鋁合金工藝
關(guān)注創(chuàng)建者：憶風(fēng) 創(chuàng)建時(shí)間：2015-10-30
鋁合金工藝的視頻教程
鎢合金破片/小球侵徹鋁合金靶板試驗(yàn)對(duì)標(biāo)模型
鎢合金破片/小球（直徑為8mm）侵徹鋁合金靶板（厚度為10mm）試驗(yàn)對(duì)標(biāo)模型。 對(duì)標(biāo)指標(biāo)：彈道極限速度。 試驗(yàn)結(jié)果：466m/s，仿真結(jié)果：475m/s，誤差1.93%。 課程包含對(duì)標(biāo)K文件。
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鋁合金板狀試樣單向拉伸模擬
本視頻主要介紹通過(guò)采用Johnson-Cook本構(gòu)模型對(duì)鋁合金材料進(jìn)行板狀樣拉伸模擬，以及一些基本的后處理操作。仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果匹配良好。希望供大家參考。
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ABAQUS-鋁合金鎖扣過(guò)程模擬
本案例基于ABAQUS/Standard模擬了常見的一種鋁合金鎖扣過(guò)程模擬，拉銷施加剛體約束，鎖扣和拉銷都是圓柱表面，涉及的接觸為線接觸，容易產(chǎn)生收斂問(wèn)題。案例中進(jìn)行了網(wǎng)格細(xì)化，及利于收斂的設(shè)置，輸出鎖扣應(yīng)力和變形云圖，拉銷推入過(guò)程的所需力的曲線。
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鋁合金工藝的實(shí)例教程
早在1989年，美國(guó)Alcoa公司用T77的熱處理狀態(tài)命名注冊(cè)并申報(bào)了第一個(gè)RRA處理工藝規(guī)范，這也是首個(gè)可工業(yè)應(yīng)用的熱處理工藝規(guī)范，此工藝規(guī)范可用作7150鋁合金的熱處理工藝操作指導(dǎo)，此種工藝生產(chǎn)的7150鋁合金厚板和擠壓件被大量應(yīng)用到C—17軍用運(yùn)輸機(jī)上，在我國(guó)，采用T77熱處理技術(shù)的高性能鋁合金關(guān)鍵技術(shù)還在研制過(guò)程中，尚未產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
熱處理過(guò)程中還包括形變熱處理，形變熱處理是通過(guò)熱塑性變形和熱處理相結(jié)合的工藝過(guò)程，采用形變熱處理可用于改善過(guò)渡沉淀相的分布狀態(tài)及合金內(nèi)部的精細(xì)結(jié)構(gòu)，合理的形變熱處理可以使鋁合金獲得較高的強(qiáng)韌性及耐腐蝕性。形變熱處理工藝早在1981年即被提出出來(lái)，主要應(yīng)用于宇航結(jié)構(gòu)合金，性變熱處理對(duì)于改善7050、7475合金力學(xué)性能具有明顯的效果。
在我國(guó)，鋁合金的熱處理工藝僅有100余種，距離國(guó)外的370余種還有很大的距離，應(yīng)加大開發(fā)熱處理工藝的力度，縮短鋁合金基礎(chǔ)熱處理技術(shù)于發(fā)達(dá)國(guó)家的距離。
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高強(qiáng)鋁合金擠壓型材生產(chǎn)工藝
高強(qiáng)鋁合金在應(yīng)用過(guò)程中有多種形式，主要有鋁型材、鋁板、3D打印粉末等形式。其中，鋁合金型材具有質(zhì)輕高強(qiáng)、焊接工藝成熟等優(yōu)異特點(diǎn)，鋁型材可作為大型的結(jié)構(gòu)承載件在航空航天和軌道交通領(lǐng)域大量應(yīng)用。鋁型材的生產(chǎn)工藝主要采用連續(xù)拉擠成型工藝以提高生產(chǎn)效率并進(jìn)行一定的預(yù)應(yīng)力取向，提高型材的力學(xué)性能。在鋁型材的擠壓過(guò)程中，多擠壓周期的連續(xù)擠壓方式中，相鄰2根擠壓坯料間會(huì)形成界面，使得該界面在型材中的延伸長(zhǎng)度增加，因?yàn)闄M向焊縫會(huì)大大影響鋁型材的使用壽命，導(dǎo)致疲勞壽命急劇下降。
