鋁合金零件的案例
我國(guó)成功研制出3D打印高強(qiáng)鋁合金粉末
近日長(zhǎng)沙高新區(qū)企業(yè)湖南航天長(zhǎng)沙新材料產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布信息稱，該院成功研制出一種3D打印高強(qiáng)鋁合金粉末材料并申請(qǐng)了相關(guān)專利若干篇。據(jù)國(guó)內(nèi)外權(quán)威機(jī)構(gòu)檢測(cè)，這種3D高強(qiáng)鋁合金粉末材料已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，并已在航空、航天等領(lǐng)域推廣應(yīng)用。
增材制造技術(shù)已成為加快中國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要手段之一，但增材制造粉末材料大部分依賴進(jìn)口，種類有限，且很多國(guó)外的高性能粉末對(duì)中國(guó)禁售。隨著國(guó)防武器裝備減重需求的日益增長(zhǎng)，鋁合金零件增材制造需求也越發(fā)迫切。目前，常用增材制造鋁合金粉末材料只有AlSi10Mg一種材料，室溫拉伸強(qiáng)度小于400MPa，無法滿足航空、航天領(lǐng)域的需求。國(guó)外空客公司針對(duì)航空用鋁合金零件增材制造需求，開發(fā)出世界上第一種增材制造專用高強(qiáng)鋁合金粉末材料，室溫拉伸強(qiáng)度達(dá)到520MPa以上，為國(guó)際領(lǐng)先水平，已經(jīng)應(yīng)用于A320飛機(jī)機(jī)艙結(jié)構(gòu)零件的增材制造。
湖南航天長(zhǎng)沙新材料產(chǎn)業(yè)研究院研制的合金粉末材料的成型零件室溫拉伸強(qiáng)度達(dá)535MPa以上，屈服強(qiáng)度達(dá)510MPa以上，延伸率達(dá)12%以上。與國(guó)外空客公司研發(fā)的高強(qiáng)鋁合金粉末產(chǎn)品性能相當(dāng)，已在航空、航天等領(lǐng)域推廣應(yīng)用。
（來源：中國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào)）
展開 打破壟斷，國(guó)產(chǎn)3D打印高強(qiáng)鋁合金國(guó)際先進(jìn)！
隨著國(guó)防武器裝備減重需求的日益增長(zhǎng)，鋁合金零件增材制造需求也越發(fā)迫切。目前常用增材制造鋁合金粉末材料只有AlSi10Mg一種材料，室溫拉伸強(qiáng)度小于400MPa，無法滿足航空、航天領(lǐng)域的需求。國(guó)外空客公司針對(duì)航空用鋁合金零件增材制造需求，開發(fā)出世界上第一種增材制造專用高強(qiáng)鋁合金粉末材料，室溫拉伸強(qiáng)度達(dá)到520MPa以上，為國(guó)際領(lǐng)先水平，已經(jīng)應(yīng)用于A320飛機(jī)機(jī)艙結(jié)構(gòu)零件的增材制造。
△市場(chǎng)上已有增材制造所需鋁合金粉末材料牌號(hào)及主要性能
2019年3月，中國(guó)航天科工集團(tuán)下屬湖南航天長(zhǎng)沙新材料產(chǎn)業(yè)研究院，在集團(tuán)公司型號(hào)產(chǎn)品需求牽引下，通過添加稀土元素及化學(xué)成分調(diào)整、后處理工藝摸索等手段，成功研制出了一種高強(qiáng)鋁合金粉末材料并申請(qǐng)了相關(guān)專利若干篇。通過在國(guó)內(nèi)多家用戶不同型號(hào)設(shè)備上機(jī)使用驗(yàn)證，此種合金粉末材料的成型零件室溫拉伸強(qiáng)度達(dá)到535MPa以上，屈服強(qiáng)度達(dá)到510MPa以上，延伸率達(dá)到12%以上。與國(guó)外空客公司研發(fā)的高強(qiáng)鋁合金粉末產(chǎn)品性能相當(dāng)，已在航空、航天等領(lǐng)域推廣應(yīng)用。
△高強(qiáng)鋁合金粉末
