风淋室

　　航空航天资料学习陈述 学 专 班 学 院： 业： 级： 号： 学生名字： 辅导教师： 年 月 日 浅谈铝合金的加工工艺 纯铝的密度小，大约是铁的 1/3，熔点低，铝是面心立方结构，故具有很 高的塑性，易于加工，可制成各种型材、板材，抗腐蚀功能好；可是纯铝的强度 很低，故不宜作结构资料。经过长时刻的出产实践和科学实验，人们逐步以参加合 金元素及运用热处理等办法来强化铝，这就得到了一系列的铝合金。 添加必定 元素构成的合金在坚持纯铝质轻等长处的一起还能具有较高的强度。 这样使得其 “比强度”胜过许多合金钢，成为抱负的结构资料，广泛用于机械制造、运送 机械、动力机械及航空工业等方面，飞机的机身、蒙皮、压气机等常以铝合金制 造，以减轻自重。选用铝合金替代钢板资料的焊接，结构分量可减轻 50%以上。 跟着近年来科学技能以及工业经济的飞速开展，对铝合金结构件的需求日益增 多， 使铝合金的加工性研讨也随之深化。铝合金的广泛运用促进了铝合金加工技 术的开展， 一起加工技能的开展又拓宽了铝合金的运用领域，因而铝合金的加工 技能正成为研讨的热门之一。 一、铝合金的熔炼 熔炼是为塑性加工供给坯锭。熔炼炉多用燃气反射炉或燃油反射炉， 一般容量为20～40吨或更大；也选用电阻加热反射炉，容量一般为10吨左 右。为缩短装炉时刻，进步熔化功率，削减吸收气体和卷进氧化膜，工业 上已选用倾转式顶装料圆型炉。熔炼时最好运用快速剖析仪器剖析合金成 分，并及时调整。为保证熔体纯真，避免有害气体的污染和操控化学成分， 除了尽可能缩短熔炼时刻外，宜用以氯化钾和氯化钠为主的粉状熔剂掩盖， 一般用量为炉料分量的0.4～2%。熔炼温度一般操控在700～750℃。 熔化后的金属还需进行精粹和过滤，以除掉金属中的有害气体氢和非 金属夹杂物，以进步金属纯真度。精粹一般用固体精粹剂或气体精粹剂。 固体精粹剂一般以氯盐为主，也用以六氯乙烷替代氯盐的精粹剂。前期使 用活性强的氯气作气体精粹剂，净化效果虽好，但对环境污染严峻 ,因而发 展出氮-氯混合气体、惰性气和三气体精粹剂,效果较好。为保证精粹效果， 精粹气体中的氧和水分含量一般应别离小于 0.03%和 0.3 克/米 3。动态真 空除气法也具有较好的除气和除钠效果。 过滤是让熔体金属经过中性或活性资料制成的过滤器，除掉熔体中处于 悬浮状的夹杂物。常用玻璃丝网、微孔陶瓷管和板、氧化铝粒作过滤床进 行过滤，也可用电熔剂精粹、熔剂层过滤。 二、铝合金的铸造 铸造一般选用立式或水平式水冷半接连铸造法。 为改进立式铸造的坯锭 安排和外表质量，还开展出电磁结晶槽、矮结晶槽和热顶铸造法（见金属 的凝结） 。水冷半接连铸造法是经过流槽将液体金属导入用水冷却的结晶器 内，使液体金属冷却构成凝结的外壳，由铸造机底座牵引或靠本身分量均 匀下降而脱出结晶器，构成坯锭。工艺参数因合金成分和坯锭尺度的不同， 差异很大。一般应尽量进步铸造速度和冷却速度，下降结晶槽的高度。铸 造温度一般比合金的液相线℃。此外,还开展出铝板带接连铸轧 工艺。板材、带材出产 选用平辊轧制，根本工序为热轧、冷轧、热处理和 精整。对化学成分杂乱的 LY12、LC4 等硬铝合金，热轧前应进行均匀化处 理。处理温度一般低于合金中低熔点相的共晶温度 10～15℃，保温 12～24 小时。硬铝合金的包铝是将包铝板放在经过铣面的坯锭双面，借助于热轧 焊合。包铝层的厚度一般为板材厚度的 4%。热轧一般在再结晶温度以进步 行。热轧可在单机架可逆轧机进步行，或在多机架上实施连轧。