铝板带加工基础知识

铝板带加工基础知识我们公司以后生产的主要产品为高精度的铝合金板、带、箔产品，涉及主要工艺过程有熔铸、热轧、冷轧和箔轧。目前我们一期项目只有冷轧和箔轧。下面就简单介绍铝加工的一些基础知识：一、铝的特性铝是自然界中分布最广的金属元素，地壳中铝的含量为8%（重量），仅次于氧和硅。铝有着一系列优良特性：——密度小，纯铝的密度为2700kg/m3，约为铁的1/3（铁的密度为7800kg/m3）。——重量和强度不高，纯铝的强度虽不高，但通过冷加工可使其提高一倍，而且通过添加合金元素再经过热处理进一步强化，其强度可与优质合金钢媲美。——易加工，铝可以用任何一种铸造方法铸造。铝塑性好，可以轧成薄板和箔；拉成管材和细丝；挤压成各种型材；可以用各种机床进行加工。——耐腐蚀，铝及其合金的表面易生成一层致密的、牢固的氧化保护膜。这层保护膜使铝有很好的耐大气腐蚀和水的腐蚀，只有在卤素离子和碱离子的激烈作用下才会遭到破坏。采用保护措施，可以提高铝合金的抗蚀性能。——导电性、导热性好，铝的导电性和导热性仅次于银、铜、金。若按质量导电能力计算，其导电能力为铜的一倍。——反射性强，铝的抛光表面对白光的反射率达80%以上，铝对红外线、紫外线、电磁波、热辐射等都有良好的反射性。——无磁性，冲击不生成火花、有吸音性、耐核辐射的色泽美观。——纯铝熔点660℃，热膨胀系数为68.1×10-6m3/(m3.K)。二．铝的用途正是由于铝具有密度小、熔点低、铸造性能好，导电、导热和反光性能良好，抗腐蚀性能良好，铝和多种铝合金有很好的延展性，可以进行各种塑性加工等特性，因此其用途极其广泛，产品涉及到各行各业，目前产量和和用量仅次于钢铁。1、轻工业，如日用五金、家用电器、日用玻璃和日用化工等。2、电气行业3、机械制造业4、电子行业5、汽车行业6、冶金行业7、建筑行业8、包装材料9、其他行业三、金属材料术语、定义1、合金：合金由基体金属元素（含量最大的元素）、合金元素及杂质所组成的一种金属物质。2、合金元素：为使金属具有某些特性，在基体金属中有意加入或保留的金属或非金属元素。3、杂质：存在于金属中的但并非有意加入或保留的金属或非金属元素。4、变形合金：主要通过塑性变形加工成产品的合金。变形铝合金是指这样一类铝合金，它需经过不同的压力加工方式生产成材。这些变形铝合金是机械工业和航空工业中重要的结构材料。由于体积质量轻，比强度高，在航空工业中占有特殊的地位。变形铝合金分为两大类，一类是非热处理强化变形铝合金，另一类是热处理强化变形铝合金。非热处理强化铝合金是防锈铝合金，它耐腐蚀，易加工成形和好焊接，强度较低，适宜制作耐腐蚀和受力不大的零部件及装饰材料。5、热处理可强化合金：通过适当的热处理能够强化的合金。热处理强化变形铝合金通过固溶和时效使合金的强度显著提高。这类铝合金品种系列多，用途广。如2×××（2024）、4×××、6×××、7×××（7075）6、热处理不可强化合金：仅冷加工能够强化而热处理不能明显强化的合金。铝锰合金（3×××）和铝镁合金（5×××）是不能用热处理强化的变形铝合金，其化学成分和组织比较单一，没有理想的沉淀强化相，可通过形成固溶体而进行强化。这两个合金系的特点是具有优良的耐蚀性，又称之为防锈铝合金。7、铸造合金：主要用于生产铸件的合金。8、中间合金：仅作为加入料用于调节成分或控制杂质的合金。9、纯铝：铝含量最少为99％并且其他任何元素的含量不超过规定界限值的金属。10、铝合金：铝合金是金属物质，其铝的含量超过任何其他元素11、状态：金属或合金通过某些生产工序（例如，压力加工和（或）热处理），产生了特有的物理和（或）力学性能之后所给予的命名。四、加工工艺和处理方法：1、热加工：金属或合金在不产生加工硬化的某温度范围内的塑性变形。2、冷加工：金属或合金在产生加工硬化温度下的塑性变形。