铝合金是怎样成型的

铝型材挤压加工在技术上的基本特性有：在变形的同时也可以使材料接合，可以使脆性材料进行变形以及通过一道工序可以成形得到与模具出口形状相同的断面形状。经济上的优点有：可以通过一道工序进行大变形量加工，工具承受很大压力以及可以使的包履的毛坯变形。

铝型材挤压加工的技术特性有：1.可以挤压接合金属粉末，碎屑以及其他金属；2.使用分流组合模可以成形薄壁空心不对称的制品；3.可以对塑性很低的铝合金材料进行加工成型；4.可以形成复杂的不规则的截面和制品；5.可以加工外层包履有防止氧化和表面裂纹的包履材的毛坯。

铝型材挤压加工也存在其经济上的缺点，比如：容易引起模具破损，晶粒长大和表面裂纹，在正挤压的时候由于摩擦使得压力增大，能耗增加，以及要增加材料装卸等工序，生产速度低，效率低，温度不稳定导致品质不均匀以及挤压力要达到几千吨需要大功率挤压机等等。

铝合金挤出成型是挤压铝型材工艺，俗称“拉铝”“铝挤出”。其工艺特点是通过加温炉把铝棒加温到480度左右，然后模具同时加温到480度。再通过机械压力把加温后的铝棒通过提前装好的模具挤压成型。

铝合金挤出成型

其主要步骤有三：

先做好模具，这种挤压模具大多数工时在7~15天左右，尺寸越大费时越长，其复杂程度也是成正比。

2.铝棒与模具同时加温到480度左右，将模具置入挤压机模座，放入挤压垫操作挤压机对原材料进行挤压。

3.型材挤出后送入冷床调直、裁剪至大致尺寸。然后送入时效炉进行人工加硬，加硬后的铝型材，再进行下一步工序进行后加工（精切、CNC、表面处理等）。

铝合金挤出成型

铝合金型材挤压成型具有很多特点，主要是表现在挤压成型的过程中所发生的的应力应变状态，金属流动行为，产品的综合素质、生产的多样性和灵活性以及生产效率与成本等一些方面。

铝型材挤压加工的技术特性有：

可以挤压接合金属粉末，碎屑以及其他金属；2.使用分流组合模可以成形薄壁空心不对称的制品；3.可以对塑性很低的铝合金材料进行加工成型；4.可以形成复杂的不规则的截面和制品；5.可以加工外层包履有防止氧化和表面裂纹的包履材的毛坯。

一、铸造概论

铝合金铸造的种类如下：

由于铝合金各组元不同，从而表现出合金的物理、化学性能均有所不同，结晶过程也不尽相同。故必须针对铝合金特性，合理选择铸造方法，才能防止或在许可范围内减少铸造缺陷的产生，从而优化铸件。

1、铝合金铸造工艺性能

铝合金铸造工艺性能，通常理解为在充满铸型、结晶和冷却过程中表现最为突出的那些性能的综合。流动性、收缩性、气密性、铸造应力、吸气性。铝合金这些特性取决于合金的成分，但也与铸造因素、合金加热温度、铸型的复杂程度、浇冒口系统、浇口形状等有关。

(1) 流动性

流动性是指合金液体充填铸型的能力。流动性的大小决定合金能否铸造复杂的铸件。在铝合金中共晶合金的流动性最好。

影响流动性的因素很多，主要是成分、温度以及合金液体中存在金属氧化物、金属化合物及其他污染物的固相颗粒，但外在的根本因素为浇注温度及浇注压力（俗称浇注压头）的高低。

(2) 收缩性

收缩性是铸造铝合金的主要特征之一。一般讲，合金从液体浇注到凝固，直至冷到室温，共分为三个阶段，分别为液态收缩、凝固收缩和固态收缩。合金的收缩性对铸件质量有决定性的影响，它影响着铸件的缩孔大小、应力的产生、裂纹的形成及尺寸的变化。通常铸件收缩又分为体收缩和线收缩，在实际生产中一般应用线收缩来衡量合金的收缩性。

