铝及铝合金基础知识简介.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,铝及铝合金的基础知识,铝及铝合金的基础知识提纲,铝及铝合金简介,铝分类,我国铝的表示方法,铝及铝合金热处理,铝及铝合金表面处理,铝生产过程,铝概念,1,2,什么是铝,铝的定义,以铝为基的合金总称。主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素,有镍、铁、钛、铬、锂等。铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质,钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工,业上广泛使用，使用量仅次于钢。,纯铝的含义,纯铝分冶炼品和压力加工品两类，前者以化学成份,Al,表示，后者用汉语拼,音,LV,（铝、工业用的）表示。,铝如何产生,碱石灰烧结,流,程,图,铝如何产生,电解铝生产流程图,铝生产工艺,氧化铝生产工艺,目前全球的氧化铝产品中，有90%以上采用拜耳法生产。该方法由K.J.拜耳,在18891892年提出而得名。拜耳法适用于处理低硅铝矿石，特别是用在,处理三水铝石型粘土矿时，工艺流程简单，建设投资少，操作方便，产品质,量高。根据处理的铝矿石类型不同，发展成两种不同的处理方法，处理三水,铝石型铝土矿所需溶出温度比较低(140145)，溶出液浓度也比较低,(120140g/l Na2Ok)，这种处理方法称“美洲”拜耳法；而处理一水软铝石和,一水硬铝石型铝土矿溶出温度要在200以上(240260)，溶出液浓度也较,高(180250g/l Na2Ok)，这种处理方法称为“欧洲”式拜耳法。,电解铝,铝电解的原理是使直流电通过以氧化铝为原料、冰晶石为熔剂组成的电解质，,在 950970下使电解质溶液中的氧化铝分解为铝和氧。由于比重的差别在,阴极上析出的铝液汇集于电解槽槽底，而在阳极上析出二氧化碳和一氧化碳,气体。铝液从电解槽中吸出，经过净化除去氢气、非金属和金属杂质并澄清,后，铸成各种铝锭。,铝生产工艺,氧化铝生产工艺,由于我国铝土矿资源的,80%,以上为高铝、高硅，难溶出的一水硬铝石，对这,种资源，不能沿用国外普遍采用的常规拜耳法生产氧化铝。我国氧化铝的生,产工艺主要有如下几种：,1.,烧结法：针对我国铝土矿难溶的特点的传统方法。目前，烧结法生产氧化,铝仍占全国总产量的约,40%,，但生产工艺也在不断改进中。,2.,混联法：即低铝硅比的矿石用于烧结法，高铝硅比的矿石用于拜耳法，在,两个工艺流程中有物流的交叉。,3.,选矿,拜耳法：就是通过选矿的方法将铝土矿中的含铝矿物与含硅矿物有,效地分离，从而提高含铝矿物中铝硅,A/S,比（铝硅比）。使得高,A/S,比的含铝,矿物能够用拜耳法经济地处理。,这种选矿和拜耳法联合生产氧化铝的方法就是选矿,-,拜耳法，这将为今后,我国氧化铝工业的发展起到重大作用。,铝生产体系,铝分类,高级纯铝（铝的含量,99.93%-99.999%,）,1,、按照铝锭的主成份含量分,工业高纯铝（铝的含量,99.85%-99.90%,）,工业纯铝（铝的含量,98.0%-99.7%,）,2,、按照铝锭的生产过程分,铝土矿,氧化铝,电解铝,3,、按照铝的市场产品型态分,加工材，如板、带、箔、管、棒、型、锻件、粉末等,铸造材、盘条线杆电缆等,日常生活中的各类铝制品等,铝及铝合金的基础知识提纲,铝及铝合金简介,铝分类,我国铝的表示方法,铝合金的热处理,铝合金表面处理,铝的牌号,铝表示方法,1,2,变形铝及铝合金牌号表示方法（引用变形铝及铝合金牌号表示方法,GB/T 16474），国际四位数字体系牌号可直接引用；未命名为国际四位数字,体系牌号的变形铝及铝合金，采用四位字符牌号命名（试验铝及铝合金采用前,缀X加四位字符牌号）。,国家标准,三、四位为阿拉伯数字，第二位为英文大写字母（C、I、L、N、O、P、,Q、Z字母除外）。牌号的第一位数字表示铝及铝合金的组别，牌号的第,二位数字表示原始纯铝或铝合金的改型情况，最后两位数字用以标识同,一组中不同的铝合金或表示铝的纯度。,标号细则,铝的表示方法,牌号系列与组别的关系,铝含量不低于99%时为纯铝，其牌号用1XXX系列表示，牌号最后两位数字,表示最低铝百分含量。牌号第二位的字母表示原纯铝的改型情况。如果第,二位的字母为A，则表示为原始纯铝；如果是BY的其它字母，则表示为原,始纯铝的改型，与原始纯铝相比，其元素含量略有改变。