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7075铝合金铝板表面处理

2019-02-17

7075铝合金铝板表面处理

7075铝合金铝板表面处理

1.超硬铝的一般特性   

  超硬铝合金的淬火温度较宽,过烧敏感性小,在460~500℃之间淬火,皆可保证合金的性能,例如LC4板材,一般规定淬火温度为470±5℃,其他几种常用的超硬铝合金也采用此规范。  前面已经提到,超硬铝合金的性能对淬火冷却速度的敏感,因此在淬火转移时间和淬火介质上必须有所规定,生产中一般把转移时间限制在15秒以内。在较缓慢的冷却条件下,不仅强度下降,同时抗腐蚀性也受到损害。 

  2. 超硬铝的热处理方法  

  超硬铝合金是一种可热处理强化的边形铝合金,其热处理方法可采用退火,固容,时效等一般的热处理方法。但一般不采用自然时效制度,其原因是Al-Zn-Mg-Cu系合金G.P.区形成速度缓慢,自然时效过程常常延续数月才能达到稳定的阶段,而且和人工时效相比,抗应力腐蚀能力也较差,故超硬铝合金只进行人工时效处理。  超硬铝合金的人工时效制度分单级和分级时效两种。以LC4合金为例,单级时效规范为120℃时效24小时,此时沉淀相结构以G.P.区为主,并有少量η′,合金处于时效硬化状态;分级时效为120℃3小时+160℃3小时,此时强化相以η′为主。第一次处理相当于形核处理,第二次提高时效温度,以原G.P.区为核心,形成均匀分布的η′相,使合金保持较高的疲劳性能及抗应力腐蚀能力。 

  3.超硬铝的品种与用途  

  在超硬铝合金中,LC3属铆钉用铝,强度与LC4相同,但塑性较高。为了获得较高的塑性及铆接性能,不仅把铁、硅等杂质含量限制在最低水平,不加锰、铬,而且降低了塑性有不利影响镁含量,提高了锌含量。合金的相组成为α、MgZn2、T(Al2Zn3Mg3)及TiAl3。热处理为470±5℃淬火,十昼夜之内进行人工时效(100℃3小时+168℃3小时)。可在淬火时效后任何时间内进行铆接。LC3的典型性能为:σ0.2=52.0Mpa,δ=14%,τ0.2=32.0 Mpa,在铆钉铝材中,LC3的强度最高。LC4合金和苏联的B95和美国的7075相当,是应用最早和最广的一种超硬铝合金。可生产板,型材和模锻件,应用于飞机结构,如翼梁、蒙皮,起落架等。7075铝合金及其他超硬铝合金的一个共同缺点是耐热性低,例如在125℃负载工作超过100小时,强度降低10%,在175℃则降低70%,因而使用温度不应超过120℃。LC5是在LC4合金基础上发展起来的超硬铝合金。由于不含铬,又降低了镁、铜含量,故提高了塑性,适于锻造螺旋桨叶。LC6是含有大量锌、镁、铜的高合金化超硬铝合金,与苏联的B96和美国的7001相当,是强度最高的一种铝合金。和LC4一样,LC6的缺点是热强性低,对应力集中敏感。因此,应用LC6时要特别注意工件截面过渡部分的设计,力求平缓过渡,避免引起应力集中,LC6主要生产锻件和挤压半成品,用于受压应力的构件或应力集中最小,外形平整的零件。LC6的热处理规范为466~473℃淬火,95~105℃时效4~5小时,再在155~160℃时效8~9小时。也可采用140℃时效6小时。 

  4.超硬铝未来的应用前景和可能的障碍     

  铝及其合金的未来应用包括结构材料和功能材料领域。先进材料的开发总是用两个相反的需要来促进,一个是追求提高性能,往往会增加成本;另一个是降低材料或零件的成本以便确保在工业应用上与其它候选材料相比有更大的竞争性。为了分析未来的应用,我们必须对这个世纪人们的生活方式有明确的概念。每个国家在需求铝合金材料方面都有自己独特的环境。比如,美国有许多与航空航天相关的工业,他们更注重性能而对成本不太敏感;但对日本,与民用相关的工业(如汽车工业)较多,因此更倾向于对成本敏感。为了打破可能的障碍。重要的是满足用户的社会和经济需求。

  未来的主要方向是:  

  (1)为了提高技术水平,开发高附加值的合金并更有效第生产这些合金,关键的一点是不断发展理解显微组织-性能关系的基础理论。新合金的开发总是包括两个相互矛盾的需求之间的竞争,即提高性能和降低成本以便提高产品的全面竞争力。  

  (2)先进的飞机骨架和推进系统需要开发新的结构材料,其性能要大大优于目前能达到的水平。在铝合金领域正在开发新的加工技术和复合材料,用快速凝固和机械合金化生产的合金具有其它生产方法无法达到的独特性能。精细的表面处理技术可有效地提高表面特性,如表面强度、耐蚀性和润滑性等。此外,超塑成形、等温锻造、冷等静压和热等静压粉末冶金技术提供净形部件,导致成本明显减少。技术进步在先进材料的成本节约起重要作用。  

  (3)不同材料的竞争和替代对每种材料的应用领域都产生重要影响。这方面有一些例子,如玻璃纤维增强的塑料取代一些铝压铸件。未来材料的替代必须用全面的成本-效益来评价,包括原材料加工成最终产品的成本、后续保养的简单性和安全性、使用性能以及与环境考虑有关的回收成本等。  

  总的来说,Al-Zn-Mg-Cu系合金通过合金发展和改变热处理,在克服应力腐蚀开裂方面和改善其他性能方面都已取得了很大的进展。正是因为超硬铝合金对发展我们国防和民用工业有着举足轻重的作用,不断地发展和改善它有着迫切的需要。铝合金从强度高但耐蚀性能不稳定的Al-Zn-Mg合金起步,然后向强度最高但耐蚀较低的Al-Zn-Mg-Cu合金发展,最后,必定能研制出强度高,耐蚀性最佳的铝合金。铝合金正走向超高强度、耐腐蚀、低密度、耐热方向,具有广阔的应用前景。

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