展開 本文通過(guò)分析鋁合金模鍛工藝特點(diǎn)、模鍛過(guò)程中易產(chǎn)生的缺陷以及應(yīng)該注意的問(wèn)題，結(jié)合開式模鍛成形理論和分流器零件圖的要求，對(duì)鋁合金分流器鍛造工藝進(jìn)行具體分析，制定了合理的鋁合金分流器等溫鍛造成形工藝，確定了制坯工步及模鍛設(shè)備，同時(shí)指出了鍛造過(guò)程中應(yīng)該注意的問(wèn)題及相關(guān)的預(yù)防措施。
前言
鋁合金是常見的輕質(zhì)金屬材料，廣泛應(yīng)用于汽車、船舶、電子以及航天航空等領(lǐng)域。隨著輕量化的需要，鋁合金零件的需求量不斷增大。在所有的鋁合金零件成形工藝中，壓鑄是生產(chǎn)速度最快，成形件質(zhì)量較高的一種鑄造方法。它是將液態(tài)鋁合金或半液態(tài)鋁合金在高壓下快速充填金屬型的型腔，在高壓下快速凝固而獲得鑄件的方法。
一種汽車高壓油泵用鋁合金分流器（如圖1），由于其形狀較為復(fù)雜，厚度較厚，在壓鑄過(guò)程中液態(tài)金屬與模具表面發(fā)生接觸的部分冷卻速度快于液體金屬內(nèi)部，凝固結(jié)束后鑄件內(nèi)容易形成縮孔或縮松缺陷。此外，由于金屬液在澆注時(shí)過(guò)熱度較大，在充型過(guò)程中有嚴(yán)重的卷氣和氧化現(xiàn)象，使得鑄件中氣孔和夾雜較多。這些縮松縮孔、氣孔以及夾雜的存在，造成鋁合金分流器廢品率很高，材料和能源浪費(fèi)嚴(yán)重，產(chǎn)品的使用性能也存在巨大的風(fēng)險(xiǎn)。
圖1 鑄件示意圖
與鑄造工藝相比，鍛造工藝成形則可有效的避免這類缺陷的產(chǎn)生。但是由于鍛造工藝與鑄造成形工藝不同的特點(diǎn)，對(duì)零件形狀也必須做相應(yīng)修改。只有設(shè)計(jì)符合鍛造成形工藝要求的鍛件圖，合理的鍛模結(jié)構(gòu)及選擇正確的模鍛工步，才能鍛造生產(chǎn)出更好質(zhì)量和更高成品率的產(chǎn)品。
鋁合金分流器鍛造工藝分析
鍛件圖設(shè)計(jì)
以鑄件圖結(jié)構(gòu)形狀及尺寸為參考，鋁合金分流器鍛件上必須將直徑較小的6個(gè)通孔及1個(gè)盲孔填平，中間直徑較大的通孔設(shè)計(jì)成盲孔。
展開 在19世紀(jì)中期的法國(guó)，由于冶煉鋁的技術(shù)非常落后，王公大臣們?cè)谘鐣?huì)上只能用銀餐具，只有拿破侖二世才用得上鋁碗。隨著電解鋁技術(shù)的應(yīng)用，鋁越來(lái)越走進(jìn)大眾生活；鋁合金表面處理工藝的發(fā)展，讓實(shí)用價(jià)值高的鋁金屬兼具了美學(xué)價(jià)值。小編給金粉們列舉了6種常見鋁合金表面處理工藝，你還知道哪些呢？
金屬類材質(zhì)在現(xiàn)有的各類產(chǎn)品上運(yùn)用越來(lái)越多，因?yàn)榻饘兕惒馁|(zhì)更能體現(xiàn)產(chǎn)品品質(zhì)、凸顯品牌價(jià)值，而在眾多金屬類材質(zhì)中，鋁因?yàn)樗囊准庸ぁ⒁曈X效果好、表面處理手段豐富，首當(dāng)其沖的被各個(gè)廠家采用，鋁型材表面處理主要分為：噴砂（形成啞光珍珠銀面）、拋光（形成鏡面）、拉絲（形成類似緞面效果）、電鍍（覆蓋一層其他金屬）、噴涂（覆蓋其他非金屬涂層）。
下面就一起了解一下我們?nèi)粘．a(chǎn)品中的鋁及鋁合金的表面加工工藝。
01 噴沙（噴丸）
利用高速砂流的沖擊作用清理和粗化金屬表面的過(guò)程。這種方法的鋁件表面處理能夠使工件的表面獲得一定的清潔度和不同的粗糙度，使工件表面的機(jī)械性能得到改善，因此提高了工件的抗疲勞性，增加了它和涂層之間的附著力，延長(zhǎng)了涂膜的耐久性，也有利于涂料的流平和裝飾。該工藝我們經(jīng)常在蘋果公司的各類產(chǎn)品中看到，以及被現(xiàn)有的電視機(jī)面殼或中框也越來(lái)越多采用。
02 拋光