△高強(qiáng)鋁合金粉末材料成型典型組織
△高強(qiáng)鋁合金增材制造成形零部件
湖南航天長(zhǎng)沙新材料產(chǎn)業(yè)研究院，作為中國(guó)航天科工集團(tuán)增材制造技術(shù)創(chuàng)新分中心和全國(guó)增材制造標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)專用材料工作組成員單位，已向市場(chǎng)推出了包括鎳基高溫合金、銅合金、鈦合金、不銹鋼，以及鎢、鉭等多種高品質(zhì)球形金屬粉末產(chǎn)品，產(chǎn)品性能得到集團(tuán)內(nèi)外客戶的高度認(rèn)可。航天新材將秉承與國(guó)內(nèi)外各單位合作共贏的態(tài)度，共同推動(dòng)中國(guó)增材制造產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，助力中國(guó)制造轉(zhuǎn)型升級(jí)。
展開 分享 | 國(guó)家增材中心10m級(jí)高強(qiáng)鋁合金重型運(yùn)載火箭連接環(huán)實(shí)現(xiàn)一體化制造（材易通）
3D打印技術(shù)參考猜測(cè)，本次成功一體化制造的10m級(jí)高強(qiáng)鋁合金重型運(yùn)載火箭連接環(huán)很可能就是采用該設(shè)備制造。
采用激光能量沉積直接制造鋁合金構(gòu)件的瓶頸
當(dāng)前以SLM技術(shù)為主的鋁合金3D打印工藝自然無法滿足大型構(gòu)件的制造需求，而激光能量沉積技術(shù)為什么沒能用于大型整體高性能鋁合金關(guān)鍵金屬零件的直接制造呢？究其原因，主要有以下幾點(diǎn)關(guān)鍵技術(shù)難題未能有效解決：
（1）與鋼和鈦合金相比，鋁合金的導(dǎo)熱率更高，而鋁本身的激光吸收率低、反射激光率高，在鋁合金激光直接沉積過程中，會(huì)有更多的能量通過基體的熱傳導(dǎo)損失掉，降低鋁合金零件成形效率；
激光沉積用于修復(fù)
（2）鋼的熱膨脹系數(shù)是鋁合金的一半，鋁合金激光直接沉積過程中的變形和應(yīng)力都較大，需要采取零件變形開裂預(yù)防措施；
（3）鋁合金在激光直接沉積過程中極易與氧發(fā)生反應(yīng)生成熔點(diǎn)高（2050℃）、相組織穩(wěn)定、密度相對(duì)較高、難以去除的Al2O3。
展開 激光雕刻(鐳雕)鋁合金相機(jī)鏡頭蓋去毛刺氧化皮鏡面研磨拋光工藝方法
今天我們就來分享一個(gè)鋁合金材質(zhì)的激光雕刻工藝的照相機(jī)鏡頭蓋如何去除刀紋污漬、氧化皮與毛刺，實(shí)現(xiàn)鏡面拋光的案例。這種研磨工藝方法也適用于其他如激光、等離子、火焰切割等精密加工產(chǎn)品零件的研磨拋光需求。
1. 激光雕刻鋁合金相機(jī)零件鏡面研磨拋光前的狀態(tài)
材質(zhì)： 鋁合金
外觀： 有毛刺、刀痕、氧化皮及污漬
外形： 異形
尺寸： 45*10 MM
拋光前工序： 激光雕刻
拋光后工序： 電鍍
2. 研磨拋光需求：
去毛刺、車刀紋、氧化皮及污漬。
表面實(shí)現(xiàn)鏡面光亮。
3. 激光雕刻鋁合金相機(jī)零件鏡面研磨拋光工藝詳情：
工藝步驟 ：
(1) 粗磨去毛刺氧化皮
(2) 精磨降低粗糙度
(3) 鏡面拋光
機(jī)器設(shè)備 ：
(1) 振動(dòng)(震動(dòng))式研磨光飾機(jī)
(2) 振動(dòng)式研磨光飾機(jī)
(3) 鏡面自動(dòng)拋光機(jī)
振幅及速度：
(1) 高速
(2) 高速
(3) 高速
研磨材料：
(1) 斜三角陶瓷研磨石
(2) 四面體形樹脂研磨石
(3) 鏡面拋光磨料
磨料與工件配比：
(1) 4：1
(2) 4：1
(3) 8：1
研磨助劑 ：
(1) 研磨液
(2) 光亮劑
(3) 拋光蠟
水 ：
(1) 適量，液面不超磨料
(2) 適量，液面不超磨料
(3) 無
處理時(shí)間 ：
(1) 120 分鐘
(2) 60 分鐘
(3) 180 分鐘
備注：
(1) 自動(dòng)篩分取件，清水沖洗
(2) 自動(dòng)篩分取件，清水沖洗
(3) 高速鏡面拋光
4.
