冷轧变形量下合金板材力学性能的变化，显示出同一厚度的热轧板材经过不同变形量冷轧后的力学性能测试结果。从图中可以看出，当冷轧变形量为35% 65%时，抗拉强度与屈服强度都逐渐上升，而伸长率逐渐降低。当变形量从35%上升至45%时，合金板材的抗拉强度与屈服强度分别上升了30和35MPa ，伸长率降低3%；当变形量从45%上升至55%时，合金板材的抗拉强度与屈服强度分别上升了70和60MPa ，伸长率降低3%；当变形量从55%上升至65%时，合金板材的抗拉强度与屈服强度分别上升了50和45MPa ，伸长率降低4%。可以看出，力学性能的变化主要发生在45% 55%之间。
图4为不同冷轧变形量下（35% 65%）合金板材的金相显微组织。从图中可以看出，经过冷轧加工后，合金板材为明显的纤维状组织结构。随着冷轧变形量的增大，纤维状组织的密度逐渐上升。经过中间退火及冷轧变形后，再结晶晶粒组织全部消失，晶粒沿着板材轧制方向明显拉长。当变形量为65%时，合金板材获得最密的纤维状组织（图4d ）。冷轧过程中，
不同的晶粒通过滑移方式来进
图3冷轧变形量对5754铝合金板材力学性能的影响Fig.3
Effect of cold rolling deformation on mechanical
property of 5754alloy
行，随着变形量的增大，晶粒沿变形方向拉长
［8－9］
。同时在变形过程中，合金板材内部将产生各种晶格缺陷，随着变形量在35% 65%的过程中，位错缠
结程度增加，这种位错缠结可以有效抵抗合金板材发生变形，表现在力学性能上则是合金板材的抗拉强度与屈服强度上升。
3结论
（1）汽车用5754铝合金板材在400 440?之间进行热轧处理，板材的热轧效果良好，无明显裂纹产生。
08锻压技术第39卷
图4不同冷轧变形量下5754铝合金板材的金相组织
（a）35%（b）45%（c）55%（d）65%
Fig.4OM microstructure of5754alloy under different cold rolling deformation
（2）随着热轧温度的不断升高，板材的抗拉强度逐渐降低，而伸长率也逐渐下降。
（3）当冷轧变形量在35% 65%之间变化时，抗拉强度与屈服强度都逐渐上升，而伸长率逐渐降低。
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第5期陈建等：汽车用高强5754铝合金的轧制工艺
铝合金表面处理工艺设计
铝合金表面处理工艺设 计 文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）
【工艺知识】铝材表面处理工艺大全介绍 总则 表面处理：它是通过机械和化学的方法处理后，能在产品的表面上形成一层保护机体的保护层。在自然界中能达到稳定状态，增加机体的抗蚀性和增加产品的美观，从而提升产品的价值。表面处理种类的选择首先要从使用环境，使用寿命，人为欣赏的角度出发，当然经济价值也是考虑的核心所在。 表面处理的流程包括前处理，成膜，膜后处理。包装，入库。出货等工序，其中前处理包括机械处理，化学处理。 机械处理包括喷吵，抛丸，打磨，抛光，打蜡等工序。机械处理目的使产品表面剔除凹凸不平，补救表面其它外观不良现象。化学处理使产品表面的油污锈迹去除，并且形成一层能使成膜物质更好的结合或和化成活性金属机体，确保镀层有一个稳定状态，增加保护层的结合力，从而达到保护机体的作用。 铝材表面处理 铝材常见的化学处理有铬化，喷漆，电镀，阳极氧化，电泳等工艺。其中机械处理有拉丝，抛光，喷吵，打磨等工艺。 —————— 第一节铬化 铬化会便产品表面形成一层化学转化膜，膜层厚度在，这层转化膜吸附性好，主要作为涂装底层。外观有金黄色，铝本色，绿色等。这种转化膜导电性能好，是电子产品的最好选项，如手机电池内导电条，磁电设备等。该膜层适合所有铝及铝合金产品。但该转化膜质软，不耐磨，因此不利于做产品外部件利用。
铬化工艺流程： 脱脂—>铝酸脱—>铬化—>包装—>入库 铬化适合于铝及铝合金，镁及镁合金产品。 品质要求： 1）颜色均匀，膜层细致，不可有碰伤，刮伤，用手触摸，不能有粗糙，掉灰等现象。 2 ）膜层厚度。 —————— 第二节，阳极氧化 阳极氧化:可以使产品表面形成一层均匀，致密的氧化层，(Al2O3 。6H2O 俗名钢玉)这种膜能使产品的表面硬度达到(200-300HV)，如果特种产品可以做硬质阳极氧化，产品表面硬度可达 400-1200HV，因而硬质阳极氧化是油缸，传动，不可缺的表面处理工艺。 另外这种产品耐磨性非常好，可做航空，航天相关产品的必用工艺。阳极氧化和硬质阳极氧化不同之处:阳极氧化可以着色，装饰性比硬质氧化要好的多。施工要点:阳极氧化对材质要求很严格，不同的材质表面有不同的装饰效果，常用的材质有6061，6063，7075，2024 等，其中，2024 相对效果要差一些，由于材质中CU 的含量不同，因此7075 硬质氧化呈黄色，6061，6063 呈褐色，但普通阳极氧化6061，6063，7075 没多大的差别，但2024 就容易出现很多金斑。 一，常见工艺 常见的阳极氧化工艺有拉丝雾面本色，拉丝亮面本色，拉丝亮面染色，雾面拉丝染色(可染成任何色系)。抛光亮面本色，抛光雾面本色，抛光亮面染色，抛光雾面染色。喷吵亮面本色，喷吵雾面本色，喷沙染色。以上镀种均可用在灯饰器材上。
铝合金轧制工艺
铝合金轧制工艺 一． 实验目的： 1．掌握板带轧机工作原理及设备操作过程。 2．学会轧制变形量的计算方法及安排道次变形量。 二． 轧制原理： 轧制法是应用最广泛的一种压力加工方法，轧制过程是靠旋转的轧辊及轧件之间形成的摩擦力将轧件拖进轧辊缝之间并使之产生压缩，发生塑性变形的过程，按金属塑性变形体积不变原理，通过轧制，轧件厚度变薄同时长度伸长，宽度变宽。见图１所示。 图1 轧制前后轧件厚度的减少成为绝对压下量，用△h 表示，△h ＝h 1－h 2绝对压下量与原厚度之比成为相对压下量，用ε表示，ε＝△h ／h １×100%， 轧制时轧件的长度明显增加，轧后长度与轧前长度的比值称为延伸系数用λ表示， λ=l 1/l 2。由于轧带时轧件宽度变化不大，一般略而不计（Δb=b 2-b 1）。ε、Δh 和λ是考核变形大小的常用指标。 三． 实验内容：
使用两辊板带轧机轧制AlCu合金试件，试件铸态毛坯尺寸：120×15.00×7（mm）。经多道次轧制使熔铸台毛坯形成轧制态工件，轧制厚度由7mm轧至2mm，将其中一半轧件送到马弗炉时效处理，为下一实验做准备。 四．实验步骤： 1．根据轧机传动系统图和轧制原理图结合轧机了解板带轧机的组成，熟悉其结构和轧制机理。 2．润滑各运动部件，启动电源空车运转。 3．按总变形量分配道次压下量，并调整压下装置。 4．喂料轧制，按道次测量并记录相关数据。 5．轧制加工完成关闭电源，快速退回压下装置。 6．清理轧机和工作地点。 7．拟写实验报告。 五．实验装置： 图2 轧机基本结构 六．实验数据及处理：
七． 思考题： 1．试述齿轮座（分动箱）的作用？ 齿轮箱位于辊与减速箱中间起连接传动作用，同时用它控制上下轧辊转速保 持一致 2．分析压下量与咬入角之间关系。 ]/)(1arccos[21D h h --=α 为轧辊直径为咬入角、即为压下量、其中D )( 21αh h - 根据实验原理的图示可知.
