铝是啥?
铝是一种银白色金属,是一种轻金属,其化合物在自然界中分布极广,地壳中铝的资源约为400~500亿吨,仅次于氧和硅,具第三位。在金属品种中,仅次于钢铁,为第二大类金属。
铝具有特殊的化学、物理特性,不仅重量轻,质地坚,而且具有良好的延展性、导电性、导热性、耐热性和耐核辐射性,是国民经济发展的重要基础原材料。
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 。
铝的比重为2.7,密度为2.72g/cm3,约为一般金属的1/3。
铝材的分类
按有无合金成分,铝材分为纯铝及铝合金。
按照纯铝铝锭的主成份含量可以分成三类:高级纯铝(铝的含量99.93%-99.999%)、工业高纯铝(铝的含量99.85%-99.90%)、工业纯铝(铝的含量98.0%-99.7%)。
铝合金按合金系列又分为Al-Mn合金、Al-Cu合金、Al-Si合金和Al-Mg合金等。
按照产品型态可以分成三类:
型材类:铝型材,铝管材,铝棒材等
铝型材是铝棒通过热熔、挤压、从而得到不同截面形状的铝管材料。成型过程主要包括熔铸,挤压,切割,CNC洗切,表面预处理,上色,5个过程。
板材类:铝板材,铝箔材,铝带材(卷料)
薄板(aluminum sheet)0.15-2.0mm
常规板(aluminum sheet)2.0-6.0mm
中板(aluminum plate)6.0-25.0mm
厚板(aluminum plate) 25-200mm
超厚板 200mm以上
单层铝板
铸造类:铝铸件,铝粒
铝及铝合金国际牌号命名体系
铝及铝合金的编号主要分为八个系列。按照铝合金系,从强度最低1xxx系纯铝到强度最高7xxx系铝锌合金。
国际牌号(用四位阿拉伯数字,现常用表示方法)
1XXX 表示为99%以上的纯铝系列,如1050
2XXX 表示是铝-铜合金系列,如2014
3XXX 表示是铝-锰合金系列,如3003
4XXX 表示是铝-硅合金系列,如4032
5XXX 表示是铝-镁合金系列,如5052
6XXX 表示是铝-镁-硅合金系列,如6063
7XXX 表示是铝-锌合金系列,如7001
8XXX 表示是上述以外的合金体系
6063-T5 铝材成分标准含量表注释:
铝合金中国牌号的代号的含义
L -- 铝
LF -- 防锈铝合金(Ai - Mg 、Ai - Mn)
LY -- 硬铝合金(Ai - Cu - Mg)
LC -- 超硬铝合金(Ai - Cu - Mg - Zn )
LD -- 锻铝合金(Ai - Mg - Si & Cu - Mg - Si)
LT -- 特殊铝合金
各系列材料特性及用途
1XXX系列
1050 --> 食品、化学等行业用于挤压盘管,各种软管。
1060 --> 主要用于化工设备
1100 --> 用于食品工业装置与贮存容器、化工产品、薄板加工件、焊接零部件、热交换器、印刷板、铭牌等等
1145 --> 包装及绝热铝箔,热交换器
1199 --> 电解电容器箔,光学反光沉积膜
1350 --> 电线、导电绞线、汇流排、变压器带材
2XXX系列
2011 --> 螺钉及要求有良好切削性能的机械加工产品
2014 --> 应用于要求高强度与硬度(包括高温)的场合。飞机重型、锻件、厚板和挤压材料,车轮与结构元件,多级火箭第一级燃料槽与航天器零件,卡车构架与悬挂系统零件
2017 --> 主要为铆钉、通用机械零件、结构与运输工具结构件,螺旋桨与配件
2024 --> 飞机结构、铆钉、导弹构件、卡车轮毂、螺旋桨元件等
2036 --> 汽车车身钣金件
2048 --> 航空航天器结构件与兵器结构零件
2124 --> 航空航天器结构件
2218 --> 飞机发动机和柴油发动机活塞,飞机发动机汽缸头,喷气发动机叶轮等
