铝合金制品又分为压铸铝制品和铝型材制品。两者本质的区别是一种是通过压铸模具制造,一种通过挤压模具挤压成型。两者的原材料都是铝合金(一般都是铝镁硅合金)。
铝型材
铝型材常见如屏风、铝窗等。它是采用挤出成型工艺,即铝锭等原材料在熔炉中熔融后,经过挤出机挤压到模具流出成型,它还可以挤出各种不同截面的型材。主要性能即强度、硬度、耐磨性均按国家标准GB6063。优点有:重量轻仅2.8,不生锈、设计变化快、模具投入低、纵向伸长高达10米以上。铝型材外观有光亮、哑光之分,其处理工艺采用阳极氧化处理,表面处理氧化膜达到0.12m/m厚度。铝型材壁厚依产品设计最优化来选择,不是市场上越厚越好,应看截面结构要求进行设计,它可以在0.5~5mm不均。
优劣势分析
优势
更少的加工:因为铝合金可以挤压成任何复杂的部分。因此,只要设计合理,挤压铝合金型材也可以轻松组装,从而减少机械加工的需要。有些形状只能通过挤压获得,其他工艺无法获得。
铝挤压模具成本低:与轧制、铸造、锻造等其他竞争材料相比,铝挤压模具成本低。
结构效率高:铝挤压型材可以实现最大的结构效率。名称型材可以在需要强度的地方使用,铝型材在不需要的地方可以去除。
重量轻:挤压铝合金型材重量轻,坚固耐用。由于铝和其他竞争材料的性能差异,达到相同效果的铝结构重量大约是其他金属结构的一半,而其他金属则不容易加工。
多种表面处理方式:耐腐蚀性强:采用粉末或电泳涂装,设计者可以达到任何想要的颜色。当然,也包括天然银或彩色阳极氧化涂层。
低维护:铝是一种天然耐用的金属,上述表面处理增强了其耐用性。
劣势
产品的组织和性能参差不齐。由于金属在挤压过程中流动不均匀(在无润滑的正向挤压情况下尤其严重),挤压制品的表层与中心、头部和尾部之间的组织性能不均匀。
挤压工模具工作条件差,工模具磨损大。挤压时,坯料处于接近闭合状态,三通压力高,模具需要承受高压。同时,工装模具在热挤压过程中通常会受到高温和高摩擦,极大地影响了模具的强度和使用寿命。
生产效率低。除近年来发展起来的连续挤压法外,所有常规挤压法都无法实现连续生产。一般来说,挤压速度远低于轧制速度,挤压生产的几何浪费损失大,成品率低。
铝型材工艺参数
渗氮工艺
气体软氮化的主要工艺参数是渗氮温度、渗氮时间和渗氮气氛。气体软氮化温度通常为560-570℃,因为在此温度下氮化层的硬度最高。渗氮时间一般为3-4小时,因为共渗2-3小时化合物层硬度达到最高值,渗氮层深度随时间缓慢增加。渗氮气氛由氨气的分解速率和渗碳剂的滴落速率决定。
原理:气体软氮化,即气体氮碳共渗,是指以气体渗氮为主,渗碳为辅的低温氮碳共渗。常用的介质是50%氨气+50%吸热气体(硝石法);30%-50%氨气+50-60%放热气体(硝基法)和几种如乙醇或甲酰胺(当引入氨气时)。
压铸
压铸是将熔化的金属压入模具内,待冷却后得到金属产品的制造过程。这个过程类似于注塑成型。压铸的材料都是金属溶液,所以模具是由高强度合金钢材制成的,压铸材料基本上都是不含铁的,如锌、铜、铝、铅以及它们之间的合金等,因为这些材料的熔点都比较低。
压铸分为冷室和热室压铸两种方式。在冷室压铸中,金属溶液由手工或自动倒入压室内,然后靠压力将溶液注入模具内。而在热室压铸中,会持续对熔池加热,让熔池内的金属保持液态,当对熔池施加压力,就会推动金属溶液进入模腔,等待凝固后,压铸模具打开,取出铸件,完成一个压铸部件。
高压力和高速度是压铸成型过程的两大特点,也是压铸与其他铸造方式最根本的区别。由于压铸过程是利用高压力、高速度,迫使浇入压铸机压室内的金属在极短的时间内充满压铸模的型腔,因而要求流速高、充型时间短。压铸工艺适用于制造结构复杂和精度高的零部件和产品,如水龙头和散热器等消费品,另外在汽车、电气仪表、航天航空、医疗器械等行业的应用也很广。
压铸合金和型材加工方法相比,使用设备均不同,它的原材料以铝锭(纯度92%左右)和合金材料,经熔炉融化,进入压铸机中模具成型。压铸铝产品形状可设计成像玩具那样,造型各异,方便各种方向连接,另外,它硬度强度较高,同时可以与锌混合成锌铝合金。压铸铝成型工艺分:①压铸成型②粗抛光去合模余料③细抛光
优劣势分析
优势
由于压铸铝采用磨具压铸成型工艺,压铸铝件尺寸准确,表面光洁;一般不经过机械加工直接使用。或者加工量很小,不仅提高了金属的利用率,而且减少了大量的加工设备和工时。
压铸铝铸件价格便宜;可以使用压铸铝与其他金属或非金属材料的组合。节省装配工时和金属。
压铸铝生产效率高。如国产JIII3卧式冷风压铸铝机平均8小时可压铸铝600-700次,小型热室压铸铝机可压铸铝3000-7000次平均每八小时一次;
压铸铝模具使用寿命长。一对压铸铝模具和压铸铝钟形合金的寿命可达几十万次,甚至上百万次;易于实现机械化、自动化。
压铸铝制品质量好,铸件尺寸精度高,一般相当于6~7级,甚至可达4级;压铸铝表面光洁度好,一般相当于5~8级;强度和硬度更高,强度一般比砂型铸造提高25~30%,但延伸率降低70%左右;尺寸稳定,互换性好;可压铸铝薄壁及复杂铸件。
劣势
硬度低,耐磨性差;
凝固时的体积收缩比较大,约为6.6%;
线膨胀系数比较高;
易粘模,需严格控制含铁量在0.8%-0.9%范围内;
熔点低,高温使用受限。
压铸工艺参数
五大区别
1、压铸铝制品形状复杂,可以铸造出任意形状。铝型材制品有统一的截面(从任一截面锯开,截面都是一样的),比如:笔管,充电宝的外壳,伺服电机壳等等。
2、虽然两者原料都是铝合金,但是压铸铝制品一般采用ADC12或者ALsi9cu3,而铝型材制品一般采用6063 或 6061 牌号铝合金。
3、压铸铝制品的一般传导率约80-90W/M.K,而 铝型材制品的热传导率约180—190W/M.K。
4、生产成本,压铸铝制品由于压铸模具昂贵,所以生产成本较高。而铝型材制品挤压模具价格相对低廉,生产效率高,生产成本相对较低。
5、压铸铝制品一般在汽车、照明、电子行业使用比较多,铝型材制品在自动化设备、医疗器械、交通运输、电子电器等行业应用都非常广泛。