铝加工基础知识.
铝的基础必学知识点
铝的基础必学知识点
1. 铝是一种轻质、柔软、具有良好导电和导热性能的金属材料。
它在
地壳中的含量排第三，仅次于氧和硅。
2. 铝的原子数为13，原子序数为13，相对原子质量为26.98。
3. 铝的外层电子排布为2, 8, 3。
4. 铝的熔点为660.32°C，沸点为2519°C。
5. 铝的密度为2.7 g/cm³，是常见金属中密度最小的。
6. 铝具有良好的导电和导热性能，比重小，耐腐蚀性好，可加工成各
种形状。
7. 铝可以通过冶炼从铝矾土中提取出来。
冶炼方法包括氧化铝电解法、直接冶炼法等。
8. 铝可以通过合金化来改变其性质。
合金化常用的元素包括铜、镁、
锌等。
9. 铝广泛应用于航空航天、汽车工业、建筑材料、包装材料等领域。
10. 铝在空气中可以形成一层氧化铝保护膜，具有较好的耐腐蚀性。
《铝加工基础知识》课件
铝的化学性质
活泼金属
铝是活泼金属，在常温下 就能与氧气反应生成氧化 铝薄膜。
与酸的反应
铝能与稀酸反应，放出氢 气。
与碱的反应
铝能与强碱反应生成偏铝 酸盐和氢气。
01
铝的开采与提炼
铝土矿的开采
露天开采
通过剥离表层土和岩石，将铝土 矿从矿床上分离出来。
地下开采
通过挖掘巷道，将铝土矿从矿床上 采出，适用于埋藏较深的矿体。
铝的历史
铝在地壳中的丰度约为8%，是地壳中丰度最高的金属元素。然而，由于铝的化 学性质活泼，自然界中不存在纯铝，主要以铝硅酸盐的形式存在于各种矿石中 。
铝的物理性质
01
02
03
铝的外观
银白色轻金属，有延展性 。
密度
2.702 g/cm³，是地壳中 仅次于氧和硅的第三大元 素。
导电性和导热性
铝具有良好的导电性和导 热性，仅次于铜和银。
市场竞争格局
铝加工企业将面临激烈的市场竞争，需不断提升自身实力和品牌影 响力。
未来趋势预测
未来铝加工行业将朝着智能化、环保化、定制化方向发展，同时拓展 新的应用领域和市场空间。
感谢观看
THANKS
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
金属型铸造
使用金属模具进行铸造 ，适用于大批量生产。
压力铸造
通过高压将液态铝注入 模具，适用于生产复杂
形状的零件。
离心铸造
使液态铝在旋转的模具 中凝固，适用于生产管
状和套筒类零件。
铝的轧制技术
01
02
03
04
热轧
将铝锭加热至高温后进行轧制 ，以获得所需形状和尺寸的板
铝合金熔炼及铸轧基础知识
当 180完全不润湿 f ( ) 1，则 G** G*
当 90部分润湿
当 0完全润湿
f ( ) 1，则
2
f ( ) 0，则
G** 1 G* 2
G** 0
一般情况下，质点（c）与新相（s）或多或少润湿，即
0 180 ，这时总存在：
G** G*
异质形核与均质形核相比，其特点是： 形核过冷度小； 形核功小。
2
形核功：
G
16
3
3 SL
Tm LmT
r* 与ΔT 成反比，即过冷度ΔT 越大，r* 越小； ΔG*与ΔT2成反比，过冷度ΔT 越大，ΔG* 越小。
临界晶核的表面能为：
A
SL
4
(r )2
SL
16
3 SL
VSTm H m T
2
形核功为：G
16
3
3 SL
VS Tm H m T
2
所以：
界面的溶质分布规律不遵循状态图。其理论
尚未完全建立。
2.2 微重力凝固 即失重状态下的凝固，重力加速度g＜9.8m/s2（如
太空中的凝固）。获得微重力环境的主要方法有：落塔、 落管；飞机、火箭的下降；太空轨道飞行。 2.3超重力凝固