铝合金收缩大小，通常以百分数来表示，称为收缩率。

①体收缩

体收缩包括液体收缩与凝固收缩。

铸造合金液从浇注到凝固，在最后凝固的地方会出现宏观或显微收缩，这种因收缩引起的宏观缩孔肉眼可见，并分为集中缩孔和分散性缩孔。集中缩孔的孔径大而集中，并分布在铸件顶部或截面厚大的热节处。分散性缩孔形貌分散而细小，大部分分布在铸件轴心和热节部位。显微缩孔肉眼难以看到，显微缩孔大部分分布在晶界下或树枝晶的枝晶间。

缩孔和疏松是铸件的主要缺陷之一，产生的原因是液态收缩大于固态收缩。生产中发现，铸造铝合金凝固范围越小，越易形成集中缩孔，凝固范围越宽，越易形成分散性缩孔，因此，在设计中必须使铸造铝合金符合顺序凝固原则，即铸件在液态到凝固期间的体收缩应得到合金液的补充，是缩孔和疏松集中在铸件外部冒口中。对易产生分散疏松的铝合金铸件，冒口设置数量比集中缩孔要多，并在易产生疏松处设置冷铁，加大局部冷却速度，使其同时或快速凝固。

②线收缩

线收缩大小将直接影响铸件的质量。线收缩越大，铝铸件产生裂纹与应力的趋向也越大；冷却后铸件尺寸及形状变化也越大。

对于不同的铸造铝合金有不同的铸造收缩率，即使同一合金，铸件不同，收缩率也不同，在同一铸件上，其长、宽、高的收缩率也不同。应根据具体情况而定。

(3) 热裂性

铝铸件热裂纹的产生，主要是由于铸件收缩应力超过了金属晶粒间的结合力，大多沿晶界产生从裂纹断口观察可见裂纹处金属往往被氧化，失去金属光泽。裂纹沿晶界延伸，形状呈锯齿形，表面较宽，内部较窄，有的则穿透整个铸件的端面。

不同铝合金铸件产生裂纹的倾向也不同，这是因为铸铝合金凝固过程中开始形成完整的结晶框架的温度与凝固温度之差越大，合金收缩率就越大，产生热裂纹倾向也越大，即使同一种合金也因铸型的阻力、铸件的结构、浇注工艺等因素产生热裂纹倾向也不同。生产中常采用退让性铸型，或改进铸铝合金的浇注系统等措施，使铝铸件避免产生裂纹。通常采用热裂环法检测铝铸件热裂纹。

(4) 气密性

铸铝合金气密性是指腔体型铝铸件在高压气体或液体的作用下不渗漏程度，气密性实际上表征了铸件内部组织致密与纯净的程度。

铸铝合金的气密性与合金的性质有关，合金凝固范围越小，产生疏松倾向也越小，同时产生析出性气孔越小，则合金的气密性就越高。同一种铸铝合金的气密性好坏，还与铸造工艺有关，如降低铸铝合金浇注温度、放置冷铁以加快冷却速度以及在压力下凝固结晶等，均可使铝铸件的气密性提高。也可用浸渗法堵塞泄露空隙来提高铸件的气密性。

(5) 铸造应力

铸造应力包括热应力、相变应力及收缩应力三种。各种应力产生的原因不尽相同。

①热应力

热应力是由于铸件不同的几何形状相交处断面厚薄不均，冷却不一致引起的。在薄壁处形成压应力，导致在铸件中残留应力。

②相变应力

相变应力是由于某些铸铝合金在凝固后冷却过程中产生相变，随之带来体积尺寸变化。主要是铝铸件壁厚不均，不同部位在不同时间内发生相变所致。

③收缩应力

铝铸件收缩时受到铸型、型芯的阻碍而产生拉应力所致。这种应力是暂时的，铝铸件开箱是会自动消失。但开箱时间不当，则常常会造成热裂纹，特别是金属型浇注的铝合金往往在这种应力作用下容易产生热裂纹。

铸铝合金件中的残留应力降低了合金的力学性能，影响铸件的加工精度。铝铸件中的残留应力可通过退火处理消除。合金因导热性好，冷却过程中无相变，只要铸件结构设计合理，铝铸件的残留应力一般较小。

(6) 吸气性

铝合金易吸收气体，是铸造铝合金的主要特性。液态铝及铝合金的组分与炉料、有机物燃烧产物及铸型等所含水分发生反应而产生的氢气被铝液体吸收所致。

铝合金熔液温度越高，吸收的氢也越多；在700℃时，每100g铝中氢的溶解度为0.5～0.9，温度升高到850℃时，氢的溶解度增加2～3倍。当含碱金属杂质时，氢在铝液中的溶解度显著增加。

