鋁合金材料的應(yīng)用及其加工成形技術(shù)

王漢 河南省三門峽市三門峽戴卡輪轂制造有限公司

鋁合金是一種非常實(shí)用的金屬材料，其不僅擁有較高的強(qiáng)度和耐腐蝕功能，而且容易進(jìn)行加工，可對(duì)其進(jìn)行有效的回收和利用。鋁合金材料具有節(jié)能環(huán)保的功效，在交通、電力、航空航天等領(lǐng)域中應(yīng)用十分廣泛。由于我國(guó)高度重視工業(yè)生產(chǎn)，因此，對(duì)于鋁合金的需求量正在不斷增加。在許多領(lǐng)域中，鋼鐵正逐漸被鋁合金所替代，因此，鋁合金材料的發(fā)展前景十分樂觀。

一、鋁合金的基本性能分析

在地殼中，鋁的含量達(dá)到7.7%以上，位列金屬第一。鋁合金的密度很小，僅為鋼的三分之一，其在航空航天、建筑和交通等領(lǐng)域中多有應(yīng)用。采用鋁合金材質(zhì)的裝備，不僅質(zhì)量輕便，而且成本較低。鋁合金具有良好的力學(xué)性能，雖然鋁的強(qiáng)度比較低，但由于其可塑性高，可與多種元素相結(jié)合從而形成高強(qiáng)度鋁合金。鋁合金具有良好的耐腐蝕性能，為了避免合金發(fā)生氧化，鋁合金會(huì)形成一層氧化膜，用于保護(hù)合金的性能，抵抗外界所帶來的腐蝕。鋁合金的導(dǎo)熱性能良好，這主要是由于鋁具有很高的導(dǎo)熱性。在制造散熱器和取暖器時(shí)，可采用鋁合金。鋁合金具有良好的裝飾性能，可將其加工成多種規(guī)格的產(chǎn)品，還可對(duì)其表面進(jìn)行處理。

鋁合金的種類比較多，可根據(jù)其使用范圍對(duì)其進(jìn)行分類，比如防銹鋁、硬鋁和超硬鋁等。鋁合金的各項(xiàng)性能非常優(yōu)越，可適用于多個(gè)領(lǐng)域之中。相關(guān)人員只需根據(jù)自身的需求選擇合適的鋁合金類型，就可以充分發(fā)揮出鋁合金的作用。

二、鋁合金的應(yīng)用分析

（一）在航空航天領(lǐng)域中的應(yīng)用

鋁合金是飛機(jī)結(jié)構(gòu)中的主要材料，蒙皮和起落架可采用鋁合金。在波音767客機(jī)中，鋁合金材料占據(jù)整個(gè)機(jī)體結(jié)構(gòu)重量的4/5。鋁合金也可應(yīng)用在航空領(lǐng)域中，比如，在運(yùn)載火箭的燃料箱和儀器艙中均可一窺鋁合金的身影。

（二）在交通領(lǐng)域中的應(yīng)用

在汽車制造行業(yè)中可應(yīng)用鋁合金，這樣就可以保證汽車邁向輕量化方向。鋁合金是一種典型的輕質(zhì)材料，性能優(yōu)越，是汽車制造中的首選材料。在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體和輪轂中會(huì)應(yīng)用鑄造鋁合金；在車門和行李箱等部位處可采用變形鋁合金，此外，汽車的座位和儀表板等裝飾件制作材料也是鋁合金。采用鋁合金代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼板，不僅可以保證汽車內(nèi)外板更加輕便，還可以使整個(gè)車身質(zhì)量下降，可達(dá)到出色的減重效果，提高汽車節(jié)能減排的功效。

（三）包裝領(lǐng)域和建筑領(lǐng)域

在日常生活中常見的易拉罐、化妝品、食品和藥品等產(chǎn)品包裝中，可采用鋁合金。在建筑裝飾領(lǐng)域中應(yīng)用鋁合金可以提高材料的抗腐蝕功能，有助于焊接工藝順利進(jìn)行，比如建筑的門窗、吊頂?shù)炔课痪捎娩X合金。鋁合金具有良好的可塑性，只需對(duì)其進(jìn)行著色處理，就可以形成各種各樣的裝飾材料。