重力加速度g＞9.8m/s2环境下凝固。此条件下加速了 质量、动量及能量的传递。实现超重力的手段有：离心 机；飞机、火箭的加速上升等。
铝合金的熔炼及铸轧
主要内容
一、超级铝 二、金属的凝固 三、铝合金熔炼 四、铝合金铸轧
一、超级铝
1.1 超级铝 在现有金属装备基础上将金属合 金性能提高50%-80%。
1.2 实现的途径 （1）熔炼 （2）铸造 （3）变形 （4）热处理
铝型材生产流程加工知识
铝型材生产流程加工知识用塑性加工方法将铝坯锭加工成材，主要方法有轧制、挤压、拉伸和锻造等。
铝加工在20世纪初开始以工业方式进行生产，30年代以前，基本上沿用铜加工的生产设备，产品主要用于飞机制造。
60年代后，铝材生产发展很快，每年大约增长4～8％，产品广泛应用于航空、建筑、运输、电气、化工、包装和日用品工业等部门。
产量仅次于钢铁，居金属材料第二位。
中国于50年代中期建成较大型的铝加工厂，形成了生产体系，产品已系列化,品种有七个合金系,可生产板材、带材、箔材、管材、棒材、型材、线材和锻件（自由锻件、模锻件）八类产品。
上海贝派铝型材产品图：1）配料：根据需要生产的具体合金牌号，计算出各种合金成分的添加量，合理搭配各种原材料。
2）深圳铝型材加工熔炼：将配好的原材料按工艺要求加入熔炼炉内熔化，并通过除气、除渣精炼手段将熔体内的杂渣、气体有效除去。
3）铸造：熔炼好的铝液在一定的铸造工艺条件下，通过深井铸造系统，冷却铸造成各种规格的圆铸棒。
2、深圳铝型材加工挤压挤压是型材成形的手段。
先根据型材产品断面设计、制造出模具，利用挤压机将加热好的圆铸棒从模具中挤出成形。
常用的合金，在挤压时还用一个风冷淬火过程及其后的人工时效过程，以完成热处理强化。
不同牌号的可热处理强化合金，其热处理制度不同。
1、氧化膜厚度薄。
国家标准规定建筑铝型材氧化膜厚度应不小于10um（微米）。
厚度不够，铝型材表面易锈蚀、腐蚀。
抽验中一些无产名、厂址、生产许可证、合格证的铝型材，其氧化膜厚度仅2至4um，有的甚至没有氧化膜。
据专家估算每减少1um 氧化膜厚度，每吨型材可减少电耗成本150多元。
2、深圳铝型材加工化学成分不合格。
掺入大量杂铝、废铝的铝型材能大大降低成本，但会导致建筑铝型材化学成分不合格，严重危及建筑工程安全。
贝派铝型材主要从事工业类铝型材模具开发挤压生产及深加工。
贝派设计加工组装各种设备机架、工业围栏、输送线、流水线工作台、机械防尘罩、制药设备、电气柜、货架、商业展示架、非标自动化设备铝合金框架等。
铝合金塑性加工基础知识
铝合金塑性加工基础知识一．挤压的基本方法1.挤压，就是对放在容器（挤压筒）中的锭坯一端施加以压力，使之通过模孔成型的一种压力加工方法。
挤压最基本的方法是正挤压和反挤压。
正挤压是金属的流动方向和挤压杆的运动方向相同。
反挤压是金属的流动方向和挤压杆的运动方向相反。
2.挤压法的优缺点（1）挤压法的优点：A．有强烈的三向压应力状态图，金属可以发挥其最大的塑性。
B.可以生产断面极其复杂以及变断面的型材。
C.具有极大的生产灵活性，在一台设备上能够生产很多的产品品种和规格。
D.产品尺寸精确，表面质量高。
E.实现生产过程自动化和封闭化比较容易。
（2）挤压法的缺点：A.金属的固定废料损失较大；要填塞模孔和留压余及切头切尾。
B.加工速度低。
挤压时的摩擦热和变形热高，制约了挤压速度，另外加工辅助过程较多，制约了生产效率。