利用機(jī)械、化學(xué)或電化學(xué)的方法，使工件表面粗糙度降低，以獲得光亮、平整表面的加工方法。拋光工藝主要分為：機(jī)械拋光、化學(xué)拋光、電解拋光。鋁件采用機(jī)械拋光+電解拋光后能接近不銹鋼鏡面效果，給人以高檔簡(jiǎn)約、時(shí)尚未來(lái)的感覺（當(dāng)然易留下指紋還要多加呵護(hù)）。來(lái)個(gè)視頻直觀了解：
03 拉絲
金屬拉絲是反復(fù)用砂紙將鋁板刮出線條的制造過(guò)程。拉絲可分為直紋拉絲、亂紋拉絲、旋紋拉絲、螺紋拉絲。
展開 導(dǎo)讀：南極熊獲悉，位于意大利Fornovo di Taro的BEAMIT集團(tuán)開發(fā)了一種使用Al2024 RAM2C鋁合金的增材制造工藝。據(jù)報(bào)道，這種超輕鋁合金在高溫下表現(xiàn)良好，是賽車、汽車和航空領(lǐng)域應(yīng)用的理想選擇。BEAMIT集團(tuán)目前正與子公司PRES-X合作，對(duì)高壓熱處理工藝進(jìn)行參數(shù)化。
3D打印2024 RAM2C鋁合金
這項(xiàng)工藝的開發(fā)是為了滿足對(duì)鋁合金不斷增長(zhǎng)的需求，這種鋁合金既能在不受溫度影響的情況下保持高性能水平，又具有極輕的重量。據(jù)稱，2024 RAM2C鋁合金在室溫和高溫下的表現(xiàn)都比目前使用的其他合金更好。它還非常堅(jiān)固和輕便，適合賽車和汽車的懸架、底盤部件和動(dòng)力結(jié)構(gòu)部件等應(yīng)用。由于采用常規(guī)技術(shù)加工，合金也可用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)件。另外，使用3D打印將降低能源消耗和成本。
△BEAMIT開發(fā)了一種用于 Al2024 RAM2C 鋁合金的增材制造工藝（由BEAMIT 集團(tuán)提供）
項(xiàng)目的第一步是與總部位于美國(guó)的Elementum 3D合作，BEAMIT選擇使用Elementum 3D的Al2024-RAM2C材料進(jìn)行打印，這是一種2000系列鋁合金成分，添加了專利的RAM成分。到目前為止，包括2024在內(nèi)的2000系列鋁合金因成分問(wèn)題，無(wú)法通過(guò)增材制造進(jìn)行加工：合金中的元素（如銅、鋅和鎂）在完全不同的溫度下凝固，因此很難用激光熔化它們并制造零部件。加工后，鋁合金需要進(jìn)行熱處理以達(dá)到最高機(jī)械性能，不同的熱處理會(huì)影響材料性能。BEAMIT為2024 RAM2C合金構(gòu)建了一個(gè)定制循環(huán)，實(shí)現(xiàn)最佳性能。研發(fā)團(tuán)隊(duì)還開發(fā)了不同的后處理，使客戶能夠擁有具有定制屬性的模塊化解決方案。
展開 設(shè)計(jì)、優(yōu)化選出大型、復(fù)雜汽車結(jié)構(gòu)件——鋁合金減震塔的壓鑄澆注系統(tǒng)及溢流和排氣系統(tǒng)。
2. 利用數(shù)值模擬方法分析了減震塔零件的卷氣發(fā)生部位和區(qū)域，預(yù)測(cè)了壓鑄缺陷的種類及位置，以此為基礎(chǔ)更改了澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
3. 在壁厚尺寸較大圓形結(jié)構(gòu)處容易發(fā)生卷氣現(xiàn)象和縮孔缺陷，采用局部冷卻方法等工藝措施，消除了缺陷，獲得整體質(zhì)量良好的鋁合金減震塔壓鑄件。
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鋁合金工藝的最新內(nèi)容
下面著重梳理了鋁合金從基礎(chǔ)的前處理到高端功能性處理的表面處理工藝分類、原理與特性，供大家參考分享:
下表是基于通用工業(yè)環(huán)境（中性鹽霧測(cè)試 NSS）的耐腐蝕能力排序，從強(qiáng)到弱，供讀者參考：
注:表格中的鹽霧測(cè)試時(shí)間為參考值，實(shí)際結(jié)果會(huì)因具體工藝參數(shù)、膜厚、封閉質(zhì)量和測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)而有很大差異。
結(jié)語(yǔ)：
◎ 追求極致，不計(jì)成本：可考慮微弧氧化。