展開 
鋁合金分流器等溫鍛造工藝設(shè)計(jì)
本文通過分析鋁合金模鍛工藝特點(diǎn)、模鍛過程中易產(chǎn)生的缺陷以及應(yīng)該注意的問題，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)指出了鍛造過程中應(yīng)該注意的問題及相關(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)過熱度較大，在充型過程中有嚴(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 厚板高強(qiáng)鋁合金焊接發(fā)展現(xiàn)狀
近些年來發(fā)明了幾種新的焊接工藝，在交通、航天、航空等行業(yè)得到了一定應(yīng)用，幾種新工藝可以較好地解決鋁合金焊接難點(diǎn)，焊后接頭性能良好，并能對(duì)以前焊接性不好或不可焊的鋁合金進(jìn)行焊接。
2 厚板高強(qiáng)鋁合金的焊接新工藝
2.1 厚板高強(qiáng)鋁合金的攪拌摩擦焊
攪拌摩擦焊是通過高速旋轉(zhuǎn)的攪拌頭與被焊材料間的劇烈熱機(jī)聯(lián)合作用而實(shí)現(xiàn)的固相連接。攪拌摩擦焊在鋁合金材料的焊接中具有常規(guī)熔焊方法難以實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，它可將厚板一道焊完，并得到焊后變形小、機(jī)械性能優(yōu)良的焊縫。
攪拌摩擦焊發(fā)明初期主要解決厚度1.2-6.0 mm的鋁合金板材焊接問題；發(fā)展到1997年就實(shí)現(xiàn)了12-25mm厚鋁合金板的攪拌摩擦焊，并且在宇航結(jié)構(gòu)件上得到應(yīng)用。1999年攪拌摩擦焊可以焊接50 mm厚的銅合金及75mm厚度的鋁合金零件和產(chǎn)品；2004年，英國(guó)焊接研究所已經(jīng)能夠單道單面實(shí)現(xiàn)100mm厚鋁合金板材的攪拌摩擦焊。迄今，在材料的厚度上，單道焊可以實(shí)現(xiàn)厚度為0.8-100.0mm鋁合金材料的焊接；雙道焊可以焊接180mm厚的對(duì)接板材。
2.2 高強(qiáng)鋁合金的雙絲MIG焊
2.2.1雙絲MIG焊的原理
早期的雙絲焊，兩根焊絲通過同一個(gè)導(dǎo)電嘴，這種方法的特點(diǎn)是兩根焊絲的電位相同，只是送絲速度不同，無法對(duì)兩個(gè)電弧分別進(jìn)行控制，焊接參數(shù)非常難調(diào)。德國(guó)CLOOS公司開發(fā)出了“TANDEM"雙絲焊接技術(shù)，該技術(shù)將兩根焊絲按一定的角度放在一個(gè)特別設(shè)計(jì)的焊槍里，兩根焊絲分別由各自電源獨(dú)立供電，相互絕緣，除送絲速度可以不同外，其他所有的參數(shù)都彼此獨(dú)立，兩根焊絲的直徑、材質(zhì)甚至用或不用脈沖都可以不一樣，這樣可以最佳地控制電弧，在保證每個(gè)電弧穩(wěn)定燃燒的前提下，將兩個(gè)電弧的相互干擾降到最低。
展開 7050 鋁合金Z形型材雙曲度彎曲成形的研究
本文介紹了7050 鋁合金Z 形截面型材彎曲成形的工藝方法，從材料的力學(xué)性能、截面特點(diǎn)、模具的設(shè)計(jì)以及成形工藝參數(shù)等方面進(jìn)行分析，針對(duì)成形過程中遇到的問題和難點(diǎn)，提出解決辦法，提高成形質(zhì)量。
在現(xiàn)代飛機(jī)零件制造中，很多框緣類和長(zhǎng)桁類零件大都采用擠壓型材制造，根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需要，此類零件多選取L 形與Z 形截面的型材。而該類零件由于在裝配時(shí)直接與蒙皮鉚接，難免會(huì)出現(xiàn)單曲度、雙曲度甚至多曲度這樣復(fù)雜的理論外形，這就需要對(duì)型材進(jìn)行彎曲成形，用以貼合蒙皮外形，保證整個(gè)飛機(jī)結(jié)構(gòu)外形輪廓的流線，并增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。因此，型材零件的彎曲成形技術(shù)是鈑金零件的一種通用的制造技術(shù)，而彎曲成形的質(zhì)量也直接決定了產(chǎn)品質(zhì)量和飛機(jī)的制造水平。