C.沿长度和断面上制品的组织和性能不够均一。
D.在高温、高压和反复冲击载荷的作用下，工模具消耗大。
二．金属流动（一）挤压时金属流动的三个阶段：1.填充挤压阶段2．平流挤压阶段3.紊流挤压阶段（二）影响金属流动的因素:1.接触摩擦与润滑2.工模具与锭坯温度的影响A.锭坯横断面上温度分布不均的影响a．工具的冷却作用b．金属导热性的影响B.在相变温度下挤压，相变会对金属流动产生影响。
C．摩擦条件的影响，温度变化，合金的摩擦系数会产生变化。
3.合金强度特性的影响强度高的金属比强度低的金属流动均匀。
4.工模具结构与形状的影响A．挤压模B．挤压筒C．挤压垫5.变形程度的影响通过上述对金属流动影响因素的分析，可以把它们归纳如下：属于外部因素的有：外摩擦、温度、工具形状以及变形程度等。
属于内部因素的有：合金成分、金属强度、导热性和相变等。
三．挤压力挤压力——挤压杆通过挤压垫作用在锭坯上使之依次流出模孔的压力。
1.影响挤压力的因素A.挤压温度和变形抗力挤压力的大小与金属的变形抗力成正比例关系。
B.变形程度随着变形程度的增大，挤压力成正比例升高。
铝模基础知识介绍
讲师：袁文亮工程管理中心2017.01.08Content 02快拆原理03支撑体系目 录01铝模基础知识铝梁龙骨墙标准板墙身R板楼板标准板梁底板梁侧模墙阴角C槽墙侧板墙端对拉螺杆楼板阴角C槽板墙身R板竖向支撑楼板早拆头梁板早拆头横向背楞竖向背楞斜撑竖向立杆支撑斜撑支座外墙K板，用于支撑作业层的竖向墙模板外窗企口外低内高（窗框免抹灰收口）砼墙免抹灰企口砼墙砌筑墙未设置免抹灰企口(后期剔凿除）门窗洞口下挂梁二次构造一次现浇模板系统模板系统模板系统型材名称型材展示型材规格要求厚度、孔位要求7墙转角板1、宽度×宽度（b1×b2）：150×150mm；长度（L）： 3000-2500mm（根据层高要求N×100mm递减）+底脚高度；3000-2500mm（根据层高要求N×100mm递减）不增设底角；2、阴角板需要设置加劲肋，加劲肋距端部间距≤600mm，阴角板加劲肋之间间距≤600mm。
1、壁厚要求：连接角膜公称壁厚不得小于6.0mm；阴角模板公称壁厚不得小于6mm2、孔位要求：开孔孔径为16.5mm；3、作用：楼板阴角转角板：连接阴角转角处的楼板模板与梁侧、墙、柱模板；墙身阴角转角板：连接阴角转角处相邻墙柱模板支撑加固系统型材名称型材展示型材规格要求1早拆头1、铝梁龙骨早拆头：主要截面尺寸为100×129mm （宽×高），长度尺寸为200mm 。
2、作用：连接梁底模板，支撑早拆梁3、梁底早拆头：单向梁底早拆头宽度b=100mm ，长度L=梁宽+2×20mm ；双向梁底早拆头长、宽尺寸分别同各向梁宽；4、作用：连接早拆铝梁，支撑早拆板2支撑立杆1、插管直径要求φ48，壁厚为2.5—3.0mm ，套管直径要求φ60，壁厚为2.5—3.0mm ；2、竖向支撑长细比不应大于180，常用支撑长度不大于3.1m 的Q235钢的竖向支撑，竖向支撑必须使用插销采用回字型插销，规定直径不小于14mm ；3、作用：支撑梁底板及板底早拆头3钢背楞1、要求规格为□80×40×2.0mm 矩形钢管，钢背楞表面需要做喷漆防锈处理，阴角处为制作成连续直角，背楞变形必须控制在2mm 以内：2、作用：用于增加竖向侧模板刚度的方钢管或其他构件支撑加固系统型材名称型材展示型材规格要求4斜撑组成部分：钢背楞，支撑杆及底座作用：用于竖向模板调直和增加模板刚度和稳定性5对拉螺杆1、当墙厚大于等于600mm 时，对拉螺栓规格不应小于Φ22；墙厚小于600mm 时，对拉螺杆规格不小于Φ18，钢背楞上，对拉螺杆用对的螺母应采用山型螺母，楼板阴角板用六角螺母配搭40×40×4钢垫片；2、作用：用于拉结两竖向模板及背楞6销钉1、销钉宜使用58(长）销钉，销钉直径应为16mm ，槽宽5mm ，长20mm ，销片厚度4mm 建议使用长70mm 的销片，要求正常情况下销片能打入一半。