2219 --> 航天火箭焊接氧化剂槽,超音速飞机蒙皮与结构零件
2319 --> 焊拉2219合金的焊条和填充焊料
2618 --> 活塞和航空发动机零件
2A01 --> 工作温度小于等于100℃的结构铆钉
2A02 --> 工作温度200~300℃的涡轮喷气发动机的轴向压气机叶片
2A06 --> 工作温度150~250℃的飞机结构及工作温度125~250℃的航空器结构铆钉
2A10 --> 用于制造工作温度小于等于100℃的航空器结构铆钉
2A11 --> 飞机的中等强度的结构件、螺旋桨叶片、交通运输工具与建筑结构件等
2A12 --> 航空器蒙皮、隔框、翼肋、翼梁、铆钉等,建筑与交通运输工具结构件
2A14 --> 形状复杂的自由锻件与模锻件
2A16 --> 工作温度250~300℃的航天航空器零件,在室温及高温下工作的焊接容器与气密座舱
2A17 --> 工作温度225~250℃的航空器零件
2A50 --> 形状复杂的中等强度零件
2A60 --> 航空器发动机压气机轮、导风轮、风扇、叶轮等
2A70 --> 飞机蒙皮,航空器发动机活塞、导风轮、轮盘等
2A80 --> 航空发动机压气机叶片、叶轮、活塞、涨圈及其他工作温度高的零件
2A90 --> 航空发动机活塞
3XXX系列
3003 --> 用于厨具、食物和化工产品处理与贮存装置,运输液体产品的槽、罐,以薄板加工的各种压力容器与管道
3004 --> 全铝易拉罐罐身,要求有比3003合金更高强度的零部件,化工产品生产与贮存装置,薄板加工件,建筑加工件,建筑工具,各种灯具零部件
3105 --> 房间隔断、档板、活动房板、檐槽和落水管,薄板成形加工件,瓶盖、瓶塞等
3A21 --> 飞机油箱、油路导管、铆钉线材等;建筑材料与食品等工业装备等
4XXX系列
通常硅含量在4.5-6.0%之间,含硅量较高强度就相对较高,4000系列铝棒代表为4A01、4000系列的铝板属于含硅量较高的系列。汤流良好,凝固收缩少,属建筑用材料,机械零件,锻造用材,焊接材料; 熔点低,耐蚀性好,具有耐热、耐磨的特性。
5XXX系列
5005 --> 用作导体、炊具、仪表板、壳与建筑装饰件
5050 --> 薄板可作为致冷机与冰箱的内衬板,汽车气管、油管与农业灌溉管;也可加工厚板、管材、棒材、异形材和线材等
5052 --> 用于制造飞机油箱、油管,以及交通车辆、船舶的钣金件,仪表、街灯支架与铆钉、五金制品等
手机上最常用的是5052,为中程度强度之最具代表性合金,耐蚀性、溶接性及成形性良好,特别是疲劳强度高,耐海水性佳,常用来做强度要求高的产品,但其着色效果较不理想,适合做喷砂工艺,不适合做化学打沙、雾面等,主要使用铸造成型的成型方式,不适合挤压成型
5056 --> 镁合金与电缆护套铆钉、拉链、钉子等需要有高抗蚀性的其他场合
5083 --> 用于舰艇、汽车和飞机板焊接件;需严格防火的压力容器、致冷装置、电视塔、钻探设备、交通运输设备、导弹元件、装甲等
5086 --> 用于舰艇、汽车、飞机、低温设备、电视塔、钻井装置、运输设备、导弹零部件与甲板等
5154 --> 焊接结构、贮槽、压力容器、船舶结构与海上设施、运输槽罐
5182 --> 薄板用于加工易拉罐盖,汽车车身板、操纵盘、加强件、托架等零部件
5252 --> 用于制造有较高强度的装饰件,如汽车等的装饰性零部件。在阳极氧化后具有光亮透明的氧化膜
5254 --> 过氧化氢及其他化工产品容器
5356 --> 焊接镁含量大于3%的铝-镁合金焊条及焊丝
5454 --> 焊接结构,压力容器,海洋设施管道
5456 --> 装甲板、高强度焊接结构、贮槽、压力容器、船舶材料
5457 --> 经抛光与阳极氧化处理的汽车及其他装备的装饰件
5652 --> 过氧化氢及其他化工产品贮存容器