彎曲成形工藝方法包括拉彎成形、滾彎成形和壓彎成形。其中，對(duì)于彎曲半徑較小，曲率變化較集中的零件，多采用壓彎成形。本文主要以7050 鋁合金為例，介紹Z 形截面型材的雙曲度壓彎成形工藝。
成形工藝難點(diǎn)
7050 屬于高強(qiáng)度可熱處理合金，具有極高的強(qiáng)度及抗剝落腐蝕和抗應(yīng)力腐蝕斷裂的性能，以T76511 狀態(tài)為例，其抗拉強(qiáng)度達(dá)到552MPa，厚度為1.6mm 時(shí)延伸率僅為5%，材料在室溫下真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線如圖1 所示。材料屈強(qiáng)比較大，硬化趨勢(shì)偏小，成形過程中變形區(qū)的應(yīng)變不易向鄰區(qū)傳播，容易出現(xiàn)斷裂或因成形不充分導(dǎo)致嚴(yán)重的回彈，此外由于Z 形截面的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，邊會(huì)對(duì)變形產(chǎn)生抵抗，造成型材截面產(chǎn)生畸變。
圖1 7050-T76511 鋁合金型材材料真實(shí)應(yīng)力- 應(yīng)變示意圖
以國(guó)產(chǎn)某型機(jī)機(jī)身長(zhǎng)桁零件為例，采用7050-T76511 鋁合金，型材截面如圖2 所示，厚度為2mm，長(zhǎng)度為1400mm。該零件理論外形（圖3）為多曲度帶折彎和下陷，零件沿Y 軸和Z 軸有不同曲度。
展開 表面處理技術(shù)分享（第四講：鋁合金1-8全系合金/壓鑄鋁合金的對(duì)比解析）
<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/msimage/202604/9abb48a5d5a4c84402eca8af8b905f92.png" width="745"></p><p><br></p><p><strong>關(guān)鍵提示：</strong>鑄造合金流動(dòng)性優(yōu)，但強(qiáng)度偏低；變形合金強(qiáng)度高，但形狀復(fù)雜度受限。</p><p><strong>二、鋁合金分類體系與核心特點(diǎn)</strong></p><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202604/387efedf2e2178cdb545539eee04d23e.png" width="746"> </p><p> 國(guó)際上通用的1-8系分類法（按主要合金元素劃分），國(guó)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)（GB/T）與其基本對(duì)應(yīng)，但在具體牌號(hào)標(biāo)識(shí)上存在差異。以下為各系核心特性對(duì)比：</p><p><strong>說明</strong>： </p><p>★ 數(shù)量代表性能強(qiáng)弱；強(qiáng)度、耐蝕性為相對(duì)評(píng)級(jí)。 </p><p>★ 5系（Al-Mg）是耐蝕性天花板，海洋裝備必備。 </p><p>★ 6系（Al-Mg-Si）被譽(yù)為「萬能合金」，兼顧強(qiáng)度與加工性。
展開 建筑鋁合金模板平整度誤差是多少？鋁合金模板如何拆除？
一、鋁合金模板質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