铝板带箔加工工艺
除气箱出 口氢含量 ≤0.12ml/ 100gAl
大于0.01mm 的固体颗粒除 净率≥90％
铸轧区
辊轴线
L1 L2 L3 L
L1:变形区 L2:结晶区（铸造区） L3:冷凝区
铸嘴
2.2 轧制（冷轧、箔轧（粗轧、精轧））
(1) 轧制：靠旋转的轧辊与轧件之间形成的摩擦力将轧件拉进旋转的轧辊间 ，借助与轧辊施加压力使金属发生塑性变形的过程，通过轧制使金属具有一 定形状、尺寸和性能。
在均匀化过程中，非平衡βp(AlFeSi)相和Al6Fe、AlmFe相将逐渐溶解并 分别向平衡相βb(AlFeSi)相和Al3Fe相转化，同时原有的βb(AlFeSi)相和 Al3Fe相也将不断长大。
厚度为5.0-8.0mm的称为中厚板； 厚度为0.2-5.0mm的称为薄板，幅度窄的薄板称为带材； 厚度小于0.2mm的称为铝箔。
1.1.4 铝箔的分类：
（1）按厚度分： 0.1～0.2mm-无零箔产品； 0.01～0.1mm-单零箔产品； ＜0.01mm-双零箔产品。
（2）按状态或材质分为： 1）硬质箔：轧制后未经退火的铝箔； 2）半硬质箔：强度在硬质和软质箔之间的铝箔； 3）软质箔：经充分退火而变软的铝箔，应用广泛。
合 卷：主要用于将需要叠轧的两张箔合成一个铝卷。 分卷(分切)：主要用于将双张铝箔分成单张箔材。
3.铝板带箔加工过程中的相变
Al-Fe-Si系Al角的亚稳液相面投影 图（虚线表示平衡液相线的位置） Langsrud Y. Silicon in commercial aluminum alloyswhat becomes of it during DC-casting? Key Eng. Mater.,1990, 44-45:95.
铝合金铸造基础知识
5 、铝硅合金中其它元素的作用：
镁：可提高强度和屈服极限，提高了合金的切削加工性。 锌：锌在铝合金中能提高流动性，增加热脆性，降低耐蚀性，故应控制锌的含 量在规定范围中。 铁：铁以FeAl3、Fe2Al7和Al－Si－ Fe的片状或针状组织存在于合金中，降低 机械性能，这种组织还会使合金的流动 性减低，热裂性增大，但由于铝合金对模具 的粘附作用十分强烈，当铁含量在 0.6％以下时尤为强烈。当超过0.6％后，粘模现 象便大为减轻，故含铁量一般应控制在0.6～1％范围内对压铸是有好处的，但最高 不能超过1.5％。 锰：锰在铝合金中能减少铁的有害影响，能使铝合金中由铁形成的片状或针状 组织变为细密的晶体组织，故一般铝合金允许有0.5％以下的锰存在。含锰量过高时， 会引起偏析。 镍：镍在铝合金中能提高合金的强度和硬度，降低耐蚀性。镍与铁的作用一样， 能减少合金对模具的熔蚀，同时又能中和铁的有害影响，提高合金的焊接性能。 钛：能显著细化铝合金的晶粒组织，提高合金的机械性能，降低合的热裂倾向。
三.铸造基本知识
