以鋁為基添加量其他合金化元素的合金鋁零件外協(xié)加工,是輕金屬材料之一。合金鋁零件外協(xié)加工除具有鋁的一般特性外,由于添加合金化元素的種類和數(shù)量的不同又具有一些合金的具體特性。合金鋁零件外協(xié)加工的密度為2.63~2.85g/cm,有較高的強度(σb110~650MPa),比強度接近高合金鋼,比剛度高于鋼,有良好的鑄造性能和塑性加工性能,良好的導電、導熱性能,良好的耐蝕性和可焊性,可作結(jié)構(gòu)材料使用,在航天、航空、交通運輸、建筑、機電、輕化和日用品中有著廣泛的應(yīng)用。
鋁合金零件外協(xié)加工按其成分和加工方法又分為變形合金鋁零件外協(xié)加工和鑄造合金鋁零件外協(xié)加工。變形合金鋁零件外協(xié)加工是先將合金配料熔鑄成坯錠,再進行塑性變形加工,通過軋制、擠壓、拉伸、鍛造等方法制成各種塑性加工制品。鑄造合金鋁零件外協(xié)加工是將配料熔煉后用砂模、鐵模、熔模和壓鑄法等直接鑄成各種零部件的毛坯。
1.變形合金鋁零件外協(xié)加工
變形合金鋁零件外協(xié)加工是以各種壓力加工方法制成的管、棒、線、型等半成品合金。根據(jù)其用途又可分為防腐合金、超硬鋁、特殊鋁、硬鋁、鍛鋁5類。
常用的防銹鋁合金中主要合金元素是錳和鎂,加錳可提高其抗蝕能力,加鎂使其強化并降低比重,其特點是耐腐,拋光性好,可長時間保持光亮表面,強度比純鋁高,多用于制造與液體接觸的零件、管道、日用品、裝飾品等; 硬鋁又稱杜拉鋁,是鋁、銅、鎂合金,并含少量錳。銅、鎂在鋁中溶解度較大,有強化效應(yīng),錳使其耐蝕。硬鋁根據(jù)其合金元素含量不同可分別制造鉚釘、飛機的螺旋槳及飛機上的高強度零件; 超硬鋁是含有鋅的硬鋁,其硬度、強度均比硬鋁高,不同品種的超硬鋁用于制造各種結(jié)構(gòu)零件、高載荷零件,是航空工業(yè)的重要材料之一; 鍛鋁在一般狀態(tài)下具有高的塑性,強度大,用來制造各種鍛件或沖壓件,如內(nèi)燃機活塞等; 特殊鋁是在特定情況下使用的,組分不同,各有用途。
2.鑄造合金鋁零件外協(xié)加工
鑄造合金是用來直接澆鑄各種形狀的機械零件的鋁合金。按加入的主要元素不同又可分為Al-Si系合金、Al-Zn系合金、Al-Mg系合金。每個系統(tǒng)各有牌號,較為復(fù)雜。
3.區(qū)別
變形合金鋁零件外協(xié)加工和鑄造合金鋁零件外協(xié)加工的根本差別可用鋁基二元合金相圖來說明:成分位于B′點以左的合金屬于變形合金零件外協(xié)加工,當加熱到高于固溶線溫度時,它可獲得單相固溶體,其塑性加工性能較好,適于冷、熱壓力加工。由于熔鑄技術(shù)的發(fā)展,有些變形合金的成分已擴大到F點。成分在E點以右的合金屬于鑄造合金鋁零件外協(xié)加工。由于其組織中含有低熔點共晶體,流動性好,可防止熱裂現(xiàn)象,適于鑄造成形??梢婅T造合金鋁零件外協(xié)加工的成分含量比變形合金鋁零件外協(xié)加工的高。合金鋁零件外協(xié)加工又分可熱處理強化和不可熱處理強化的兩類。成分在D點以左的合金,其固溶體的成分不隨溫度的變化而變化,熱處理時沒有相的變化,不發(fā)生強化,稱為非熱處理強化合金;合金成分位于DF之間的合金,其固溶體的成分隨溫度而改變,即熱處理時有相的變化,因而發(fā)生強化,稱為可熱處理強化合金。