鋁合金模板生產(chǎn)制作完成在工廠進(jìn)行試拼裝，由業(yè)主/設(shè)計(jì)院/監(jiān)理到廠內(nèi)預(yù)驗(yàn)收，模板成品按下表進(jìn)行出廠前的檢驗(yàn)：
模板制作允許偏差如下表所示：
二、鋁合金模板的拆除施工方法
1、拆除條件
《混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204-2015中關(guān)于底模拆除時(shí)的混凝土強(qiáng)度必須符合下表要求：
在鋁合金模板早拆體系中，當(dāng)混凝土澆筑完成后強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%后即可拆除頂模，只留下支撐桿。支撐桿的拆除根據(jù)留置的拆模試塊來確定拆除時(shí)間。
2、 拆除過程
（1）拆除墻柱側(cè)模：
當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到1.2Mpa，即可拆除側(cè)模，一般情況下混凝土澆筑完12小時(shí)后可以拆除墻柱側(cè)摸。先拆除斜支撐，后松動(dòng)、拆除穿墻螺栓；拆除穿墻螺栓時(shí)，用扳手松動(dòng)螺母，取下墊片，除下威令，輕擊螺栓一端，至螺栓退出混凝土。再拆除鋁合金模板連接的銷子和楔子，用撬棍撬動(dòng)模板下口，使模板和墻體脫離。拆下的模板和配件及時(shí)清理，并通過上料口搬運(yùn)至上層結(jié)構(gòu)。模板拆除時(shí)注意防止損傷結(jié)構(gòu)的棱角部位。
（2）拆除頂模：
根據(jù)鋁合金模板的早拆體系，當(dāng)混凝土澆筑完成后強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%后方可拆除頂模，一般情況下48個(gè)小時(shí)以后可以拆除頂模。頂模拆除先從梁、板支撐桿連接的位置開始，拆除梁、板支撐桿132mm銷子和與其相連的連接件。緊跟著拆除與其相鄰梁、板的銷子和楔子。然后可以拆除鋁合金模板板。每一列的第一塊鋁合金模板被擱在墻頂邊模支撐口上時(shí)，要先拆除鄰近鋁合金模板，然后從需要拆除的鋁合金模板上拆除銷子和楔子，利用拔模具把相鄰鋁合金模板分離開來。拆除頂模時(shí)確保支撐桿保持原樣，不得松動(dòng)。
展開 鋁合金、鋅合金、鎂合金、鈦合金對(duì)比
鋁鑄件常用于內(nèi)部結(jié)構(gòu)件和對(duì)外觀要求不高的零件，摩托車的發(fā)動(dòng)機(jī)外殼需要復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，要求重量輕同時(shí)也需要足夠的強(qiáng)度，大都旋轉(zhuǎn)鋁合金壓鑄作為胚料。
鋁鑄發(fā)動(dòng)機(jī)外殼
鋁的牌號(hào)：
1×××系列為：純鋁（鋁含量不小于99.00%），該系列牌號(hào)的最后兩位數(shù)表示為：最低鋁含量的百分點(diǎn)。牌號(hào)的第二位的字母表示原始純鋁的改型情況。
2×××～8×××系列牌號(hào)的最后兩位數(shù)沒有特殊意義，僅用來區(qū)分：同一組中不同的鋁合金。牌號(hào)的第二位字母表示原始純鋁的改型情況。
2×××系列為：以銅為主要合金元素的鋁合金。2011快削合金，切削性好強(qiáng)度也高。2018 2218 鍛造用合金，鍛造性良好且高溫強(qiáng)度較高。
3×××系列為：以錳為主要合金元素的鋁合金。3105 3105建材、彩色鋁板、瓶蓋。
4×××系列為：以硅為主要合金元素的鋁合金。4032耐熱性、耐摩秏性良好，熱膨脹系數(shù)小。活塞、汽缸頭。
5×××系列為：以鎂為主要合金元素的鋁合金。5052為中程度強(qiáng)度之最具代表性合金，一般鈑金、船舶、車輛、建筑、瓶蓋、蜂巢板。
6×××系列為：以鎂為主要合金元素并以Mg2Si相為強(qiáng)化相的鋁合金。6063代表性的擠出用合金，強(qiáng)度比6061低，擠出性良好，可作復(fù)雜的斷面形狀之形材，耐蝕性及表面處理性均佳建筑、公路護(hù)欄、高欄、車輛、家具、家電制品、裝飾品。