1、定义：铸造就是液态金属的一种成型方式。 2、铸造的分类： 铸造的种类较多，有传统的砂型铸造、重力铸造、熔模铸造、高压铸造、低压铸造、 消失模具铸造、离心铸造、陶瓷型铸造、连续铸造等。 3、我厂采用的铸造方法主要有以下几种： ⑴、金属型铸造（重力铸造） 金属型铸造又称硬模铸造，它是将液体金属浇入金属铸型，在重力的作用下结晶凝固 以获得铸件的一种铸造方法。凝固顺序是自下而上的。 ⑵、高压铸造 压力铸造是将液态或半液态金属， 在高压作用下， 以高的速度填充压铸模的型腔， 并在压力下快速凝固而获得铸件的一种方法。压铸时常用压力是从几兆帕至几十兆帕 （即几十到几百个大气压） ， 填充初始速度在 0.5~70m/s 范围内。因此， 高压和高速 是压铸法与其他铸造法的根本区别， 也是重要特征 。
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——2015年挤压一、四厂生产培训
培训内容
1、铝的基础知识及基本属性 2、铝合金的牌号、状态和分类 3、挤压生产工艺操作要求
2
一、铝的基础知识及基本属性
3
铝的基础知识
一、名词术语
1. 合金：有两种或两种以上的金属（或金属与非金属）
组成的具有金属特征的物质。
2. 铝合金：铝的质量分数大于50％以上的合金。
铝在摄氏零度以下，随着温度的降低，强度和
塑性不仅不会降低，反而提高。
17
一、铝的基本属性
主要应用领域举例：
冷藏库、冷冻库、南极雪上车辆、液氧、液氮、液氢
等的生产装臵。
18
一、铝的基本属性
1.8 反射性强
主要特点：
铝的抛光表面对白光的反射率可达80%以上，
纯度越高，反射率越高，高纯铝经点解抛光后，
26
一、铝的基本属性
主要应用领域举例： 防核辐射材料。
27
一、铝的基本属性
1.12 美观
主要特点：
铝及其合金由于反射能力强，表面呈银白色光泽。
经机加工后就可达到很高的光洁度和光亮度。如果经阳 极氧化和着色，不仅可以提高抗蚀性能，而且可以获得 五颜六色、光采夺目的制品。铝也是生产涂漆材料的极 好基体。
的一倍。热导率 (0~100℃) 为 22.609 W/(m•K)。
电阻率 (20℃) 为 26.7nΩ•m，电阻温度系数为
0.1(nΩ•m)•K-1。
15
一、铝的基本属性
主要应用领域举例： 电线、母线接头、炊具、热交换器、汽车散热器、电
子原件等。
16
一、铝的基本属性
1.7 无低温脆性
主要特点：
31
一、铝的基本属性
1.14 无毒
主要特点：
铝本身没有毒性，它与大多数食品接触时溶出量
28
一、铝的基本属性
主要应用领域举例： 建筑用壁板、器具装饰、装饰品、标牌、门窗、
幕墙、汽车和飞机蒙皮、仪表外壳及室内外装修材料等。
29
一、铝的基本属性
1.13 耐化学品
主要特点：
对硝酸、冰醋酸、过氧化氢等化学药品不反应，有
非常好的耐药性。
30
一、铝的基本属性
主要应用领域举例： 用于化学装臵、酸和化学制品包装等。
反射率可达94% （银为92%）。
19
一、铝的基本属性
主要特点：
同时，铝对红外线、紫外线、电磁波、热辐射等都有
良好的反射性能。
20
一、铝的基本属性
主要应用领域举例： 用于制做照明器具、反射镜、屋顶瓦板、抛物面天线， 冷藏车、冷冻库、投光器、冷暖器隔热材料以及氧和氢 的生产装臵等。
21
一、铝的基本属性
膜只有在卤素离子或碱离子的激烈作用下才会遭到破坏。
11
一、铝的基本属性
主要特点： 因此，铝可在大气、普通水，多数酸和有机物 中使用。采用缓蚀剂，也可耐弱碱液腐蚀。 选用适宜的合金，在工业地区、海岸地区使用， 可保持优良的耐久性。
12
一、铝的基本属性
抗腐蚀主要应用领域举例： 门板、车辆、船