铝合金在汽车上的应用
铝合金在汽车上的应用 近20年来，世界性能源问题变得越来越严重，这使得减轻汽车自重、降低油耗成了各大汽车生产厂提高竞争能力的关键。据有关数据介绍，汽车重量每减少50kg，每升燃油行驶的距离可增加2km；汽车重量每减轻1%，燃油消耗下降0.6%～1%。铝具有密度小、耐蚀性好等特点，且铝合金的塑性优良，铸、锻、冲压工艺均适用，最适合汽车零部件生产的压铸工艺。从生产成本、零件质量、材料利用等几个方面比较，铝合金已成为汽车生产不可缺少的重要材料。目前，美国、日本、德国是汽车采用铝合金最多的国家，如德国大众AudiA8、A2，日本的NXS等车身用铝合金量达80%。我国汽车除上海桑塔纳、一汽奥迪和捷达（均为引进生产线）用铝合金外，国产以红旗较多，约80～100kg。有资料表明，用铝合金结构代替传统钢结构，可使汽车质量减轻30%～40%，制造发动机可减轻30%，制造车轮可减轻50%。采用铝合金是汽车轻量化及环保、节能、提速和运输高效的重要途径之一。因此，研究开发铝合金汽车目前显得十分必要。 1 铝合金在汽车工业中的应用背景 最早把铝材运用到汽车上的是印度人，据记载，1896年印度人率先用铝制做了汽车曲轴箱。进入20世纪早期，铝在制造豪华汽车和赛车上有一定的应用，铝制车身的汽车开始出现，如亨利·福特的Model T型汽车和二、三十年代欧洲赛车场上法拉利360赛车都是铝制车身。 铝具有密度小、耐蚀性好等特点，且铝合金的塑性优良，铸、锻、冲压工艺均适用，最适合汽车零部件生产的压铸工艺。从生产成本、零件质量、材料利用等几个方面比较，铝合金已成为汽车生产不可缺少的重要材料，铝合金作为典型的轻质金属广泛应用于国外汽车上，国外汽车铝合金制部件主要有活塞、气缸盖、离合器壳、油底壳、保险杠、热交换器、支架、车轮、车身板及装饰部件等。。目前，美国、日本、德国是汽车采用铝合金最多的国家，如德国大众AudiA8、A2，日本的NXS等车身用铝合金量达80%。我国汽车除上海桑塔纳、一汽奥迪和捷达（均为引进生产线）用铝合金外，国产以红旗较多，约80～100kg。有资料表明，用铝合金结构代替传统钢结构，可使汽车质量减轻30%～40%，制造发动机可减轻30%，制造车轮可减轻50%。采用铝合金是汽车轻量化及环保、节能、提速和运输高效的重要途径之一。因此，研究开发铝合金汽车目前显得十分必要。 铝合金的主要优点是重量轻，散热性好。随着发动技术的发展，四气阀结构成为发动机的主流设计趋势。与两气阀发动机相比，每缸四气阀的气缸盖比每缸两气阀的气缸盖在工作时要产生更多的热量，采用全铝合金缸盖是最好的解决办法。 目前，轿车发动机部件中不仅活塞、散热器、油底壳缸体采用铝合金材料，而且缸盖、曲轴箱也采用这种材料。在目前的形式下，在发动机上采用铝合金替代铸铁已经成为主流趋势。法国汽车的铝汽缸套已达100％，铝汽缸体达45%。在未来几年里，随着高强度优质铝合金材料的开发成功和制造工艺的不断改进，铝合金材料将愈来愈多的用来制造这一类零部件。 汽车用铝合金可分为铸造铝合金和变形铝合金。铸造铝合金在汽车上的使用量最多，占80%以上，其中又分为重力铸造件，低压铸造件和其它特种铸造零件。变形铝合金包括板材、箔材、挤压材、锻件等。世界各国工业用铝合金材料的品种构成虽然有一定的差异，但大体是相同的。其品种构成：铸件占80%左右，锻件占1%～3%，其余为加工材。美国汽车工业中变形铝合金占较大比例，
铝及铝合金的六大表面加工工艺
铝因为它的易加工、视觉效果好、表面处理手段丰富受大众欢迎,那么日常产品中的铝及铝合金的表面加工工艺,你知道多少呢? 1.喷沙(喷丸) 利用高速砂流的冲击作用清理和粗化金属表面的过程。这种方法的铝件表面处理能够使工件的表面获得一定的清洁度和不同的粗糙度,使工件表面的机械性能得到改善,因此提高了工件的抗疲劳性,增加了它和涂层之间的附着力,延长了涂膜的耐久性,也有利于涂料的流平和装饰。该工艺我们经常在苹果公司的各类产品中看到,以及被现有的电视机面壳或中框也越来越多采用。 2.抛光 利用机械、化学或电化学的方法,使工件表面粗糙度降低,以获得光亮、平整表面的加工方法。抛光工艺主要分为:机械抛光、化学抛光、电解抛光。铝件采用机械抛光+电解抛光后能接近不锈钢镜面效果,给人以高档简约、时尚未来的感觉(当然易留下指纹还要多加呵护)。 3.拉丝 金属拉丝是反复用砂纸将铝板刮出线条的制造过程。拉丝可分为直纹拉丝、乱纹拉丝、旋纹拉丝、螺纹拉丝。金属加工微信,内容不错,值得关注。金属拉丝工艺,可以清晰显现每一根细微丝痕,从而使金属哑光中泛出细密的发丝光泽,产品兼备时尚和科技感。 4.高光切削 采用精雕机将钻石刀加固在高速旋转(一般转速为20000转/分)的精雕机主轴上去切削零件,在产品表面产生局部的高亮区域。切削高
光的亮度受铣削钻头速度的影响,钻头速度越快切削的高光越亮,反之则越暗并容易产生刀纹。金属加工微信,内容不错,值得关注。高光高光切削在手机的运用中特别多,如iphone5,近年来部分高端电视机金属边框采用了高光铣削工艺,加之阳极氧化及拉丝工艺使得电视机整体充满了时尚感与科技的锐利感。 5.阳极氧化 阳极氧化是指金属或合金的电化学氧化,铝及其合金在相应的电解液和特定的工艺条件下,由于外加电流的作用下,在铝制品(阳极)上形成一层氧化膜的过程。阳极氧化不但可以解决铝表面硬度、耐磨损性等方面的缺陷,更能延长铝的使用寿命并增强美观度,已成为铝表面处理不可缺少的一环,是目前应用最广且非常成功的工艺。 6.双色阳极氧化 双色阳极氧化是指在一个产品上进行阳极氧化并赋予特定区域不同的颜色。双色阳极氧化因为工艺复杂,成本较高;但通过双色之间的对比,更能体现出产品的高端、独特外观。