7×××系列為：以鋅為主要合金元素的鋁合金。7075鋁合金中具有最高強(qiáng)度的合金之一，但耐蝕性不佳，與7072之覆蓋皮材可改善其耐蝕性，但成本提高。航空器、滑雪杖。
展開 蓋世汽車研究院：一體化壓鑄推動(dòng)汽車輕量化
目前鋁合金已廣泛應(yīng)用于轉(zhuǎn)向節(jié)、控制臂、副車架、電機(jī)殼、電池盒等部件，但鋁合金車身的制造工藝復(fù)雜度遠(yuǎn)超鋼制車身，需要多種連接技術(shù)進(jìn)行組合，大大提升了生產(chǎn)的難度和整車的制造成本。
鋁合金零部件的主要成型工藝包含了鑄造、鍛造和擠壓。壓力鑄造主要分為高壓鑄造、低壓鑄造、差壓鑄造等。其中，低壓鑄造與差壓鑄造多用底盤區(qū)域，而高壓鑄造因加工效率高，加工零部件壁厚小等特點(diǎn)，在車身中的運(yùn)用越來越多，是未來的發(fā)展方向。真空高壓鑄造能有效消除高壓鑄造工藝下的氣孔現(xiàn)象，同時(shí)塑形更為精準(zhǔn)，是鋁合金車身結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)最優(yōu)選，一體化壓鑄采用超高真空高壓壓鑄工藝，能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)鋁合金零件的一體化成型。
汽車傳統(tǒng)制造工藝主要由“沖壓、焊接、涂裝、總裝”四大環(huán)節(jié)組成，一體化壓鑄免去了“沖焊”環(huán)節(jié)，彌補(bǔ)了鋁合金結(jié)構(gòu)件在傳統(tǒng)汽車生產(chǎn)工藝下的一些弊端，同時(shí)在成本、效率、精度、安全性及輕量化方面帶來了更多優(yōu)勢(shì)。
一體化壓鑄從傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)件（減震塔、前后縱梁）發(fā)展到下車體（后底板、前機(jī)艙、前底板），最后到白車身，對(duì)應(yīng)單車價(jià)值量和壓鑄機(jī)的噸位也在持續(xù)提升。特斯拉于2016年開發(fā)出了用于一體式壓鑄技術(shù)的鋁合金配方，2019年提出“一體鑄造”技術(shù)，2020年的特斯拉電池日發(fā)布會(huì)上，馬斯克稱特斯拉ModelY將采用一體壓鑄生產(chǎn)車身后底板總成。
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【論文介紹】航空鋁合金代次劃分特點(diǎn)及第五代800 MPa級(jí)超高強(qiáng)度鋁合金的時(shí)效析出特點(diǎn)
航空鋁合金代次劃分特點(diǎn)
百年航空、百年鋁材是鋁合金在航空應(yīng)用的歷史縮影。1909年，英國(guó)《每日郵報(bào)》發(fā)起的橫渡英吉利海峽的競(jìng)賽，獲勝的布里奧Ⅺ型飛機(jī)機(jī)翼前緣包有鋁制蒙皮，形成穩(wěn)定的機(jī)翼型面。隨后航空鋁合金在飛機(jī)設(shè)計(jì)需求牽引和鋁合金自身技術(shù)發(fā)展的雙重推動(dòng)下，至今已發(fā)展至第五代鋁合金。
航空鋁合金的代次劃分主要以變形鋁合金為主，每一代都有自己的典型特點(diǎn)：
第一代航空鋁合金是靜強(qiáng)度鋁合金，主要是為了滿足飛機(jī)靜強(qiáng)度設(shè)計(jì)需求、伴隨著鋁合金沉淀硬化技術(shù)的發(fā)明而研發(fā)的合金，典型合金為2A12-T6，7075-T6等。
第二代航空鋁合金是高強(qiáng)耐腐蝕鋁合金，這是為解決鋁合金應(yīng)力腐蝕失效引起的飛機(jī)失事而產(chǎn)生，飛機(jī)設(shè)計(jì)對(duì)鋁合金提出了耐腐蝕的需求，此時(shí)獲得耐腐蝕更好的T73、T76等過時(shí)效熱處理技術(shù)也研發(fā)出來，典型合金為7A09-T73/T74等。