铸铝合金除熔炼时吸气外，在浇入铸型时也会产生吸气，进入铸型内的液态金属随温度下降，气体的溶解度下降，析出多余的气体，有一部分逸不出的气体留在铸件内形成气孔，这就是通常称的“针孔”。气体有时会与缩孔结合在一起，铝液中析出的气体留在缩孔内。若气泡受热产生的压力很大，则气孔表面光滑，孔的周围有一圈光亮层；若气泡产生的压力小，则孔内表面多皱纹，看上去如“苍蝇脚”，仔细观察又具有缩孔的特征。

铸铝合金液中含氢量越高，铸件中产生的针孔也越多。铝铸件中针孔不仅降低了铸件的气密性、耐蚀性，还降低了合金的力学性能。要获得无气孔或少气孔的铝铸件，关键在于熔炼条件。若熔炼时添加覆盖剂保护，合金的吸气量大为减少。对铝熔液作精炼处理，可有效控制铝液中的含氢量。

二、砂型铸造

采用砂粒、粘土及其他辅助材料制成铸型的铸造方法称为砂型铸造。砂型的材料统称为造型材料。有色金属应用的砂型由砂子、粘土或其他粘结剂和水配制而成。

铝铸件成型过程是金属与铸型相互作用的过程。铝合金液注入铸型后将热量传递给铸型，砂模铸型受到液体金属的热作用、机械作用、化学作用。因此要获得优质的铸件除严格掌握熔炼工艺外，还必须正确设计型（芯）砂的配比、造型及浇注等工艺。

三、金属型铸造

1、简介及工艺流程

金属型铸造又称硬模铸造或永久型铸造，是将熔炼好的铝合金浇入金属型中获得铸件的方法，铝合金金属型铸造大多采用金属型芯，也可采用砂芯或壳芯等方法，与压力铸造相比，铝合金金属型使用寿命长。