为进步成 品率和出产功率开展大铸锭轧制，锭重达 10～15 吨以上。年产值在 10 万 吨以下的工厂，一般用四辊可逆热轧和选用热上卷工艺，热轧带材厚度为 6～8 毫米左右。产值 10 万吨以上的工厂，多在四辊可逆热轧机开坯后采 用单机架或两机架、 三机架、 五机架连轧， 实施热精轧， 带材厚度可达 2.5～ 3.5 毫米。热轧带材成卷后作为冷轧坯料。为保证金属有最佳的塑性，应在 单相安排状况下进行热轧。LY11、LY12 等合金的热轧开坯温度为 400～ 455℃。前几道道次变形率一般在 10%以内，今后逐步增大。纯铝和软铝合 金道次变形率可达 50%，硬铝合金则为 40%左右。热轧总变形率可达 90% 以上。冷轧常在室温下进行，经过冷轧可获得尺度准确、外表光洁和平坦 的较薄的板材和带材，并可获得具有特定力学功能的加工硬化的板材和带 材。冷轧首要选用带式法出产工艺，运用四辊可逆轧机或四辊不可逆轧机 进行冷轧，当时开展不可逆轧机进行冷轧。轧机配备有液压压下、液压弯 辊、厚度自动操控体系或测辊缝的厚度自动操控体系及板形操控仪，由微 型电子计算机操控、记载、贮存各种参数，以获得尺度准确、板形平坦的 板带材，如 0.18 毫米带材公役可达±5 微米。小工厂也有块式法出产板材 的。退火后铝的冷变形率可达 90%以上。多相的硬铝合金冷加工硬化显着， 需中心退火。中心退火后的冷变形率为 60～70%。热轧用乳液光滑，冷轧 已由乳液开展为全油光滑。选用独自操控喷嘴的多段冷却体系，以削减铝 板和轧辊的冲突，冷却轧辊，操控辊型，洗除铝粉及其他杂质，以获得良 好的外表质量及板形。经冷轧和热处理后的带卷常在辊式矫直机上或在拉 弯接连矫直机列进步行精整。平坦淬火后的板片应在时效孕育期内进行， 一般在淬火后 30～40 分钟内完结。淬火板的平直压光总变形量不该超越 2%。1955 年实验成功的铝板带接连铸轧可出产薄板和铝箔坯料。我国于 70 时代初开始用此法出产薄板。 三、熔炼及铸造的相关进程 为了保证制品终究功能的热处理称为制品热处理，包含制品退火、固 溶处理、淬火、天然时效和人工时效处理；此外，还开展出分级时效和形 变热处理工艺。时效处理不只改进制品的力学功能，而且改进制品的抗应 力腐蚀功能和断裂韧性。固溶加热后至淬火前的搬运时刻一般应操控在 30 秒以内。淬火的冷却速度，既要保证获得过饱和固溶体，又要不使制品产 生过大的淬火应力和曲折变形。带卷和板材在强有力循环通风的箱式炉、 井式炉、立式板材接连退火炉或气垫式接连退火炉中进行退火，新式炉采 用维护气氛。淬火一般在盐浴槽中进行加热，新工艺选用气垫式接连淬火 炉淬火。 （一）按工件在变形进程中的受力与变形办法分类 按此法铝及铝合金加工可分为轧制、揉捏、拉拔、铸造、旋压、成形 加工及深度加工等。 A.轧制 轧制是锭坯依托冲突力被拉进旋转的轧辊间，借助于轧辊施加的压力， 使其横断面减小，形状改动，厚度变薄而长度添加的一种塑性变形进程。 依据轧辊旋转方向不同，轧制又可分为纵轧、横轧和斜轧。纵轧时，作业 轧辊的滚动方向相反，轧件的纵轴线与轧辊的轴线彼此笔直，它是铝合金 板、带、箔材平辊轧制中最常用的办法；横轧时，作业轧辊的滚动方向相 同，轧件的纵轴线与轧辊轴线彼此平行，在铝合金板带材轧制中很少运用； 斜轧时，作业轧辊的滚动方向相同，轧件的纵轴线与轧辊轴线成必定的倾 斜视点。在出产铝合金管材和某些异 形产品时常用双辊或多辊斜轧。依据 辊系不同，铝合金轧制可分为两辊系轧制，多辊系轧制和特别辊系(如行星 式轧制、V 形轧制等)轧制：依据轧辊形状不同，铝合金轧制可分为平辊轧 制和孔型辊轧制等。