第三代航空鋁合金是高強(qiáng)、高韌鋁合金，這是隨著飛機(jī)強(qiáng)烈的減重需求，對(duì)鋁合金的綜合性能提出的高要求，在合金純化和微合金化技術(shù)進(jìn)步的推動(dòng)下高強(qiáng)、高韌鋁合金研發(fā)成功，典型合金為7050，7475，2124等。
第四代航空鋁合金是高性能鋁合金，為了滿足飛機(jī)損傷容限設(shè)計(jì)和可靠性設(shè)計(jì)，在精密熱處理技術(shù)以及主合金成分優(yōu)化設(shè)計(jì)與發(fā)展的推動(dòng)下高性能鋁合金應(yīng)運(yùn)而生，這代鋁合金具有超高強(qiáng)、耐損傷、高強(qiáng)韌低淬火敏感性鋁合金等特點(diǎn)，典型代表合金為2E12，7B50，7A55，7A85等。在航空裝備發(fā)展需求的牽引下，隨著國(guó)內(nèi)先進(jìn)鋁合金生產(chǎn)裝備的配套建設(shè)及材料制備關(guān)鍵技術(shù)的突破，國(guó)內(nèi)四代航空鋁合金已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化穩(wěn)定制備并裝機(jī)應(yīng)用，國(guó)內(nèi)航空鋁合金的研制與生產(chǎn)應(yīng)用已經(jīng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
展開 氧化銀白鋁是鋁合金還是純鋁？
它是以鋁為基的合金總稱。主要合金元素有銅、硅、鎂、鋅、錳，次要合金元素有鎳、鐵、鈦、鉻、鋰等。
金屬或合金的電化學(xué)氧化。將金屬或合金的制件作為陽極，采用電解的方法使其表面形成氧化物薄膜。金屬氧化物薄膜改變了表面狀態(tài)和性能，如表面著色，提高耐腐蝕性 、增強(qiáng)耐磨性及硬度，保護(hù)金屬表面等。例如鋁陽極氧化，將鋁及其合金置于相應(yīng)電解液(如硫酸、鉻酸、草酸等)中作為陽極，在特定條件和外加電流作用下，進(jìn)行電解。陽極的鋁或其合金氧化 ，表面上形成氧化鋁薄層 ，其厚度為5～20微米 ，硬質(zhì)陽極氧化膜可達(dá)60～200微米 。陽極氧化后的鋁或其合金，提高了其硬度和耐磨性，可達(dá)250～500千克／平方毫米，良好的耐熱性 ，硬質(zhì)陽極氧化膜熔點(diǎn)高達(dá)2320K ，優(yōu)良的絕緣性 ，耐擊穿電壓高達(dá)2000V ，增強(qiáng)了抗腐蝕性能 ，在ω＝0.03NaCl鹽霧中經(jīng)幾千小時(shí)不腐蝕。氧化膜薄層中具有大量的微孔，可吸附各種潤(rùn)滑劑，適合制造發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸或其他耐磨零件；膜微孔吸附能力強(qiáng)可著色成各種美觀艷麗的色彩。有色金屬或其合金（如鋁、鎂及其合金等）都可進(jìn)行陽極氧化處理，這種方法廣泛用于機(jī)械零件，飛機(jī)汽車部件，精密儀器及無線電器材，日用品和建筑裝飾等方面。
補(bǔ)充：除金屬外，其他物質(zhì)在陽極所引起的氧化作用，也稱為“陽極氧化”
展開 高性能鋁合金開發(fā) || 沉淀硬化理論 || 一部航空鋁合金百年發(fā)展史 || Alfred Wilm
自Alfred Wilm偶然發(fā)現(xiàn)了一種鋁合金的時(shí)效硬化現(xiàn)象已經(jīng)過去了一個(gè)多世紀(jì)，這種鋁合金后來被稱為硬鋁（Duralumin）。他的工作使人們逐漸認(rèn)識(shí)到硬化是由細(xì)小的沉淀物而引起的，這些沉淀物為位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)提供了障礙，這是冶金學(xué)從一門藝術(shù)過渡到科學(xué)的一個(gè)很好的例子。簡(jiǎn)要介紹了時(shí)效硬化鋁合金的發(fā)展以及現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)技術(shù)在原子尺度上理解沉淀過程的方法。然后討論了時(shí)效硬化的一些現(xiàn)代問題。