5657 --> 经抛光与阳极氧化处理的汽车及其他装备的装饰件
5A02 --> 飞机油箱与导管,焊丝,铆钉,船舶结构件
5A03 --> 中等强度焊接结构,冷冲压零件,焊接容器,焊丝,可用来代替5A02合金
5A05 --> 焊接结构件,飞机蒙皮骨架
5A06 --> 焊接结构,冷模锻零件,焊拉容器受力零件,飞机蒙皮骨部件
5A12 --> 焊接结构件,防弹甲板
6XXX系列
6005 --> 挤压型材与管材,用于要求强高大于6063合金的结构件,如梯子、电视天线等
6009 --> 汽车车身板
6010 --> 汽车车身
6061 --> 制造卡车、塔式建筑、船舶、电车、夹具、机械零件、精密加工等用的管、棒、形材、板材
6063 --> 建筑型材,灌溉管材以及供车辆、台架、家具、栏栅等用的挤压材料
6066 --> 锻件及焊接结构挤压材料
6070 --> 重载焊接结构与汽车工业用的挤压材料与管材
6101 --> 公共汽车用高强度棒材、电导体与散热器材等
6151 --> 用于模锻曲轴零件、机器零件与生产轧制环,供既要求有良好的可锻性能、高的强度,又要有良好抗蚀性之用
6201 --> 高强度导电棒材与线材
6205 --> 厚板、踏板与耐高冲击的挤压件
6262 --> 要求抗蚀性优于2011和2017合金的有螺纹的高应力零件
6351 --> 车辆的挤压结构件,水、石油等的输送管道
6463 --> 建筑与各种器具型材,以及经阳极氧化处理后有明亮表面的汽车装饰件
6A02 --> 飞机发动机零件,形状复杂的锻件与模锻件
7XXX系列
7005 --> 挤压材料,用于交通运输车辆的桁架、杆件、容器;大型热交换器,以及焊接后不能进行固熔处理的部件;还可用于制造体育器材如网球拍与垒球棒
7039 --> 冷冻容器、低温器械与贮存箱,消防压力器材,军用器材、装甲板、导弹装置
7049 --> 用于飞机与导弹零件——起落架液压缸和挤压件。零件的疲劳性能大致与7075-T6合金的相等,而韧性稍高
7050 --> 飞机结构件用中厚板、挤压件、自由锻件与模锻件
7072 --> 空调器铝箔与特薄带材;2219、3003、3004、5050、5052、5154、6061、7075、7475、7178合金板材与管材的包覆层
7075 --> 用于制造飞机结构
7175 --> 用于锻造航空器用的高强度结构性
7178 --> 供制造航空航天器的要求抗压屈服强度高的零部件
7475 --> 机身用的包铝的与未包铝的板材,机翼骨架、桁条等
7A04 --> 飞机蒙皮、螺钉、以及受力构件如大梁桁条、隔框、翼肋、起落架等。
8XXX系列
8000系列铝合金较为常用的为8011 属于其他系列,大部分应用为铝箔,生产铝棒方面不太常用。
铝材的表面处理
喷砂或拉丝后阳极氧化;
电泳涂漆;
光后粉末静电喷涂,氟碳喷涂;
抛光镜面后电镀;
木纹热转印;
高分子PVC覆膜。
铝的应用情况
铝和铝合金被广泛应用于各个领域,尤其是在建筑业、交通运输业和包装业,这三大行业的铝消费一般占铝总消费量的60%左右。
建筑行业,由于铝在空气中的稳定性和阳极处理后的极佳外观,使得其在铝合金门窗、铝塑管、装饰板、幕墙等方面的有广泛应用。
交通运输业,为减轻重量降低能耗,在汽车、铁路、飞机、船只都大量应用铝及铝合金,近年来在航空航天领域也更多得到应用。
包装业,各类软包装用铝箔、全铝易拉罐、各类瓶盖及易拉盖、药用包装等用铝范围也在扩大。
其它领域,铝在电子电气、家用电器(冰箱、空调)、日用五金等方面的使用量和使用前景越来越广阔。
中国是全球最大的铝消费国,从消费地域看,华南、华东是国内主要铝消费地区,而一些电解铝生产大省也正成为新的铝消费地区。
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