舶外部覆盖材料、
3. 变形铝合金：主要通过热加工或冷加工进行塑性变形
生产铝加工产品的合金。
4
一、铝的基本属性
1.1Байду номын сангаас铝的特点：
密度小
耐腐蚀性能优秀
具有优良的加工性能 可强化 无低温脆性 具有良好的导电性和传热性能
5
一、铝的基本属性
无磁性，冲击时不产生火花 反射性能好
无毒性
有吸音性
耐核辐射
美观漂亮 具有良好再生循环利用性
6
一、铝的基本属性
1.2 按主要合金元素变形铝合金牌号表示方法如下：
1xxx 指纯铝系列 2xxx 指铝铜合金系列 6xxx 指铝镁硅合金系列 7xxx 指铝含锌系列合金
3xxx 指铝锰合金系列
4xxx 指铝硅合金系列 5xxx 指铝镁合金系列
8xxx 指铝和其它元素
1.9 无磁性、冲击不生火花
主要特点： 铝是非磁性体；受冲击时不产生火花，这对某些特 殊用途十分可贵。
22
一、铝的基本属性
主要应用领域举例： 舰船上所用的罗盘、天线、操舵室的器具，电气设
备的屏蔽材料，易燃、易爆物生产器材等。
23
一、铝的基本属性
1.10 有吸音性
主要特点：
铝对声音时非传播体，有吸收声波的性能。
固溶处理状态 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理自然时效阶段。 适用于热处理后，经过（或不经过）加工硬化达到稳定状态的产 品。
8
一、铝的基本属性
1.4 塑性好，易加工
主要特点： 铝可用任何一种铸造方法铸造。由于塑性好，可轧成薄 板和箔，拉成管材和细丝，挤成各种型材，锻造成各种零件， 适宜各种冷热塑性成形。
9xxx 指备用组
7
一、铝的基本属性
1.3 铝合金热处理状态代号及意义：
代 号 名称 说明与应用 适用于在成型过程中 , 对于加工硬化和热处理条件无特殊要求的 产品,该状态产品的力学性能不作规定。 适用于经完全退火获得最低强度的加工产品。
F
O
自由加工状态
退火状态
H W T
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 加工硬化状态 （也可不经过）使强度有所降低的附加热处理， H 代号后面必须 跟有两位或三位阿拉伯数字。
24
一、铝的基本属性
主要应用领域举例： 配制阻尼合金、室内装饰天棚板、高架公路、高
速铁路的隔音网等。
我国高铁—京津线两侧的隔音墙即采用5754合金制 造。
25
一、铝的基本属性
1.11 耐核辐射
主要特点：
铝对高能中子来说，具有与其他金属相同程度的中
子吸收截面，对低能范围内的中子，其吸收截面小，仅 次于铍、镁、锆等金属。铝耐核辐射的最大优点是对照 射生成的感应放射能衰减很快。
可高速进行车、铣、镗、刨等机械加工。
9
一、铝的基本属性
主要应用领域举例： 用于受力结构件框架，一般用品及各种容器、光 学仪器及其他形状复杂的精密零件。
10
一、铝的基本属性
1.5 抗腐蚀、耐气候性好
主要特点：
铝表面上极易生成致密而牢固的氧化铝(Al203)薄膜，
而且一被破坏后会立即生成，保护铝不被腐蚀。这层保护
厨房器具、化学装臵、 屋顶瓦板、电动洗衣机、 海水淡化、化工石油、 材料、化学物品的包装等。
13
一、铝的基本属性
1.6 导热、导电性好
主要特点： 铝的导热、导电性仅次于金、银和铜，约为钢 铁的三到四倍。
14
一、铝的基本属性
主要特点：
室温下电工铝的等体积电导率可达62%IACS，
若按单位质量导电能力计算， 其导电能力为铜