1.時(shí)效硬化起源
如果對(duì)
20
世紀(jì)最重要的冶金發(fā)展進(jìn)行民意調(diào)查，如果
100
年前
Alfred Wilm
發(fā)現(xiàn)的時(shí)效硬化不受歡迎，那就令人驚訝了。
盡管這一現(xiàn)象與鋁合金有關(guān)，但現(xiàn)在人們認(rèn)識(shí)到，通過這種熱處理方法可以強(qiáng)化的合金種類遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鐵合金中傳統(tǒng)的馬氏體相變。
Alfred Wilm于1869年出生在當(dāng)時(shí)德國(guó)東南部Silesia的一個(gè)農(nóng)場(chǎng)。當(dāng)他還是一個(gè)農(nóng)業(yè)學(xué)校的學(xué)生時(shí)，他對(duì)化學(xué)產(chǎn)生了興趣，后來，1901年，在柏林附近的紐巴貝爾斯堡科學(xué)技術(shù)分析中心，他被任命為的冶金學(xué)家。
兩年來，他研究了通過熱處理增強(qiáng)鋁銅合金的可能性，毫無疑問，他發(fā)現(xiàn)，與碳鋼相反，這些合金在高溫淬火后變軟而不是硬。然后，在1903年，他的研究中心受在柏林的德國(guó)戰(zhàn)爭(zhēng)兵工廠的委托，尋找一種具有黃銅特性的鋁合金，可用于制造彈藥。
1906年，Wilm對(duì)Al-Cu-Mn合金進(jìn)行了試驗(yàn)，幾乎達(dá)到了要求的強(qiáng)度，但硬度仍然過低。然后加入0.5%的鎂，制備一些薄片，在520℃的鹽浴中加熱并淬火。這是一個(gè)周六的上午，就在中午快要關(guān)門的時(shí)候，Wilm的助手Jablonski利用離開之前僅有的時(shí)間快速測(cè)量了鋁合金的硬度。那時(shí)候，據(jù)說Wilm本人在一個(gè)陽光明媚的周末的剩余時(shí)間里在附近的哈維爾河上航行
。
展開 鋁及鋁合金的八大系列編號(hào)，瞬間成為鋁專家
根據(jù)鋁合金按加工方法可以分為變形鋁合金和鑄造鋁合金，鋁及鋁合金的編號(hào)主要分為八個(gè)系列。
合金牌號(hào)表示方法
國(guó)際牌號(hào)(用四位阿拉伯?dāng)?shù)字，現(xiàn)常用表示方法)：
1XXX 表示為99%以上的純鋁系列 如1050、1100
2XXX 表示是鋁-銅合金系列 如2014
3XXX 表示是鋁-錳合金系列 如3003
4XXX 表示是鋁-硅合金系列 如4032
5XXX 表示是鋁-鎂合金系列 如5052
6XXX 表示是鋁-鎂-硅合金系列 如6061、6063
7XXX 表示是鋁-鋅合金系列 如7001
8XXX 表示是上述以外的合金體系
一系
在所有系列中1000系列屬于含鋁量最多的一個(gè)系列，純度可以達(dá)到99.00%以上。1000系列鋁板根據(jù)最后兩位阿拉伯?dāng)?shù)字來確定這個(gè)系列的最低含鋁量，比如1050系列最后兩位阿拉伯?dāng)?shù)字為50，根據(jù)國(guó)際牌號(hào)命名原則，含鋁量必須達(dá)到99.5%以上方為合格產(chǎn)品。
一系的鋁成形性、表面處理性良好，在鋁合金中其耐蝕性最佳。其強(qiáng)度較低，純度愈高其強(qiáng)度愈低。
手機(jī)上常用的到的有1050、1070、1080、1085、1100，做簡(jiǎn)單擠壓成型（不做折彎），其中1050和1100可以做化學(xué)打沙、光面、霧面，法線效果,有較明顯的材料紋路，著色效果好；1080和1085鏡面鋁常用來做亮字、霧面效果，無明顯材料紋路。
一系的鋁材都相對(duì)較軟，主要用來做裝飾件或內(nèi)飾件。
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