鋁是地殼中含量最豐富的金屬元素,以鋁為主要材料加入其它金屬制造成的鋁合金,它具有輕盈,環(huán)保,,耐腐蝕等諸多優(yōu)良的性能,為我們提供了各種便利,有綠色金屬之稱的鋁有著良好的循環(huán)利用特性,,一百年前生產(chǎn)的鋁直到今天還有70%左右還在為人類服務(wù)。 : i6 {. w+ F7 r: L- V
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在新能源的開發(fā)及利用中,,鋁更是不可或缺,,由鋁及鋁合金通過鑄造,鍛造,,擠壓和壓延等工藝制造而成的產(chǎn)品廣泛使用,,鋁的比重只有鋼的三分之一,,工業(yè)鋁擠壓材和鋁壓延材,正在逐漸替代鋼鐵成為交通運(yùn)輸,,建領(lǐng)域的基礎(chǔ)材料,。 ! e# r: c: P, p' g
從高鐵車廂到船舶,從軍用到民用,,鋁合金的使用在不斷增加,,進(jìn)入空間軌道的航天器重量每減輕1公斤,其發(fā)射費(fèi)用就會節(jié)約十多萬 元,。
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節(jié)能減重在航天領(lǐng)域都是以克計(jì)算,,航空航天領(lǐng)域已成為鋁合金材料的重要應(yīng)用市場,汽車發(fā)動機(jī),,輪轂,,車身,高鐵車身,,機(jī)械設(shè)備及電力設(shè)備,,以及日常用品,都是用鋁合金以達(dá)到輕量化的要求,。
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在遠(yuǎn)古時(shí)期人類就開始用含鋁的粘土制成陶器,,但由于鋁的氧化性能很弱,很難把它提煉出來,,所以它在地球上的儲量比別的金屬多,,但使用明顯比銅,鐵等金屬晚得多,。1825年德國化學(xué)家提煉出純度不高的灰色金屬鋁,。 & y- C S3 `' r! @ D5 g
1854年法國化學(xué)家利用鈉作為還原劑,成功的制成了金屬鋁錠塊,,在這之后的一段時(shí)間里,,鋁成為昂貴的材料,由鋁做成的產(chǎn)品只有帝王貴族才能享用,。 . D/ h' [" m+ E9 t5 r, y( c4 }, W
1884年在鋁中加入了其它金屬制成鋁合金材料,,第一應(yīng)用在建筑中。
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1908年美國公司發(fā)明了電工鋁合金,,它的特點(diǎn)是硬度高,,含銅量高,應(yīng)用在高壓輸電線上,。
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后來又相繼發(fā)明了鑄造鋁合金,,高強(qiáng)度鋁合金,它的應(yīng)用范圍也在不斷的擴(kuò)大。
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鋁合金是以鋁為主要材料的合金總稱,,主要的合金元素有銅,,硅,,鎂,,鋅等,鋁合金具有抗腐蝕,,易于加工,,強(qiáng)度高,密度小等優(yōu)點(diǎn),。 9 m4 ?, x+ F0 }+ E- l
鋁合金具有耐腐蝕性,,這是很多金屬都做不到的,由于鋁合金表面有一層堅(jiān)硬的膜,,這層膜覆蓋在鋁合金表面,,使鋁合金與氧氣隔絕,隨著時(shí)間的延長,,這層膜還會不斷的增厚,,如果這層膜遭到破壞還會重新生長出保護(hù)膜,使其鋁制品有良好的耐腐蝕性,。當(dāng)然還需要后期的表面處理配合才能讓鋁合金更加耐腐蝕,。 ! g7 T r4 N* h) R
很多人就認(rèn)為鋁不會氧化,其實(shí)世界上沒有絕對不氧化的金屬,,只不過條件與程度不同而已,,鋁合金如果表面保護(hù)膜遭到破壞,也會氧化,。
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: X2 Z: p' N* ]0 ], u) c8 T0 B* t/ [鋁合金的缺點(diǎn)也很明顯,,那就是太脆了,現(xiàn)在科學(xué)家研究出了新型鋁合金材料,,鋁合金這個缺點(diǎn)正在被改變,,通過在金屬的晶體結(jié)構(gòu)中引入“斷層”,就可以極大的提升材料強(qiáng)度,,除了讓新型鋁合金材料的強(qiáng)度與不銹鋼差不多,,這個特性還可以用于耐腐蝕涂層。 % I3 ?1 F' O# M0 T5 N* s5 B& j5 x
從微觀層來講金屬就是由一層層重復(fù)堆疊起來的晶體原子組成,,當(dāng)某一層缺失時(shí),,就會遭致堆垛倒塌斷裂,有趣的是這些堆疊起來的斷層竟然能讓材料強(qiáng)度變得更高,,這個特性引入到新型鋁材中,,在增加材料強(qiáng)度和延展性的同時(shí),還改善了它的熱穩(wěn)定性,新產(chǎn)品有望在電子設(shè)備和車輛的耐腐蝕涂層上得到應(yīng)用,。 3 O, F i, t& Q0 p
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鋁合金這么多優(yōu)點(diǎn),,是怎么加工成各種鋁合金產(chǎn)品的,現(xiàn)在使用比較多的是擠壓工藝和壓鑄工藝,。0 e$ \# `0 c3 l- g+ u
擠壓工藝是將鋁合金棒加熱到400℃左右,,在擠壓機(jī)內(nèi)通過給加熱的鋁合金棒一端施加壓力,另一端是相應(yīng)形狀的模具,,鋁合金從模具出來冷卻后就會變成鋁合金產(chǎn)品,,這個過程就好像擠牙膏,不同的開口決定了擠出牙膏的形狀,,擠壓出來的鋁合金產(chǎn)品主要作為建筑型材,。
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! n/ t3 z8 f7 l! K* P2 J壓鑄工藝是將鋁合金溶液,壓入到模具型腔內(nèi)制成鑄件,,先將鋁合金溶液放入壓室內(nèi),,然后壓射沖頭前進(jìn),將鋁合金熔液壓入型腔,。
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鋁合金熔液凝固后,,壓鑄模具打開,取出鑄件,,壓鑄的鋁合金產(chǎn)品精度高,,質(zhì)量好,主要用于汽車,,飛機(jī),,船舶上的零件。
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鋁合金雖然有很好的抗氧化性能,,但是為了更好的體現(xiàn)產(chǎn)品品質(zhì),,增強(qiáng)使用和視覺效果,鋁合金也會做各種表面處理,,主要有拋光,,拉絲,電鍍,,噴砂等進(jìn)一步提高鋁合金的裝飾性和保護(hù)性,。
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在人們對低碳環(huán)保要求越來越高的今天,鋁合金已經(jīng)成為很多金屬的替代品,,它的低密度,,高強(qiáng)度,易加工等優(yōu)點(diǎn),,在汽車,,高鐵,航空,船舶等領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣,,鋁合金必將為人類的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn),。 + E! s" w" `/ A: U: I- l
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