,1纯铝的命名,铝及铝合金牌号,铝合金的牌号用2XXX8XXX系列表示。牌号的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。牌号的第二位的字母表示原始铝合金,的改型情况。如果牌号第二位的字母为A，则表示为原始合金；如果是BY,的其它字母，则表示为原始合金的改型。,2铝合金的命名,变形铝及铝合金状态代号（引用,变形铝及铝合金状态代号,GB/T 16475,）,命号原则：,基础状态代号用一个英文大写母表示，细分状态代号采用基础代号后跟一位,或多位阿拉伯数字表示。,3变形铝合金的命名,铝及铝合金的牌号,LD306061 LD316063,CZT4,（固溶热处理后自然时效至基本稳定的状态）,CST6,（固溶热处理后进行人工时效的状态）,RCST5,（由高温成型过程冷却，然后进行人工时效的状态）,亨特常用料卷的铝合金牌号：,AA5050,、,AA3005,、,AA6011,对应的亦,为国际四位牌号中的,5050,、,3005,、,6011,，国内旧牌号无对应！,4,幕墙常用铝型材的铝合金牌号,铝及铝合金的牌号,铝及铝合金的基础知识提纲,铝合金的热处理,铝合金的表面处理,固溶处理,时效强化,1,2,铝及铝合金的简介,我国铝的表示方法,铝分类,研究发现，某些铝合金如AlMgSi系合金在室温停留后再进行人工时效，合,金的强度指标达不到最大值，而塑性有所上升。如ZL101铸造铝合金，淬火后,在室温下停留一天后再进行人工时效，强度极限较淬火后立即时效的要低,1020Mpa，但塑性要比立刻进行时效的铝合金有所提高。,2.影响时效的因素时间,铝合金时效处理,一种合金能否通过时效强化，首先取决于组成合金的元素能否溶解于固溶体以,及固溶度随温度变化的程度。如硅、锰在铝中的固溶度比较小，且随温度变化,不大，而镁、锌虽然在铝基固溶体中有较大的固溶度，但它们与铝形成的化合,物的结构与基体差异不大，强化效果甚微。,3影响时效的因素化学成分,将合金加热至高温单相区恒温保持,使过剩相充分溶速冷却,以得到过饱和固溶,体的热处理工艺。,概念,铝合金固溶处理,第一：获得良好的时效强化效果，在不发生过热、过烧及晶粒长大的条件下，,淬火加热温度高些，保温时间长些，有利于获得最大过饱和度的均匀固溶体。,第二：保证淬火冷却过程不析出第二相，否则在随后时效处理时，已析出相,将起晶核作用，造成局部不均匀析出而降低时效强化效果。,1作用,实质上就是水电解的原理。当电流通过时，将发生以下的反应：,在阴极上：,2H+2e=H2,在阳极上：,4OH-4e=2H2O+O2,析出的氧不仅是分子态的氧，还包括原子氧，以及离子氧，通常在反应中以,分子氧表示。作为阳极的铝被其上析出的氧所氧化，形成无水的,Al2O3,膜：,4AL+3O2=2AAl2O3+3351J,原理,阳极氧化,阳极氧化原理图,1,、电解（分解）,在阴极反应最初为电解反应，生成氢气及氢氧根离子,OH,，此反应造成阴,极面形成一高碱性边界层，当阳离子与氢氧根作用成为不溶于水的物质，,涂膜沉积，,方程式为：,H2OOH+H,2,、电泳动（泳动、迁移）,阳离子树脂及,H+,在电场作用下，向阴极移动，而阴离子向阳极移动过程。,3,、电沉积（析出）,在被涂工件表面，阳离子树脂与阴极表面碱性作用，中和而析出不沉积物,，沉积于被涂工件上。,4,、电渗（脱水）,涂料固体与工件表面上的涂膜为半透明性的，具有多数毛细孔，水被从,阴极涂膜中排渗出来，在电场作用下，引起涂膜脱水，而涂膜则吸附于,工件表面，而完成整个电泳过程。,原理,电泳涂装,电泳涂装,电泳涂装原理图,这种具有短键性质的结构与氢离子,结合认为最稳定最牢固的结合，化,学结构上的稳定与牢固使氟碳涂料,的物理性质不同于一般涂料。除了,在机械性能方面的耐磨性，抗冲击,性具有优良的性能外，特别是在恶,劣气候和环境显示出长久的抗退色,性，抗紫外光性能。,概念,氟碳喷涂,氟碳分子结构,铝合金常用表面处理层厚度,（,1,）幕墙用铝合金型材应符合,铝合金建筑型材,GB/T5237,规定的高精度和,铝合金及铝合金阳极氧化阳极氧化膜总规范,GB8013,（,2,）铝合金单板应符合,铝及铝合金轧制板材,GB/T3880,的规定。,（,3,）铝塑复合板应符合,铝塑复合板,GB/T17748,的规定,（,4,）幕墙配套用铝合金门窗应符合以下现行标准：,平开铝合金门,GB 8478,平开铝合金窗,GB 8479,执行的国家标准,