◎ 工業(yè)量產(chǎn)，高性價(jià)比：陰極電泳和粉末噴涂是最佳選擇，尤其適合作為最終涂層或防護(hù)體系的核心。
◎ 兼顧外觀與一定耐蝕
一、鋁合金體系與微量元素基礎(chǔ)
1、主要鋁合金體系分類及特點(diǎn)
不同系列的鋁合金因添加的核心元素不同，其體現(xiàn)的機(jī)械性能與應(yīng)用場(chǎng)景差異顯著。
2、關(guān)鍵微量元素的存在形式與含量
Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、Zn等微量元素以固溶體、金屬間化合物等形式存在，含量范圍直接影響材料的各項(xiàng)性能。
3、微量元素的影響機(jī)制：
◎ 固溶強(qiáng)化
在工業(yè)制造領(lǐng)域，ADC12和AL6063作為鋁合金家族中的兩大重要成員，因其獨(dú)特的性能特點(diǎn)而在各自的應(yīng)用領(lǐng)域占據(jù)不可替代的地位。然而，這兩種材料在表面處理技術(shù)上卻有著顯著的差異。
一、材料特性與表面處理必要性
ADC12屬于Al-Si-Cu系壓鑄鋁合金，含鋁86-92%、硅9.6-12.0%、銅1.5-3.5%，流動(dòng)性優(yōu)異，適合制造氣缸蓋罩、傳感器支架等復(fù)雜壓鑄件
<p> 鋁合金的分類、牌號(hào)及應(yīng)用是一個(gè)系統(tǒng)而精密的知識(shí)體系，尤其當(dāng)涉及國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)差異時(shí)，更需要結(jié)合材料成分、關(guān)鍵元素、性能特點(diǎn)來(lái)理解。以下從分類體系、牌號(hào)差異、關(guān)鍵元素、典型用途等維度展開分析，同時(shí)提供實(shí)用選型建議：</p><p><strong>一、兩大工藝維度：鑄造VS變形鋁合金</strong></p><p><img src="https://img.jishulink.com
導(dǎo)讀
從汽車安全性角度，必須要考慮鋁合金等輕量化材料車身在碰撞中的抗沖擊性以及承受沖擊載荷的能力。由此，研究鋁合金在應(yīng)變速率為1s-1～103s-1范圍的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能，成為新能源汽車安全可靠性仿真與評(píng)估的重要參量。
3003鋁合金作為低強(qiáng)度汽車動(dòng)力電池封裝材料，其動(dòng)態(tài)力學(xué)特性成為汽車受撞擊苛刻條件下殼體損傷程度評(píng)估，乃至動(dòng)力電池防泄漏安全設(shè)計(jì)及管理的關(guān)鍵指標(biāo)，但相關(guān)研究鮮有公開報(bào)道
有償求鋁合金6061-T6材料節(jié)點(diǎn)滯回分析試驗(yàn)復(fù)現(xiàn)
為提高裝甲抗沖擊性能，當(dāng)前世界各國(guó)的步兵戰(zhàn)車普遍開始了重型化的發(fā)展趨勢(shì)，但隨之而來(lái)的是車輛機(jī)動(dòng)性的減弱。在面對(duì)裝甲車輛機(jī)動(dòng)性和防護(hù)性能之間的矛盾時(shí)，鋁合金裝甲因其比強(qiáng)度高于一般合金鋼，能夠達(dá)到較好的均衡性。裝甲材料性能要求不僅僅是在受到彈體沖擊時(shí)必須具備的抗沖擊性能，還要求有抗板后破碎的綜合性能，也就是不但要防止被擊穿，還要防止碎裂。因此，需要對(duì)鋁合金板在彈體沖擊下的彈道極限和失效模式進(jìn)行分析，采用的方法大致可分為實(shí)驗(yàn)
公司：PSA Peugeot Citroen
部門：Direction Technique et Industrielle
作者：NIANE Ngadia Taha
問(wèn)題定義
為了達(dá)到零件輕量化的目標(biāo)，鋁合金在汽車產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用越來(lái)越廣。但是一旦采用鋁合金，縮松（Mirco-porosity）缺陷就可能形成；一旦形成縮松缺陷，零件的機(jī)械性能可能會(huì)發(fā)生問(wèn)題