——加工硬化：通过冷加工，改变了金属或合金的组织结构，使金属或合金的强度和硬度升高，而延展性通常有所下降的处理。加工硬化曲线图。3、退火：通过消除金属或合金冷加工产生的加工硬化，或使金属或合金再结晶和（或）可溶组分从固溶体中聚集析出，使金属或合金软化的热处理。4、不完全退火：使冷加工后的金属或合金的强度降低到控制指标，但未完全软化的热处理。如H22/H24/H26/H28等。5、均匀化：金属或合金加热到某一高温并保温一段时间，主要是通过扩散消除或减少化学偏析的处理。6、稳定化：促使产品的尺寸、力学性能、组织结构或内应力在使用时能够保持稳定的热处理，如H32/H34/H36/H38等。7、自然时效：在室温下，通过过饱和固溶体中可溶组分自发的脱溶，使合金强化的处理。8、人工时效：在高于室温以上，通过过饱和固溶体中可溶组分的脱溶，使合金强化的热处理。9）淬火：将加热到高温的合金置入液态或气态介质中或与固体相接触，以能够使固溶体中保留部分或全部可溶组分的冷却速度，使合金冷却的处理。10）固溶热处理：合金被加热到某一适当温度，在此温度保温，使可溶组分充分进入固溶体中，并在淬火后可溶组分以过饱和状态保留在固溶体中的处理。五、铝及铝合金牌号分类、板带材常用合金牌号1×××-纯铝系列：Al%≥99%，1070、1060、1050、1100、1145、1200，12352×××-Al-Cu系列：中厚板（将来）20243×××-Al-Mn系列：3003、3004、3005、3102、3104、31054×××-Al-Si系列：型材5×××-Al-Mg系列：5005、5042、5052、5082、5083、5182、57546×××-Al-Mg-Si系列：型材60637×××-Al-Zn系列：中厚板（将来）70758×××-其它合金系列：8011、8079、81119×××-预留——纯铝的牌号命名法：铝含量不低于99.00%时为纯铝,其牌号用1×××系列表示.牌号最后两位数字表示最低铝百分数含量。牌号第二位的数字表示合金元素或杂质极限含量的控制情况。如果牌号第二位数字是0，则表示其杂质含量五特殊控制；如果是1----9则表示对一项或一项以上的单个杂质或合金元素极限含量有特殊控制。——铝合金牌号命名法铝合金牌号用2×××----8×××系列表示。牌号最后两位数字没有特殊意义，仅用来区分同一组中不同的铝合金。牌号第二位的表示改型情况。如果第二位为0，则表示原始合金；如果是1-9则表示为改型合金。例如：（1）1060合金牌号，第二位数字是0，杂质极限含量没有特殊控制，铝含量不小于99.60%。（2）1120合金牌号，第二位数字是1，表示控制1项杂质元素的极限含量，查化学成分标准可知，是杂质Cu元素含量必须在0.05—0.35之间，铝含量不小于99.00%。对第二位数字是1的1×××系列牌号，有一部分表示控制一组组合杂质的极限含量，例如：1100、1145等合金同时控制杂质Fe和Si组合的极限含量。（3）1235合金牌号，第二位数字是2，表示同时控制两项杂质的极限含量，查化学成分表可知杂质为Fe和Si，铝含量不小于99.35%。六、板、带材、箔状态表示及控制方法代号名称说明与应用F自由加工状态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。该状态产品的力学不作规定。Ｏ退火状态适用于经完全退火获得最低强度的加工产品。H加工硬化状态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（也可不经过）使强度下降的附加热处理。H后面必须跟有两位或三位阿拉伯数字。W固溶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于自然时效阶段。