2、铸造优点

(1) 优点

金属型冷却速度较快，铸件组织较致密，可进行热处理强化，力学性能比砂型铸造高15%左右。

金属型铸造，铸件质量稳定，表面粗糙度优于砂型铸造，废品率低。

劳动条件好，生产率高，工人易于掌握。

(2) 缺点

金属型导热系数大，充型能力差。

金属型本身无透气性。必须采取相应措施才能有效排气。

金属型无退让性，易在凝固时产生裂纹和变形。

3、金属型铸件常见缺陷及预防

(1) 针孔

预防产生针孔的措施：

严禁使用被污染的铸造铝合金材料、沾有有机化合物及被严重氧化腐蚀的材料。

控制熔炼工艺，加强除气精炼。

控制金属型涂料厚度，过厚易产生针孔。

模具温度不宜太高，对铸件厚壁部位采用激冷措施，如镶铜块或浇水等。

采用砂型时严格控制水分，尽量用干芯。

(2) 气孔

预防气孔产生的措施：

修改不合理的浇冒口系统，使液流平稳，避免气体卷入。

模具与型芯应预先预热，后上涂料，结束后必须要烘透方可使用。

设计模具与型芯应考虑足够的排气措施。

(3)氧化夹渣

预防氧化夹渣的措施：

严格控制熔炼工艺，快速熔炼，减少氧化，除渣彻底。Al－Mg合金必须在覆盖剂下熔炼。

熔炉、工具要清洁，不得有氧化物，并应预热，涂料涂后应烘干使用。

设计的浇注系统必须有稳流、缓冲、撇渣能力。

采用倾斜浇注系统，使液流稳定，不产生二次氧化。

选用的涂料粘附力要强，浇注过程中不产生剥落而进入铸件中形成夹渣。

(4) 热裂

预防产生热裂的措施：

实际浇注系统时应避免局部过热，减少内应力。

模具及型芯斜度必须保证在2°以上，浇冒口一经凝固即可抽芯开模，必要时可用砂芯代替金属型芯。

控制涂料厚度，使铸件各部分冷却速度一致。

根据铸件厚薄情况选择适当的模温。

细化合金组织，提高热裂能力。

改进铸件结构，消除尖角及壁厚突变，减少热裂倾向。

(5) 疏松

预防产生疏松的措施：

合理冒口设置，保证其凝固，且有补缩能力。

适当调低金属型模具工作温度。

控制涂层厚度，厚壁处减薄。

调整金属型各部位冷却速度，使铸件厚壁处有较大的激冷能力。

适当降低金属浇注温度。

铸造与锻造有什么不同加工的方法

最后的各种性能都不同

铸造是在事先做好的型腔内浇入熔化的金属液体，待凝固后形成要求形状的工艺；而锻造是把烧红的加热到一定状态

（还未融化）的块状金属放入型腔内，并给其一定的压力后得到要求产品形状的工艺

楼上所讲的锻造方法属于模锻。

铸造分为：压力铸造、熔模制造、金属型铸造、低压铸造、陶瓷型铸造、离心铸造、实型铸造、

磁型铸造、连续铸造、真空铸造、挤压铸造、石墨型铸造。

锻造分为：自由锻、胎模锻、模锻、精密锻、挤压、镦锻、轧锻。

铸造和锻造所用的原材料有所不同。对于脆性材料不能采用锻造，锻造只能采用塑性材料。

铸造的原材料有：灰铸铁、球墨铸铁、可锻铸铁、碳钢、合金钢、各种青铜、铝合金、不锈钢等等。

锻造的原材料有：中低碳钢、合金钢、铜及铜合金、铝合金、镁合金、钛合金、不锈钢等等。

各位业界朋友：移动电话已经进入了3G的时代。手机液晶液晶屏幕的大型化和功能的多媒体化势必增加对手机外壳等部件的强度的要求，而传统的塑料已经不能满足这种强度的要求。由于世界原油价格的不断上涨，塑料价格的上涨已经使生产厂商无法忍受。另外，作为传统金属材料的铝合金、锌合金，其价格上涨幅度也非常惊人。作为地球上实用金属中最轻量的镁合金，基于其在轻量(仅为铝合金的2/3)、高强度、高放热性、电磁波屏蔽性和良好再回收性(极具绿色采购和环保概念)上具有其他工业材料无法取代的特性，最近各家手机大厂加快了使用镁合金的步伐。据悉，摩托罗拉的最畅销机种V3的镁合金部件使用总量就接近近1亿片左右，而日本市场上的手机有80%以上采用了镁合金部件。另据韩系手机厂商称，其明年的手机将会有30%以上使用镁合金部件，与此同时，镁合金也在汽车、航天、五金等方面得到了广泛应用。今年创业100周年的日本制钢所(JSW)借在射出塑胶机领域里数十年的经验，已经于10年前成功开发出了类似塑胶射出成型机的镁合金射出成型机器，并在这一领域有超过300台的全球商业销售实绩。其镁合金射出成型机台的客户群分布在通讯、汽车等诸多领域，终端用户也广泛分布在全球。借第二届亚太地区压铸工业展览会之际(广东东莞)，日本制钢所(JSW)将在展会上展出最新锐的JLM100MGⅡ镁合金射出成型机台，并在展会上进行手机机壳的镁合金射出成型生产演示。届时您可以看到采用长喷嘴和非雾化润滑成型技术进行成型周期为7秒的镁合金手机外壳成型演示；您也有机会参观到最新的镁合金手机(外观&内构)、笔记本电脑(0.5mm外壳)、数位相机、光学读取头、汽车等众多镁合金样品；您也可以就相关技术问题和我们进行研讨，甚至可以带上您的希望进行镁合金生产的产品，和我们共同商讨相关的解决方案。

铝型材生产主要包括熔铸、挤压和表面处理三个过程。

1、熔铸是铝型材生产的首道工序。 主要过程为：

（1）配料：根据需要生产的具体合金牌号，计算出各种合金成分的添加量，合理搭配各种原材料。

（2）熔炼：将配好的原料按工艺要求加入熔炼炉内熔化（定义:物质由固态变成液态的变化过程)，并通过除气、除渣精炼手段将熔体内的杂渣、气体有效除去。铝型材厂家都是按照客户需求的加工的。铝型材属于镀膜技术，它是在常规镀钛工艺基础上增加预镀和电镀工艺步骤，铝型材工艺是将活化后的镀件置于食盐和盐酸的水溶液中进行化学处理。