（四）電子領(lǐng)域

鋁合金具有優(yōu)越的導(dǎo)電性能，可將其應(yīng)用在電線和導(dǎo)體的制造。鋁合金具有良好的散熱效果，而且比較堅(jiān)固，可進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本，因此，在許多智能產(chǎn)品中多有應(yīng)用，如手機(jī)、平板電腦、電視機(jī)。由于鋁合金的各項(xiàng)性能比較出眾，加之許多電子產(chǎn)品與人們的生活密切相關(guān)，在進(jìn)行鋁合金加工時(shí)，要掌握其加工成形技術(shù)。

三、鋁合金加工成形技術(shù)

（一）鋁合金鑄造技術(shù)

鋁合金鑄造技術(shù)主要是將鋁合金融化成熔體，熔體的流動(dòng)性和填充性在加工制造中就可以充分發(fā)揮功效。可根據(jù)需求，將鋁合金澆筑到模具之中，制造成多種多樣的零件。常見的鋁合金零件可用于汽車的輪轂之上，也可以將其與缸體等部位相結(jié)合。

（二）軋制成形技術(shù)

進(jìn)行軋制時(shí)，要采用摩擦力對(duì)錠坯施加力度，將其拉入到旋轉(zhuǎn)的軋輥之間，在軋輥壓力的作用下，錠坯的橫斷面會(huì)不斷減小，形狀也會(huì)發(fā)生變化，厚度會(huì)逐漸減少，長(zhǎng)度會(huì)進(jìn)一步增加，這一過程就可稱之為軋制。由于產(chǎn)品不同，軋制方式和會(huì)有所差異。可將軋制分為熱軋與冷軋。在高溫狀態(tài)下對(duì)金屬進(jìn)行軋制，就可稱之為熱軋，其可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量，降低不必要的能源消耗，保證生產(chǎn)效率。生產(chǎn)厚板時(shí)可采用熱軋技術(shù)，比如，制造易拉罐、汽車車身板。冷軋可用于生產(chǎn)鋁合金薄板與鋁箔毛料，可有效提高產(chǎn)品的質(zhì)量和效率。

（三）擠壓成形技術(shù)

將錠坯樁裝入到擠壓筒之中，利用擠壓軸對(duì)其施加壓力，就可以明確錠坯的形狀和尺寸。由于錠坯的可塑性很強(qiáng)，其可以根據(jù)相應(yīng)的需求即可通過擠壓加工的方式達(dá)到目的，這就是擠壓成形技術(shù)。鋁合金的變形能力將會(huì)在擠壓成形技術(shù)的支持下得到進(jìn)一步提升，鋁合金的組織與性能會(huì)不斷得到改善。擠壓成形技術(shù)不僅可以生產(chǎn)形狀比較簡(jiǎn)單的產(chǎn)品，還可以生產(chǎn)形狀比較復(fù)雜的實(shí)心與空心型材，比如，在導(dǎo)線制備中可采用擠壓成形的鋁合金材料。制備暖水管也可采用這一技術(shù)所生產(chǎn)的產(chǎn)品。

（四）3D打印成形技術(shù)

作為一種先進(jìn)的成形技術(shù)，3D打印可以對(duì)金屬零件進(jìn)行加工。其主要是通過建立三維模型的方式，采用切片軟件對(duì)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行切片分層處理，這樣就可以得到不同截面的二維輪廓數(shù)據(jù)。利用高能激光束對(duì)每層輪廓的金屬粉末進(jìn)行掃描和熔化，就可以通過逐一疊加的方式形成金屬零件的三維樣式。這一技術(shù)不僅操作十分方便，而且成型速度極快，工作效率高。3D打印技術(shù)已經(jīng)生產(chǎn)出許多航空航天部件，并在武器裝備和模具制造中發(fā)揮出日益重要的作用。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，由于鋁合金的優(yōu)勢(shì)眾多，在許多領(lǐng)域中都有其身影。鋁合金加工成形技術(shù)類型較多，可適用于各種多種產(chǎn)品的生產(chǎn)之中，如汽車制造、包裝、導(dǎo)線、航空航天、模具制造等。隨著時(shí)間的不斷推移，鋁合金材料與其加工成形技術(shù)將會(huì)更加完善，并被更多領(lǐng)域所利用，創(chuàng)造出更大的價(jià)值。