铝合金热轧工艺
铝及铝合金热轧工艺 热轧坯料主要采用的是半连续、连续两种生产方式生产铝锭，现代化的热连轧大部分都是采用半连续铸造的生产方式生产铸锭，可生产出来的铸锭重量重，铸锭的尺寸、表面、化学成分和内部质量较高 一铸锭的制备和质量要求。 （1）铸锭的选择应考虑到客户的质量需求和自身设备能力和工艺水平。（举例子）（2）铸锭的厚度选择的依据：成品厚度和变形率 （3）铸锭宽度选择的依据：成品的宽度和合金的切边量 （4）铸锭长度的选择依据：热轧卷的卷径 二铸锭的断面形状： （1）圆弧形 （2）梯形 （3）V字形 （4）长方形 三铸锭切头尾的目的 四热轧前铸锭头尾的处理方式 （1）表面要求不高的产品可以对铸锭浇铸口和底部不做任何处理 （2）对表面要求高的产品必须将头尾铸造缺陷部分全部切除 五、热轧前铸锭的表面处理 1、铣面 铸锭铣面量的确定原则：产品的用途、合金特点。铸造技术，目前国内带侧面铣的的铣削量大面一般8-15mm.小面8-10 mm. 铣床的特点：干铣和湿铣 2铣面后的表面质量要求 （1）铸锭小面弯曲不易过大 （2）铣刀痕的控制，刀痕深度不得大于0.15MM （3）表面无粘铝现象 （4）无磕碰或存放时间过长
六、铸锭的加热 （1）天然气加热炉的基本特点，加热速度快、温度均匀、 （2）加热制度：均热温度，加热温度和炉内气氛 （3）加热温度必须满足热轧温度的要求，保证合金塑性高，变形抗力低 （4）装炉要求：先宽后窄，先一次后二次，先低温后高温，先小吨位后大吨位 七热轧工艺 （1）轧制方式和特点：纵轧、横轧、斜轧 （2）影响轧制的几个重要因素：轧制过程包括粗轧和精轧，在轧制过程中主要是轧辊，轧件和乳液三者之间的作用过程 （3）轧辊几个常用的术语 A：辊型 B：轧辊硬度 C表面粗糙度 D轧辊的基本结构 E轧辊的加工精度::尺寸精度、轧辊径向跳动、辊身两端直径差、配对辊 径差，表面状况。 八热轧制度设计 （1）热轧速度的确定 A开始轧制阶段，铸锭短且厚，绝对压下量大，咬入困难，一般为了咬入采用低速轧制 B 中间轧制阶段为了控制终轧温度和提高生产效率，一般都采用高速轧制 C 最后轧制阶段，因为带材变得薄而长，轧制过程温度降得太快，但是也 要控制表面所以要根据现场情况合理选择轧制速度。 热轧压下制度 热轧压下制度的确定主要包括热轧总加工率和道次加工率的确定（2）总加工率的确定原则 铝及铝合金板带材的热轧总加工率可达到90%以上，总加工率愈大，材 料的组织越均匀，性能越好， A合金材料的性质。纯铝以及软合金，其高温塑性范围较宽，热脆性小、 变形抗力低，因而其总加工率越大，硬合金则相反。 （3）满足最终产品表面质量和性能的要求 供给冷轧的坯料，热轧总加工率应留足冷变形量，以利于控制产品性能 和获得良好的冷轧表面质量；铝及铝合金热轧制品的总加工率应大于 80%。 （4）轧机能力及设备条件 轧机最大工作开口度和最小轧制厚度并差越大，铸锭越厚，热轧总加工 率越大，但铸锭厚度受轧机开口度和辊道长度的限制。铸锭尺寸及质量， 铸锭厚且质量好，加热均匀，热轧总加工率相应增加。 道次加工率的确定原则 制定道次加工率应考虑合金的高温性能、咬入条件、产品质量要求及设备能力。不同轧制阶段加工率确定原则是： （1）开始轧制阶段，道次加工率比较小，一般为2%~10%，因为前几道次主
铝材轧制过程中常见问题的解决方法
技术工作总结 ——铝材轧制过程中常见问题的解决方法 铝原料轧制过程中的质量控制技术对现行的的生产型企业来讲是十分重要的。我们现在所采用的原料轧制技术是沿用上世纪七十年代中期上海铝材厂传授下来的成熟的轧制技术（当时这种技术属国内比较先进的生产技术），从铝锭和角料进炉开始到成品铝带出厂，系列铝加工轧制技术均能够得到充分运用和发挥，通过三十多年来的生产实践和运用，在不更换现有生产设备的情况下，改良轧制过程中的工艺技术，发现和解决生产中常见问题十分关键。按照现时确定的轧制原料工工序，应包含熔炼、浇铸、热轧、冷通及精轧。 1熔炼方面 我公司所熔炼的原料是铝锭加角料，在原料的进炉前，我认为必须对角料进行检验，主要是检查角料中的包杂情况进行抽检，其次是对角料中是否含水份情况进行一一巡视，决不能向炉膛内投进一块含有水分的角料块，经过多年来的问题排查发现，角料含水是造成后道产品气泡等质量问题的原因之一。 实践中，我认识到在熔炼过程中，必须注意的是除气、排渣问题，如果除气、排渣处理不好，产品到了后道，或者成品到用
户以后，就会出现后续产品有气泡、亮点、白丝等诸多质量问题。我采用的解决的方法是通过空心管向铝液中吹入氮气，这样处理得比较好的话，气泡、亮点、白丝等质量问题就会消除。 为了提高出水率，在铝液达到一定温度后，继续向铝液中投放一定数量的角料块，在温度允许的前提下，角料会在铝液中迅速融化成铝液，既省时有省料，还没有烧损，是一个提高经济效益的好方法，但是，要重视的问题就是，同样要做好除气排渣的工作，否则会出现产品起皮现象。 熔炼方面按照技术要求去做，产品质量问题就会随之消灭。 2浇铸方面 铝液经过一定时间的静止后，就可以浇铸。此时的模具一定要经过安全检查，按照操作规程操作，将模具倾斜到一定角度，铝液慢慢的向模具内倒入，不可太快。太快易造成铝液中夹杂的气体不能排出，引起坯块密度小于2.7×103Kg/m3（结构疏松），其强度低于sb＝80～100MPa，轧制后尤其是到了后续加工制品时会出现各种质量等问题。一次浇铸后的补缩要适时进行，在铸块没有硬化前将铝液倒入凹处填平，以确保坯料尺寸达到工艺单要求。 3热轧方面 铸块经过削去两边表层以后进轧机首道轧制，切不可使用温度过高的铸块坯料，因为热轧时会同时向轧制的坯料两边喷乳化油，以达到润滑辊面的效果，此时坯料如果温度过高，坯料进入轧辊时，由于上下两个平面并不是同时接触到等温、等量的乳化