（3）铸造：熔炼好的铝液在一定的铸造工艺条件下，通过深井铸造系统，冷却铸造成各种规格的圆铸棒。

2、挤压：挤压是铝型材成型的手段。先根据型材产品断面设计、制造出模具（称号：工业之母），利用挤压机将加热好的圆铸棒从模具中挤出成型（此过程中模具、挤压机、圆铸棒均需加热）。鸿发有色常用的 6063-T5铝合金，在挤压时还有一个风冷淬火过程及其后的人工时 效过程，以完成热处理强化。不同牌号的可热处理强化合金，其热处理制度不同。

3、表面处理 (此处主要讲氧化的过程)

氧化：挤压好的铝合金型材俗称基材，其表面耐蚀性不强，须通过阳极氧化进行表面处理以增加铝材的抗蚀性、耐磨性及外表的美观度。 其主要过程为：

（1）表面预处理：用化学或物理的方法对型材表面进行清洗， 裸露出纯净的基体，以利于获得完整、致密的人工氧(Oxygen)化膜。还可以通过机械手段获得镜面或无光（亚光）表面。

（2）阳极氧化：经表面预处理的型材，在一定的工艺条件下，基体表面发生阳极氧化，生成一层致密、多孔、强吸附力的氧化铝膜层。

（3）封孔：将阳极氧化后生成的多孔氧化膜的膜孔孔隙封闭， 使氧化膜防污染、抗蚀和耐磨性能增强。铝型材品牌因装饰性好、使用寿命长、色彩丰富等，使铝型材更具竞争优势。铝型材属于镀膜技术，它是在常规镀钛工艺基础上增加预镀和电镀工艺步骤，铝型材工艺是将活化后的镀件置于食盐和盐酸的水溶液中进行化学处理。氧化膜是无色透明的，利用 封孔前氧化膜的强吸附性，在膜孔内吸附沉积一些金属盐，可使型材 外表显现本色（银白色）以外的许多颜色，如：黑色、古铜色、金黄色及不锈钢色等。

封孔完的铝（Al)型材经过水洗、吹干就可以包装了。铝型材一般采用无纺布+牛皮纸包装。包装完成后还需要根据客户要求锯切成一定长度才可以入库。一般工业铝型材锯切长度是6.02米。

铝合金热挤压成型模具应选用什么材料，硬度在什么范围

用途：常用的压铸模具钢.碳含量较低,有较高韧性和良好的导热性；同时,含有较多的碳化物形成元素铬、钨、钒,相变温度提高,使钢有高的高温强度、硬度和良好的耐热疲劳性；淬透.适于制造高温、高应力,但不受冲击负荷的压铸铜、铝、镁合金用附模、型芯、浇口套、分流钉、高应力压腊、热剪切刀、热顶锻模、平锻机凸凹模、镶块等.

铝合金最常见的热处理强化机构

（1）析出硬化：热处理铝合金为2XXX，6XXX及7XXX,(XXX代表系列型号)，其利用淬火处理及时效处理使材料内部结构发生一种相变化，产生细致析出物，藉此种析出物，强化材料。这种现象叫析出硬化或时效硬化。

（2）固溶处理：非热处理合金则无析出硬化现象(但也会有析出物)，故其强化作用通常借助一般的方法，如固溶体强化，晶粒细化强化。

铝合金析出硬化热处理程序：

实用的析出硬化热处理程序必须包括下列三个基本步骤：

固溶热处理(solution treatment)→淬火(quench)→时效处理(aging treatment)

固溶处理系指将材料生温至固溶体单相区一段时间，以便让溶质全部溶入基地而成单一α相；淬火系指将固溶处理后的材料迅速冷却以得饱和固溶体。时效处理则将此过饱和固溶体放置在恒温，使其逐渐析出析出物而造成性质上的变化。此恒温若为室温则称为自然时效(natural aging)，若在叫高温炉中进行则称之为人工时效(artificial aging)。

铝合金的过时效处理

一般而言，初时效硬度上升是由于析出物逐渐析出，体积比逐渐增加，析出物间距越小所致；到了最高时效时，此时析出物呈现最佳的分布状态，亦即对差排的阻力最大；过时效的形成是由于析出物的粗化，造成析出物半径增大，个数减少，间距加大，根据前述之强化机构，可知粗化降低对差排的阻力，并使硬度下降。