依据产品品种不同，铝合金轧制又可分为板、带、箔 材轧制，棒材、扁条和异形型材轧制，管材和空心型材轧制等。 B.揉捏 揉捏是将锭坯装入揉捏筒中，经过揉捏轴对金属施加压力，使其从给 定形状和尺度的模孔中挤出，发生塑性变形而获得所要求的揉捏产品的一 种加工办法。按揉捏时金属活动方向不同．揉捏又可分为正向揉捏、反向 揉捏和联合揉捏。正向揉捏时，揉捏轴的运动方向和挤出金属的活动方向 共同，而反向揉捏时，揉捏轴的运动方向与挤出金属的活动方向相反。按 锭坯的加热温度，揉捏可分为热揉捏和冷揉捏。热揉捏时是将锭坯加热到 再结晶温度以进步行揉捏，冷揉捏是在室温下进行揉捏。 C.拉拔 拉拔是拉伸机(或拉拔机)经过夹钳把铝及铝合金坯料(线坯或管坯)从给 定形状和尺度的模孑 L 中拉出来，使其发生塑性变形而获得所需的管、棒、 型、线材的加工办法。依据所出产的产品品种和形状不同，拉伸可分为线 材拉伸、管材拉伸、棒材拉伸和型材拉伸。管材拉伸又可分为空拉、带芯 头拉伸和游动芯头拉伸。拉伸加工的首要要素是拉伸机、拉伸模和拉伸卷 筒。依据拉伸配模，拉伸可分为单模拉伸和多模拉伸。 D.铸造 铸造是锻锤或压力机 (机械的或液压的)经过锤头或压头对铝及铝合金 铸锭或锻坯施加压力，使金属发生塑性变形的加工办法。铝合金铸造有自 由锻和模锻两种根本办法。自由锻是将工件放在平砧(或型砧)间进行铸造； 模锻是将工件放在给定尺度和形状的模具内，然后对工件施加压力进行锻 造变形，而获所要求的模锻件。 铸造的修伤工艺 修伤是铝合金模锻工艺中的重要一环。因为铝合金在高温下较软，粘 性大，活动性差，简单粘模并发生各种外表缺点(折叠、毛刺、裂纹等)， 在进行下一道工序前，有必要打磨、修伤，将外表缺点铲除洁净，不然在后 续工序中缺点将进一步扩展，乃至引起锻件作废。 修伤用的东西有风动砂轮机、风动小铣刀、电动小铣刀及扁铲等。修 伤前先经腐蚀查清缺点部位，修伤处要油滑过渡，其宽度应为深度的 5～10 倍。 E.铝材的其他塑性成形办法 现在，人们还研讨开发出了多种新式的铝材加工办法，它们首要是： (1)压力铸构成形法，如低、中、高压成形，揉捏成形等。 (2)半固态成形法，如半固态轧制、半固态揉捏、半固态拉拔、液体模 锻等。 (3)接连成形法，如连铸连挤、高速连铸轧、Conform 接连揉捏法等。 (4)复合成形法，如层压轧制法，多坯料揉捏法等。 (5)变形热处 理法等。 铝及铝合金加工材中以压延材(板、 条、 带、 箔材)和揉捏材(管、 棒、型、线材)运用最广，产值最大，据近年的计算，这两类资料的年产值 别离占国际铝材总年产值(均匀)的 58%和 39%左右，其他铝加工材，如锻 造产品等，仅占铝材总产值的百分之几。 （二）按工件在加工进程中的温度特征分类 铝及铝合金塑性成形办法许多，一般按工件在加工时的温度特征和工 件在变形进程中的受力与变形办法(应力一应变状况)来进行分类。按工件在 加工进程中的温度特征，铝及铝合金加工可分为热加工、冷加工和温加工。 A.热加工 热加工是指铝及铝合金锭坯在再结晶温度以上所完结的塑性成形过 程。热加工时，锭坯的塑性较高而变形抗力较低，能够用才能较小的设备 出产变形量较大的产品。为了保证产品的安排功能，应严格操控工件的加 热温度、变形温度与变形速度、变形程度以及变形终了温度和变形后的冷 却速度。常见的铝合金热加工办法有热揉捏、热轧制、热锻压、热顶锻、 液体模锻、半固态成形、接连铸轧、连铸连轧、连铸连挤等。 B.