铝型材

铝合金型材是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶，建筑，装修。及化学工业中已大量应用。随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。
铝合金型材简介
铝合金型材是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶，建筑，装修。及化学工业中已大量应用。随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。铝合金的广泛应用促进了铝合金焊接技术的发展，同时焊接技术的发展又拓展了铝合金的应用领域，因此铝合金的焊接技术正成为研究的热点之一。
铝合金型材性能
纯铝的密度小（ρ=2.7g/cm3），大约是铁的 1/3，熔点低（660℃），铝是面心立方结构，故具有很高的塑性（δ:32~40%，ψ:70~90%），易于加工，可制成各种型材、板材，抗腐蚀性能好；但是纯铝的强度很低，退火状态 σb 值约为8kgf/mm2，故不宜作结构材料。通过长期的生产实践和科学实验，人们逐渐以加入合金元素及运用热处理等方法来强化铝，这就得到了一系列的铝合金。 添加一定元素形成的合金在保持纯铝质轻等优点的同时还能具有较高的强度，σb 值分别可达 24～60kgf/mm2。这样使得其“比强度”（强度与比重的比值 σb/ρ）胜过很多合金钢，成为理想的结构材料，广泛用于机械制造、运输机械、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。采用铝合金代替钢板材料的焊接，结构重量可减轻50%以上。
一般来讲，工业用铝合金型材是指除建筑门窗、幕墙及室内外装饰用铝型材以外的所有铝挤压型材。铝合金型材大多数工业用铝挤压型材对型材断面、合金材料和性能都有特殊要求，并广泛应用于机器制造业、电子电器业、交通运输业和轻工业。
工业用铝型材主要为2XXX?、5XXX?、6XXX和7XXX?系合金，热处理状态大多为T4?、T5和T6，绝大多数产品不需要表面处理，但对合金成分、尺寸精度、机械性能和表面质量等有严格要求，属铝挤压型材领域内的高技术含量产品，对生产工艺和设备有较高的要求。发达国家工业用铝挤压材占整个铝挤压材产量的比例较高（表1?)?，而工业用铝挤压材中铝型材占半数以上。?
工业铝型材的发展趋势  在结构、装饰和功能方面，铝合金型材是一种永不衰败的材料。随着科学技术的进步和国民经济的发展，各种大型扁宽、薄壁、高精、复杂的实心和空心型材应运而生，成为许多重要领域，如航天航空、交通运输、现代汽车、电子电器、舰船兵器、空调散热器、电力能源、石油化工、机械制造等部门的首选材料。铝合金大、中型工业用的结构型材是当今世界短缺紧俏商品之一。由于供不应求，设计者和使用者不得不采用几根小型材接合成大、中型材或者改用木材、塑料、钢铁、铜材来代替，造成能源浪费、环境污染、成本增高，影响了国民经济的发展。为了改变这种局面，各国纷纷斥巨资新建或扩建35MN 以上的大、中型挤压生产线，21 世纪是大挤压机和铝合金大、中型挤压材发展的大好时机。 
我国铝合金型材行业经过20多年的快速发展，生产技术和装备水平有了很大的提高，目前世界上先进的铝合金型材生产工艺及设备在国内大都能找到，如气滑铸造、矮结晶器铸造、大吨位双动油压挤压机、大吨位反向油压挤压机等。但是，某些企业虽然拥有非常先进的挤压生产线，但熔铸设备、热处理设备、模具加工设备落后，或者生产装备不配套，不适合生产工业用铝型材。工业用铝型材的特点是合金牌号多、一次汀货量少，然而许多企业没有专门适合于这种特点的熔铸设备，仍然使用生产建筑铝型材的熔铸设备来组织生产，不仅有诸多不便，而且生产成本高。有的企业热处理设备不配套，很难保证产品质量和成品率。凡此等等，都在制约着我国工业用铝挤压型材的生产和技术水平的提高。生产工业铝型材除要求有先进的主机设备外，对后部设备的要求也较高，重点体现在热处理设备和精整矫直设备上。先进高效的热处理设备是型材力学性能满足要求，缩短挤压工时，提高生产效率的保证。热处理设备包括在线精密水、雾、气淬火装置、淬火炉、时效炉等。精整矫直设备是型材的尺寸及形位公差达标的重要保证，铝合金型材主要有拉伸矫直设备、辊式矫直设备等。随着铝合金型材的开发和生产越来越多地受到重视，最近几年一些企业正在建设或计划建设设备配套齐全的以生产工业用铝型材为主的车间或生产线，这些项目的建成投产将会大大提高我国工业用铝型材的生产技术水平。?3.2?挤压工艺及热处理工艺生产工业用铝合金型材所用的铸锭要求比较严格，需要经过均匀化处理，使铸锭中的不平衡共晶组织在基体中分布趋于均匀，过饱和固溶元素从固溶体中析出，以达到消除铸造应力，提高铸锭塑性，减小变形抗力，改善加工产品的组织和性能。铝合金挤压型材的生产工艺合理与否是保证型材达到力学性能设计指标的关键因素，同时也是型材形位偏差的决定性因素。特别是在超长（近30m?长）、宽截面、严公差的车体型材中，挤压工艺的合理性显得更为重要。挤压工艺参数包括铸锭的加热温度、挤压速度、工模具的加热温度等等，合理的工艺是获得优良组织和性能的重要保证。同时，热处理工艺参数对型材的性能也有着重要的影响，为了获得高的力学性能，必须采用冷却强度较大，或冷却强度可调节的在线精密水、雾、气淬火装置。当淬火温度较低或淬火冷却强度不够时，型材会淬不上火或者力学性能达不到要求；而当人水温度过高或淬火冷却强度过大时，整个型材就会产生严重的扭曲或者弯曲变形，以致在以后的拉矫或辊矫时很难矫正过来。因此，在线精密淬火装置的设计、制造和淬火工艺的控制是十分重要的。对于不同合金、不同形状、不同壁厚的型材必须严格控制铸锭加热温度、挤压速度、挤压出口温度、型材人水温度、水压、水量、淬火槽出口温度等十几个工艺参数才能达到目的。时效工艺的也在很大程度上影响着型材的各种性能，有时甚至起着关键的作用。