T热处理状态（不同于F、Ｏ、H状态）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。T代号后面必须跟有一位或多位阿拉伯数字。H的细分状态在字母H后面添加两位阿拉伯数字（称作HXX状态），或三位阿拉伯数字（称作HXXX状态）表示H的细分状态。H后面的第一位数字表示获得该状态的基本处理程序，如下所示：H1X----单纯加工硬化状态。适用于未经附加处理，只经加工硬化即获得所需强度的状态。H2X----加工硬化及不完全退火的状态。适用于加工硬化程度超过成品规定要求后，经不完全退火，使强度降低到规定指标的产品。对于室温下自然时效软化的合金，H2与对应的H3具有相同的最小极限抗拉强度值；对于其它合金，H2与对应的H1具有相同的最小极限抗拉强度值，但延伸率比H1稍高。H3X----加工硬化及稳定化处理的状态。H4X----加工硬化及涂漆处理的状态。适用于加工硬化后，经涂漆处理导致了不完全退火的产品。H后面的第二位数字表示产品的加表示工硬化程度。数字8表示硬状态。通常采用Ｏ状态的最小抗拉强度与表2规定的强度差值之和，来规定H×8状态的最小抗拉强度值。对于Ｏ（退火）和HX8状态之间的状态，应在HX代号后面分别添加从1到7的数字来表示，在H×后面添加数字9表示比HX8加工硬化更大的超硬状态。各种HXX细分状态代号及对应的加工硬度程度如表3所示：表2H×8状态与Ｏ状态的最小抗拉强度差值Ｏ状态的最小抗拉强度，MPaHX8状态与Ｏ状态的最小抗拉强度差值，MPa≤405545—606565--807585—10085105—12090125—16095165—200100205—240105245—280110285—320115≥325120表3HXY细分状态代号与加工硬度程度细分状态代号加工硬化程度HX1抗拉强度极限为Ｏ与HX2状态的中间值HX2抗拉强度极限为Ｏ与HX4状态的中间值HX3抗拉强度极限为HX2与HX4状态的中间值HX4抗拉强度极限为Ｏ与HX8状态的中间值HX5抗拉强度极限为HX4与HX6状态的中间值HX6抗拉强度极限为HX4与HX2状态的中间值HX7抗拉强度极限为HX6与HX2状态的中间值HX8硬状态HX9超硬状态最小抗拉强度极限值超过HX8状态至少10MPa注：当上表确定的HX1—HX9状态的抗拉强度极限值，不是以0或5结尾时，应修约至以0或5结尾的相邻较大值。H状态(加工硬化状态)在我们的加工中用的比较多，主要有：H1×：H12、H14、H16、H18、H19——通过轧制以获得所需性能H2×：H22、H24、H26、H28——通过成品退火以获得所需性能H3×：H32、H34、H36、H38——通过中间退火、再轧制以及成品退火以获得所需性能例如：1100-Ｏ的最小抗拉强度为80MPa，H18、H22和H14状态的抗拉强度值是多少？查GB/T1675—1996国标中表2HX8状态与Ｏ状态的最小抗拉强度差值75MPa，80+75=155；根据表3规定：HX4抗拉强度极限为Ｏ与HX8状态的中间值，HX2抗拉强度极限为Ｏ与HX4状态的中间值。（80+155）/2=117.5，按规定修约为120；（80+117.5）/2=98.75，修约为100；1100-Ｏ的最小抗拉强度为80MPa，H18、H14和H22状态的抗拉强度值分别为155、120和100MPa。七、板、带、箔材的分类按照断面形状，交货形式及尺寸范围可分为板材、带材和箔材。一般厚度大于0.20mm以平直块状供应者称板材，成卷供应者即为带材。厚度等于或小于0.2mm，成卷供应者则称为箔材（铝箔），带材与箔材仅在于厚度上的差异。在板材产品中厚度0.3mm-0.4mm者称为薄板，5-80mm称为厚板，80mm以上则称为特厚板。