铝合金表面处理实用工艺设计
【工艺知识】铝材表面处理工艺大全介绍 总则 表面处理：它是通过机械和化学的方法处理后，能在产品的表面上形成一层保护机体的保护层。在自然界中能达到稳定状态，增加机体的抗蚀性和增加产品的美观，从而提升产品的价值。表面处理种类的选择首先要从使用环境，使用寿命，人为欣赏的角度出发，当然经济价值也是考虑的核心所在。 表面处理的流程包括前处理，成膜，膜后处理。包装，入库。出货等工序，其中前处理包括机械处理，化学处理。 机械处理包括喷吵，抛丸，打磨，抛光，打蜡等工序。机械处理目的使产品表面剔除凹凸不平，补救表面其它外观不良现象。化学处理使产品表面的油污锈迹去除，并且形成一层能使成膜物质更好的结合或和化成活性金属机体，确保镀层有一个稳定状态，增加保护层的结合力，从而达到保护机体的作用。 铝材表面处理 铝材常见的化学处理有铬化，喷漆，电镀，阳极氧化，电泳等工艺。其中机械处理有拉丝，抛光，喷吵，打磨等工艺。 ——————
第一节铬化 铬化会便产品表面形成一层化学转化膜，膜层厚度在0.5-4um，这层转化膜吸附性好，主要作为涂装底层。外观有金黄色，铝本色，绿色等。这种转化膜导电性能好，是电子产品的最好选项，如手机电池导电条，磁电设备等。该膜层适合所有铝及铝合金产品。但该转化膜质软，不耐磨，因此不利于做产品外部件利用。 铬化工艺流程： 脱脂—>铝酸脱—>铬化—>包装—>入库 铬化适合于铝及铝合金，镁及镁合金产品。 品质要求： 1）颜色均匀，膜层细致，不可有碰伤，刮伤，用手触摸，不能有粗糙，掉灰等现象。 2 ）膜层厚度0.3-4um 。 —————— 第二节，阳极氧化
阳极氧化:可以使产品表面形成一层均匀，致密的氧化层，(Al2O3 。6H2O 俗名钢玉)这种膜能使产品的表面硬度达到(200-300HV)，如果特种产品可以做硬质阳极氧化，产品表面硬度可达400-1200HV，因而硬质阳极氧化是油缸，传动，不可缺的表面处理工艺。 另外这种产品耐磨性非常好，可做航空，航天相关产品的必用工艺。阳极氧化和硬质阳极氧化不同之处:阳极氧化可以着色，装饰性比硬质氧化要好的多。施工要点:阳极氧化对材质要求很严格，不同的材质表面有不同的装饰效果，常用的材质有6061，6063，7075，2024 等，其中，2024 相对效果要差一些，由于材质中CU 的含量不同，因此7075 硬质氧化呈黄色，6061，6063 呈褐色，但普通阳极氧化6061，6063，7075 没多大的差别，但2024 就容易出现很多金斑。 一，常见工艺 常见的阳极氧化工艺有拉丝雾面本色，拉丝亮面本色，拉丝亮面染色，雾面拉丝染色(可染成任何色系)。抛光亮面本色，抛光雾面本色，抛光亮面染色，抛光雾面染色。喷吵亮面本色，喷吵雾面本色，喷沙染色。以上镀种均可用在灯饰器材上。 二，阳极氧化工艺流程 除油—>碱蚀—>化抛—>中和—>黎地—>中和 阳极氧化—>染色—>封孔—>热水洗—>烘干
铝及铝合金表面处理工艺
铝及铝合金的特点 1.密度低 铝的密度约为2.7g/cm3，在金属结构料中仅高于镁的第二轻金属，只有铁或者铜的1/3。 2.塑性高 铝及其合金延展性好，可通过挤压、轧制或拉拔等压力加工手段制成各种型、板、箔、管和丝材。 3.易强化 纯铝强度不高，但通过合金化和热处理容易使之强化，制造高强度铝合金，强度可以和合金钢媲美。 4.导电好 铝的导电性和导热性仅次于银、金、铜。设铜相对导电率为100，则铝为64，铁只有16。如按照等质量金属导电能力计算，铝几乎是铜的一倍。 5.耐腐蚀 铝和氧具有有极高的亲和力，自然条件下铝表面会生成保护性氧化物，具有比钢铁好得多的耐腐蚀性 6.易回收 铝的熔融温度低，为660°С左右，废料容易再生，回收率极高，回收能耗只是冶炼的3%。 7.可焊接
铝合金可通过惰性气体保护法焊接，焊接后力学性能好，耐腐蚀性好，外观美丽，满足结构料要求 8.易表面处理 铝可通过阳极氧化着色处理，处理后硬度高，耐磨耐腐蚀及电绝缘性好，通过化学预处理还可以进行电镀、电泳、喷涂等进一步提高铝的装饰性和保护性 铝的表面机械预处理 1.机械预处理的目的 a.提供良好的表观条件，提高表面精饰质量；提高产品品级；减少焊接的影响；产生装饰效果；获得干净表面。 2.机械预处理的常用方法 常用的机械预处理方法有抛光、喷砂、刷光、滚光等方法。具体采用那一种预处理要根据产品的类型、生产方法、表面初始状态及最终精饰水平而定。 3.机械抛光的原理及作用 高速旋转的抛光轮与工件摩擦产生高温，是金属表面发生塑性变形，从而平整了金属表面的凸凹点，同时使在周围大气氧化下瞬间生成的金属表面的极薄氧化膜反复地被磨削下来，从而变得越来越光亮。主要作用是去除工件表面的毛刺、划痕、腐蚀斑点、砂眼、气孔等表面缺陷。同时进一步清除工件表面上的细微不平，使其具有更高的光泽，直至镜面效果。 4.喷砂的原理及作用
铝合金材料的完整加工过程