冷加工 冷加工是指在不发生回复和再结晶的温度以下所完结的塑性成形过 程。冷加工的本质是冷加工和中心退火的工艺组合进程。冷加工可 得 到外表光洁、尺度准确、安排功能杰出和能满意不同功能要求的终究产品： 最常见的冷加工办法有冷揉捏、冷顶锻、管材冷轧、冷拉拔、板带箔冷轧、 冷冲压、冷弯、旋压等。 C.温加工 温加工是介于冷、热加工之间的塑性成形进程。温加工的首要意图是 为了下降金属的变形抗力和进步金属的塑性功能(加工性)：最常见的温加工方 法有温挤、温轧、温顶锻等。 四、铝合金的外表处理 铝合金板材按外表处理办法可分为非涂漆产品和涂漆产品两大类。 （1）非涂漆类产品 可分为锤纹铝板、 压花板和预钝化氧化铝外表处理板。此类产品在板材外表 不做涂漆处理，对外表的外观要求不高，价格也较低。 （2） 涂漆类产品 按涂装工艺可分为：喷涂板产品和预辊涂板；按涂漆品种可分为：聚酯、聚 氨酯、聚酰胺、改性硅、环氧树脂、氟碳等。 多种涂层中，首要功能差异是对太阳光紫外线的反抗才能， 其间在正面最 常用的涂层为氟碳漆（PVDF） ，其反抗紫外线的才能较强；反面可选择聚酯或环 氧树脂涂层作为维护漆。别的正面还可贴一层可撕掉的维护膜。 五、铝合金缺点修正 出产进程中，铝合金简单呈现缩孔、砂眼、气孔和夹渣等铸造缺点。 怎么修正铝合金铸件气孔等缺点呢？假如用电焊、氩焊等设备来修补，由 于放热量大，简单发生热变形等副效果，无法满意补焊要求。 冷焊修正机是运用高频电火花瞬间放电、无热堆焊原理来修正铸件缺 陷。因为冷焊热影响区域小，不会构成基材退火变形，不发生裂纹、没有 硬点、硬化现象。而且熔接强度高，补材与基体一起熔化后的再凝结，结 合结实，可进行磨、铣、锉等加工，细密不掉落。冷焊修正机是修补铝合 金气孔、砂眼等细微缺点的抱负办法。 焊、氩焊等设备来修补,因为放热量大,简单发生热变形等副效果,无法满意 补焊要求。 冷焊修正机是运用高频电火花瞬间放电、无热堆焊原理来修正铸件缺 陷.因为冷焊热影响区域小,不会构成基材退火变形,不发生裂纹、没有硬点、硬 化现象.而且熔接强度高,补材与基体一起熔化后的再凝结,结合结实,可进行磨、 铣、 锉等加工,细密不掉落.冷焊修正机是修补铝合金气孔、砂眼等细微缺点的理 想办法.。 六、铝合金加工对刀具的要求 工业铝合金零件的加工对刀具有很高的要求， 尤其是航空工业中的铝合 金，刀具在具有高性价比的一起还有必要满意高质量加工的需求。因为全体 硬质合金刀具具有十分尖利的切削刃和槽型，其在铝合金精加工中切削力 小，而且具有容屑空间大，排屑顺利等长处，因而全体硬质合金刀具逐步 替代了传统的高速钢刀具。 此外，硬质合金的弹性模量大约是钢的 3 倍，这就意味着在负载相同 的情况下，全体硬质合金刀具的变形量仅为可转位刀具的三分之一。全体 硬质合金立铣刀还能够做成螺旋刃，这样就能平稳地进行切入和切出，排 屑也很平稳顺利，这些都有助于减小切削力的动摇然后按捺由此带来的振 动趋势。可转位刀片刀具体系能够为铝粗加工和精加工带来潜在的优势， 特别是运用 25 至 100mm 的中等至大直径刀具时。用于铝合金加工的可转位 立铣刀无需重磨，具有更好的安全性、通用性和更高的金属去除率，具有 无与伦比的功能。但是，许多情况下的精加工都不能到达所需的水平。 在研制用于铝合金加工的新式立铣刀概念时，能够经过修正一系列参数来 获得运用可转位刀片进行径向铣削时关键性的打破。首要的技能难点包含： 平稳的切削效果、杰出的切屑构成、极高的资料去除率、低功耗、很好的 外表粗糙度和最小的接刀痕迹等等，保证高转速下刀具的安全性。