铝合金型材的加工要经过成形加工、表面处理和装饰加工三个主要工序。 第一道工序：成形加工 铝合金型材的成形加工方法主要包括两大类，一类是挤压法，另一类是轧制法。 挤压法：是国内企业应用最为普遍的一种成形方法，其又包括正挤压、反挤压、正反向联合挤压等不同的分类。铝合金型材加工主要采用的是正挤压法。这种方法的操作过程是将铝合金锭放入端部开有莫孔的挤压筒中，加热之后，在挤压轴的巨大压力作用下，使铝合金由模孔中流出，从而得到与模孔尺寸形状均一致的挤压制品。具体的操作细节会因材料的品种、规格、供应状态、质量要求、工艺方法及设备条件等不同因素而存在一定的差异。 轧制法：一般在需要大批量，并且对尺寸和表面质量要求不高的中、小规格棒材和断面形状简单的型材时，才会使用到这种方法。 在成型加工中可因材料的品种、规格、供应状态、质量要求、工艺方法及设备条件等不同因素进行选择合适的金属加工液。 高性能铝合金切削液产品介绍：（联诺化工铝合金切削液SCC638A）SCC638A是半合成水性切削液，专为铝合金加工而设计，对铝合金表面有很好的抗氧化保护作用，有极好的润滑性和极压性，适合应用于铝合金的各种加工工艺，包括车、铣、钻、磨、铰孔、盲孔/通孔攻丝等。铝合金切削液SCC638A不含氯、亚硝酸盐、苯酚等有害物质，属于环保水溶性切削液。
铝合金切削液SCC638A优点 ●铝合金切削液SCC638A水溶性切削液具有极好的润滑性和极压性，特别适合铝合金加工，不会形成刀瘤，确保加工面(内槽加工盲孔攻丝等)的光洁度好，保护刀具，减少刀具的磨损； ●对铝表面有很好的保护作用（防止铝表面变色或“长毛”）；抗氧化，防锈性极佳。 ●抗微生物稳定性能强，使其具有较长的使用寿命，清洗性能好，确保工件表面和设备清洁。 第二道工序：表面阳极氧化处理 表面阳极氧化处理：利用电解原理，将目标金属作为阳极，置于电解质溶液中并进行通电。阳极金属会置换电解液中的氢气，从而产生一层致密金属氧化膜的处理方法。铝合金材料经过表面阳极氧化处理后得到的人工氧化膜层比自然形成氧化膜要厚得多。 铝合金材料表面的氧化膜成分为三氧化二铝，这种物质本身是非常坚硬、致密的，但是在其结晶中存在着缺陷。将铝合金作为阳极，浸入酸溶液中，电解液会由氧化膜的缺陷中浸入膜内，对氧化膜进行局部溶解，并在型材表面形成大量小孔，使电流可以由此通过，氧化更深层的金属铝。这样，氧化就可以向更加纵深的方向发展。因此，形成的氧化膜厚度大大超过了自然形成的氧化膜。 形成氧化膜以后，还要对电解液溶解造成的小孔进行“封孔”处理。“封孔”有高温水封闭、无机盐封闭和有机封闭三种方法。最终得到
铝合金金相组织观察
铝合金金相组织观察 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
北京工业大学 实验报告 模块（课程）名称：材料工程基础综合实验 实验名称：铝合金金相组织观察 学号：08090206 姓名：左迎雪
一、实验目的 ⒈了解铸造、固溶处理、轧制及时效处理4种加工条件对铝合金的组织特征的影响； ⒉分析不同材料加工工艺对铝合金力学性能的影响； 3. 深入了解材料四要素之间的内在联系。 二、实验内容 1. 铝合金铸造、固溶处理、轧制及时效处理后金相组织的观察； 2. 不同工艺处理后铝合金静态拉伸实验； 3. 实验报告撰写。 三、实验过程 1. 制样 每一位同学根据名单选取相应工艺的样品，根据《光学技术实验平台》中对于金相样品制备的学习，按照金相样品制备的一般要求进行。磨光过程经历200、400、600、800等四种牌号的水砂纸，然后抛光、腐蚀。 制样的要点： A 缩短在砂纸上停留的时间（包括全过程及每次接触） B 挡水盘距离盘面1cm，请节约用水 C 样品抛光前必须在粗砂纸上修出倒角 D 抛光膏的使用原则是微量、多次；注水少量、恰当 E 抛光时，用力避免过大，应当适中，可以任意方向抛光 2. 组织观察
3. 结果分析 （1）请同学写出自己制备样品（铸造、固溶、轧制或轧制时效处理）的简要生产工艺过程； （2）观察图片，分析铸造、固溶处理、轧制、轧制时效工艺处理后，形成的组织的特点、原因（注意放大倍数的影响）； （3）分析自己制备样品的质量。 图中所示为铝合金铸态组织，主要由α-Al固溶体 与晶界上和枝晶间的低熔点共晶组成。晶粒基本 呈等轴状，在晶界处和晶内均分布有大量的第二 相颗粒，并且在晶界上还能看到存在一些显微疏松组织，可能是由于铸造过程中的收缩或气体含量过高造成的。此外， 由于铸造过程中的过冷度很大，成分偏析十分严重，这种偏析在会在晶 界处富铸造组织50× 集，越靠近晶界附近合金元素含量越高区域偏析越严重。晶粒细小。 图中所示为铝合金固溶处理组织，可以明显看出合 金晶粒粗化，再结晶组织增多，粗大的第二相组织 基本溶解。同时成分偏析得到一定消除，组织趋于 均匀。
我国目前铝合金表面处理的工艺及其环境效应
我国目前铝合金表面处理的工艺及其环境效应 我国铝合金型材的表面处理工艺包括阳极氧化，阳极氧化后电泳涂漆，化学转化后喷粉， 化学转化后喷漆等四种工艺。它们虽然源自西欧和日本的工艺，但在我国得到了融合、提升 和发展。但是在过去引进国外技术及国产化过程中，重点放在结合我国的当时技术水平、资 源特点、并从方便管理和降低成本等因素考虑较多，环境效应关注不够。因此有关废水、废 气的处理思路、方案和措施，甚至在某些工艺路线方面，从新的环境效益的视角去审视,都 存在不少问题,其中包括若干亟待解决的问题，本文在此基础上提出一些技术设想和新建议。 一、铝材表面处理生产线废水废气的排放标准 各行业的不同工艺需要控制的污染物质并不相同，为此废水的排放的浓度标准也不可能 相同。对于铝合金加工行业，废水的排放标准可执行国家标准GB 8978-1988 “污水综合排 放标准”。排放标准按地面水域使用功能要求和污水排放去向，对于向地面水水域排放和城 市下水道排放的污水分别执行一、二、三级的标准。 对排入重点保护水域、生活饮用水水源地、一般经济渔业水域、重要风景游览区等水域 的污水需要执行一级标准。 对排入一般保护水域，一般工业用水区、景观用水区及农业用水区等水域的污水执行二 级标准。 对排入城镇下水道并进入二级污水处理厂，进行生物处理的污水执行三级标准。 在某些情形下，不仅排放的要求更高，而且对于中水的回收使用比例要求更高，例如最 近华加日对于新厂的废水排放，不仅排放的“废水”需要达标，而且回收利用率要达到90%， 没有新的环境保护思路和高标准的环境治理措施是不可能达到的。 国家标准GB 8978-1988还把排放的69种污染物按性质分为两类，读者需要时可以直 接查阅标准。 第一类污染物是指能在环境或动植物体内蓄积，对人体健康产生长远不良影响者。含有 此类有害污染物质的污水，不分行业和污水排放方式，也不分受纳水体的功能类别，一律在 车间或车间处理设施排出口取样，其最高允许排放浓度必须符合表1的规定。 第二类污染物是指其长远影响小于第一类的污染物质，在排污单位排出口取样，其最高 允许排放浓度和部分行业最高允许排水定额必须符合表2的规定。 表1 第一类污物最高允许排放浓度（与铝材表面处理废水有关的指标）[1] 序号污染物最高允许排放浓度/mg/ L
常见零件的热处理方式
一、齿轮 1.渗碳及碳氮共渗齿轮的工艺流程 毛坯成型→预备热处理→切削加工→渗碳（碳、氮共渗）、淬火及回火→（喷丸）→精加工2.感应加热和火焰加热淬火齿轮用钢及制造工艺流程 配料→锻造→正火→粗加工→精加工→感应或火焰加热淬火→回火→珩磨或直接使用调质 3.高频预热和随后的高频淬火工艺流程 锻坯→正火→粗车→高频预热→精车（内孔、端面、外圆）滚齿、剃齿→高频淬火→回火→珩齿 二、滚动轴承 1.套圈工艺流程 棒料→锻制→正火→球化退火 棒料→钢管退火磨→补加回火→精磨→成品 2.滚动体工艺流程 （1）冷冲及半热冲钢球 钢丝或条钢退火→冷冲或半热冲→低温退火→锉削加工→软磨→淬火→冷处理→低温回火→粗磨→补加回火→精磨→成品 （2）热冲及模锻钢球 棒料→热冲或模锻→球化退火→锉削加工→软磨→淬火→冷处理→低温回火→粗磨→补加回火→精磨→成品 （3）滚子滚针 钢丝或条钢（退火）→冷冲、冷轧或车削→淬火→冷处理→低温回火→粗磨→附加回火→精磨→成品 三、弹簧 1.板簧的工艺流程
切割→弯制主片卷耳→加热→弯曲→余热淬火→回火→喷丸→检查→装配→试验验收 2.热卷螺旋弹簧工艺流程 下料→锻尖→加热→卷簧及校正→淬火→回火→喷丸→磨端面→试验验收 3.冷卷螺旋弹簧工艺流程 下料→锻尖→加热→卷簧及校正→去应力回火→淬火→回火→喷丸→磨端面→试验验收 四、汽车、拖拉机零件的热处理 1.铸铁活塞环的工艺流程 （1）单体铸造→机加工→消除应力退火→半精加工→表面处理→精加工→成品 （2）简体铸造→机加工→热定型→内外圆加工→表面处理→精加工→成品 2.活塞销的工艺流程 棒料→粗车外圆→渗碳→钻内孔→淬火、回火→精加工→成品 棒料→退火→冷挤压→渗碳→淬火、回火→精加工→成品 热轧管→粗车外圆→渗碳→淬火、回火→精加工→成品 冷拔管→下料→渗碳→淬火、回火→精加工→成品 3.连杆的工艺流程 锻造→调质→酸洗→硬度和表面检验→探伤→校正→精压→机加工→成品 4.渗碳钢气门挺杆的工艺流程 棒料→热镦→机加工成型→渗碳→淬火、回火→精加工→磷化→成品 5.合金铸铁气门挺杆的工艺流程 合金铸铁整体铸造（间接端部冷激）→机械加工→淬火、回火→精加工→表面处理→成品合金铸铁整体铸造（端部冷激）→机械加工→消除应力退火→精加工→表面处理→成品钢制杆体→堆焊端部（冷激）→回火→精加工→成品 钢制杆体→对焊→热处理→精加工→表面处理→成品 6.马氏体型耐热钢排气阀的工艺流程 马氏体耐热钢棒料→锻造成型→调质→校直→机加工→尾部淬火→抛光→成品 7.半马氏体半奥氏体型耐热钢（Gr13Ni7Si2）排气阀的工艺流程
铝合金表面处理
铝材表面处理工艺介绍 对铝材来说，阳极氧化所能做到的色彩的确比较局限，通常就是银白、古铜、钛金、K金色或者黑色。至于有时看到有很多他色彩是通过另外的工艺方法加工出来的： 1 、电泳涂层 在阳极氧化的基础上，通过电泳的作用，在氧化膜上均匀覆盖上一层水溶性丙烯酸漆膜，使型材表面形成阳极氧化膜和丙烯酸漆膜复合膜。手感光滑细腻，外观鲜艳亮丽，除能生产原氧化着色的颜色的基础上，能做出更多如白色及绿色等鲜艳色彩。 2、彩色粉末喷涂 共200多种颜色选择，给设计师一个广阔空间，性能稳定，漆膜附着力强，不易剥落、耐酸、耐盐雾、耐灰浆、耐候性、耐老化等性能优异。涂层在空气中不挥发、不氧化、无污染毒害，环保性能好。表面污物水洗后焕然一新。 3、彩色氟碳喷涂 通过静电作用在铝合金基体表面喷上聚偏二氟乙烯漆涂层。氟碳涂料为偏聚二氟乙烯，氟碳涂料。所以能具有持久保色度、抗老化、抗腐蚀、抗大气污染，其氟碳键是最强的分子键之一优越于其聚合休的分子结构。氟碳喷涂作为高档表面涂装工艺手段。160多种丰富色彩足以为建筑师和设计师提供无穷无尽的设计空间。它具有颜色均匀一致，且抗褪色和沾污的能力优越的优点。 另外，铝或者铝合金很适合做拉丝处理 拉丝与表面氧化的确是无关的，拉丝要在氧化之前做才行；另外氧化是肯定不能用自然氧化的方法，自然氧化得到的表面应该叫质量缺陷，它的氧化膜与专门处理的氧化膜成份、外观都是截然不同的。 另外还有一点，着色并非是氧化的后处理，是在氧化的同时进行的，常用的有下面几种氧化着色处理方法： 着色阳极氧化膜 铝的阳极氧化膜，靠吸附染料而着色。 自发色阳极氧化膜 这种阳极氧化膜是某种特定铝材在某种合适的电解液（通常以有机酸为基）中在电解作用下，由合金本身自发地生成一种带色的阳极氧化膜。 电解着色 阳极氧化膜的着色，通过氧化膜的空隙被金属或金属氧化物电沉积而着色。 着色确实是与氧化同时进行的，但也确实称其为该工艺的后处理，其意思是之其附加在该工艺中进行的（不进行也可以）。
铝合金金相组织观察
北京工业大学 实验报告 模块（课程）名称：材料工程基础综合实验 实验名称：铝合金金相组织观察 学号：08090206 姓名：左迎雪
一、实验目的 ⒈了解铸造、固溶处理、轧制及时效处理4种加工条件对铝合金的组织特征的影响； ⒉分析不同材料加工工艺对铝合金力学性能的影响； 3. 深入了解材料四要素之间的内在联系。 二、实验内容 1. 铝合金铸造、固溶处理、轧制及时效处理后金相组织的观察； 2. 不同工艺处理后铝合金静态拉伸实验； 3. 实验报告撰写。 三、实验过程 1. 制样 每一位同学根据名单选取相应工艺的样品，根据《光学技术实验平台》中对于金相样品制备的学习，按照金相样品制备的一般要求进行。磨光过程经历200、400、600、800等四种牌号的水砂纸，然后抛光、腐蚀。 制样的要点： A 缩短在砂纸上停留的时间（包括全过程及每次接触） B 挡水盘距离盘面1cm，请节约用水 C 样品抛光前必须在粗砂纸上修出倒角 D 抛光膏的使用原则是微量、多次；注水少量、恰当 E 抛光时，用力避免过大，应当适中，可以任意方向抛光 2. 组织观察 3. 结果分析 （1）请同学写出自己制备样品（铸造、固溶、轧制或轧制时效处理）的简要生产工艺 过程； （2）观察图片，分析铸造、固溶处理、轧制、轧制时效工艺处理后，形成的组织的特点、原因（注意放大倍数的影响）； （3）分析自己制备样品的质量。 图中所示为铝合金铸态组织，主要由α-Al固溶体与晶界 上和枝晶间的低熔点共晶组成。晶粒基本呈等轴状，在晶 界处和晶内均分布有大量的第二相颗粒，并且在晶界上还 能看到存在一些显微疏松组织，可能是由于铸造过程中的 收缩或气体含量过高造成的。此外，由于铸造过程中的过 冷度很大，成分偏析十分严重，这种偏析在会在晶界处富铸造组织50×集，越靠近晶界附近合金元素含量越高区域偏析越严重。 晶粒细小。
铝合金电缆工艺流程及生产装备
铝合金电缆生产装备及工艺流程 一、连铸连轧 铝合金导体制造关键在于铝合金杆的成分均匀、质量稳定、无铸造与轧制缺陷。为了生产出优质的铝合金杆，就要求对装备及生产工艺提出了新的要求。 连铸连轧基本工艺流程：将熔化后的铝液（也可以直接采用电解铝液）经过精炼、除气、过滤，通过中间包（浇包）进入连铸机进行连续铸造，连铸坯经过预处理后进入连轧机组轧制成圆铝杆，然后在线冷却，最后进入卷取机成卷。 1、设备组成 生产线的设备组成基本都是熔化炉、保温炉、除气过滤装置，轮带式铸造机、多机架连轧机和卷取机等组成。国产设备和进口设备的主要差异在于连铸机、连轧机和卷取机的设备结构、装机水平和自动化程度以及生产工艺等。 （1）熔铝炉 熔铝炉是制备铝合金导体的头道工序，用于将铝锭熔化成铝液然后流入保温炉内，再进行合金化处理。冷铝锭从上方炉口装入炉内，燃烧器安装在炉子底部。燃烧热量从炉底的高温熔化区经过竖炉的抽力作用往上运动，冷铝锭在重力作用下往下运动时，与热流接触吸收热量，温度逐渐升高。经历预热、加热、熔化三个阶段。铝锭在炉内溶化后，流出熔铝炉，进入保温炉内，可以连续熔化铝锭，铝液温度均匀。淮胜熔炼炉的生产能力可达6t/h。 图1 熔铝炉构造示意图 （2）保温炉 保温炉的作用是将溶化后的铝液温度达到可以满足浇铸要求的温度，温度均匀化，加入中间合金进行合金化和精炼处理，最后通过扒渣清洁铝合金熔体。
淮胜保温炉的炉型是倾动式。倾动式保温炉在浇铸时可以倾斜炉子，倾倒铝液以保持炉内的液面高度恒定，稳定浇铸压力，获得良好的浇铸质量。此外可以排尽炉内铝液，减少残余铝液对后一炉的影响，保证每一炉的铝液成分符合要求。淮胜保温炉为圆形炉，圆形炉的有点在于旋转阻力最小，避免存在死角，导致铝液没有流动，导致部分合金不溶或者成分偏析；此外圆形炉也有利于扒渣过程。铝中间合金锭溶解后，需要进行除气精炼，使废金属夹杂物浮上铝液表面，然后扒出炉外以净化铝合金熔体。圆形炉形结构也便于燃烧器的安装，有利于组织合理的炉内气流流动，提高热交换效率，降低吨铝能耗。淮胜连铸连轧生产线保温炉数量为两个，容量为10t，能够确保生产的连续性。 铝合金导体生产要在铝液中添加其它中间合金，需对铝液进行搅拌熔化，使合金元素快速溶解、分布均匀温度均匀化。保温炉搅拌方式为利用外力使铝液形成涡流状旋转，从而溶解铝中间合金。淮胜生产线采用电磁搅拌的方式进行搅拌，电磁搅拌相对人工搅拌具有铝合金成分和温度均匀、避免破坏铝液表面氧化层，减少铝液吸氢和吸氧反应，减少烧损、提高劳动效率、避免污染铝液、减轻工人劳动强度等优点。 （3）连铸设备 浇铸是铝合金杆制造质量的关键因素之一。淮胜生产线的浇铸工序为人工浇铸。人工浇铸相对于自动浇铸有浇铸速度不稳定、浇铸温度不稳定、工人劳动强度大、铝液飞溅烫伤风险高、停机调节冷却水压力带来生产效率低等诸多不利因素。连铸机为五轮式，铸坯离开浇铸轮时不会发生扭转，保证进入轧机时平直。浇铸轮采用四面冷却，喷嘴流量可以调节，冷却水成扇状，铸坯冷却比较均匀。 （4）连轧设备 锭坯引出铸机后，先修理飞边和棱角，再进入连轧机。轧件无扭拧的通过各机架，为此采用平-立布置的或者45°交叉布置的二辊串列轧机和V型机架，但也常采用三角Y轧机，它通常和二轮铸机相配合。所谓的连轧就是若干个机架排列成一串，机架间距约为0.5m左右，轧件通过这一串机架，同时受到轧制，如下图所示。虽然越轧越细，越轧越长，然而因机架的速度一台快于一台，故而只要控制恰当，机架间的轧件长度不会变长。
浅谈铝合金的加工工艺
航空航天材料学习报告 学院： 专业： 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 年月日
浅谈铝合金的加工工艺 纯铝的密度小，大约是铁的 1/3，熔点低，铝是面心立方结构，故具有很高的塑性，易于加工，可制成各种型材、板材，抗腐蚀性能好；但是纯铝的强度很低，故不宜作结构材料。通过长期的生产实践和科学实验，人们逐渐以加入合金元素及运用热处理等方法来强化铝，这就得到了一系列的铝合金。添加一定元素形成的合金在保持纯铝质轻等优点的同时还能具有较高的强度。这样使得其“比强度”胜过很多合金钢，成为理想的结构材料，广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面，飞机的机身、蒙皮、压气机等常以铝合金制造，以减轻自重。采用铝合金代替钢板材料的焊接，结构重量可减轻50%以上。随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展，对铝合金结构件的需求日益增多，使铝合金的加工性研究也随之深入。铝合金的广泛应用促进了铝合金加工技术的发展，同时加工技术的发展又拓展了铝合金的应用领域，因此铝合金的加工技术正成为研究的热点之一。 一、铝合金的熔炼 熔炼是为塑性加工提供坯锭。熔炼炉多用燃气反射炉或燃油反射炉，一般容量为20～40吨或更大；也采用电阻加热反射炉，容量一般为10吨左右。为缩短装炉时间，提高熔化效率，减少吸收气体和卷入氧化膜，工业上已采用倾转式顶装料圆型炉。熔炼时最好应用快速分析仪器分析合金成分，并及时调整。为保证熔体纯洁，防止有害气体的污染和控制化学成分，除了尽可能缩短熔炼时间外，宜用以氯化钾和氯化钠为主的粉状熔剂覆盖，一般用量为炉料重量的0.4～2%。熔炼温度通常控制在700～750℃。 熔化后的金属还需进行精炼和过滤，以除掉金属中的有害气体氢和非金属夹杂物，以提高金属纯洁度。精炼通常用固体精炼剂或气体精炼剂。固体精炼剂一般以氯盐为主，也用以六氯乙烷代替氯盐的精炼剂。早期使用活性强的氯气作气体精炼剂，净化效果虽好，但对环境污染严重,因此发展出氮-氯混合气体、惰性气和三气体精炼剂,效果较好。为保证精炼效果，精炼气体中的氧和水分含量一般应分别小于0.03%和0.3克/米3。动态真空除气法也具有较好的除气和除钠效果。 过滤是让熔体金属通过中性或活性材料制成的过滤器，除去熔体中处于悬浮状的夹杂物。常用玻璃丝网、微孔陶瓷管和板、氧化铝粒作过滤床进行过滤，也可用电熔剂精炼、熔剂层过滤。 二、铝合金的铸造 铸造一般采用立式或水平式水冷半连续铸造法。为改善立式铸造的坯锭组织和表面质量，还发展出电磁结晶槽、矮结晶槽和热顶铸造法（见金属的凝固）。水冷半连续铸造法是通过流槽将液体金属导入用水冷却的结晶器内，使液体金属冷却形成凝固的外壳，由铸造机底座牵引或靠自身重量均匀下降而脱出结晶器，形成坯锭。工艺参数因合金成分和坯锭尺寸的不同，差异很大。一般应尽量提高铸造速度和冷却速度，降低结晶槽的高度。铸造温度通常比合金的液相线高50～110℃。此外,还发展出铝板带连续铸轧
铝合金在汽车中的应用
铝合金在汽车中的应用 汽车工业在蓬勃发展的同时，由于环保和节能的需要，汽车轻量化已成为世界汽车发展的潮流。实施汽车轻量化过程中铝合金材料将发挥其天然优势，主要用来改造和替代车身材料。汽车轻量化大致可以分为车身轻量化、发动机轻量化、底盘轻量化三类，其目的均是在保证性能的前提下通过使用更轻材料降低车重，从而实现节能环保功能。 板材在轿车上的应用比重不断上升，如经热处理的6000系铝合金板材，能够很好的满足汽车对壳体的要求，可用做车身框架材料。Audi A8的车身钣金件，即采用了本系合金铝材。另外，2000系5000系和7000系铝合金也可应用于车身材料。近几年，采用6000系和7000系高强度铝合金开发了“口”、“日”、“目”、“田”字形状的薄板和中空型材，不仅质量轻、强度高、抗裂性能好，而且成型性能好，在汽车上得到了广泛的应用。 汽车发动机用铝合金制造轻量化最为明显，一般可减重30%以上，另外，
发动机的气缸体和缸盖均要求材料的导热性能好、抗腐蚀能力强，而铝合金在这些方面具有非常突出的优势，因此各汽车制造厂纷纷进行发动机铝材化的研制和开发。目前国外很多汽车公司均已采用了全铝制的发动机气缸体和气缸盖。如美国通用汽车公司已采用了全铝气缸套；法国汽车公司铝气缸套已达100%，铝气缸体达45%；日本日产公司VQ和丰田公司的凌志IMZ-FEV6均采用了铸铝发动机油底壳；克莱斯勒公司新V6发动机气缸体和缸盖都使用了铝合金材料。 由于组成汽车的底盘的零部件很多，对其中任何一个零件进行减重改造，往往需要相应作出数十处，乃至数百处改动，耗费大量的试验费和设备投资费。所以在进行底盘的轻量化改造时，需要结合相应的标准和实际需要而作主要轻量化零部件的选择。 目前，我国汽车生产量继美国、日本、德国之后，居世界第四位。而在汽车铝化率方面，我国的技术还相对比较落后。当前发达国家汽车上铝材的使用已达138kg，铝化率达12%，而我国汽车上铝材的使用与国外差距很大，平均用铝量仅为60kg，铝化率不到5%[9]。因此，我国汽车用铝合金市场的发展前景非常广阔。