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1、铝及铝合金基础知识1

1.1工业纯铝1

1.1.1纯铝的一般特性1

目录1

1.1.2纯铝的性能2

1.1.3纯铝的牌号及化学成分3

1.2铝及铝合金的力学、热学、物理性能符号和含义5

1.3铝合金的分类及组织特点7

1.3.1铸造铝合金8

1.3.2变形铝合金8

1.4铝的合金化与强化方法9

1.4.1固溶强化10

1.4.2时效强化10

1.4.3过剩相强化10

1.5铝中合金元素和杂质对性能的影响11

1.5.1铜元素11

1.4.5冷变形强化11

1.4.4细化组织强化及变质处理11

1.5.2硅元素12

1.5.3镁元素12

1.5.4锰元素13

1.5.5锌元素13

1.5.6微量元素和杂质的影响14

参考文献16

2、铝合金的牌号与成分17

2.1变形铝合金的国内外编号方法17

2.1.1各国标准代号及学会与协会代号17

2.1.2变形铝合金编号方法及其状态代号20

2.2.6意大利标准（UNI）中的变形铝合金牌号与化学成分39

2.2.5德国（原联邦德国）变形铝及铝合金化学成分39

2.2.4俄罗斯（前苏联）变形铝及铝合金化学成分39

2.2.2美国标准（ANSI）和ISO的变形铝合金化学成分39

2.2.1中国变形铝合金的化学成分39

2.2变形铝合金的化学成分39

2.2.3日本标准（JIS）变形铝及铝合金化学成分39

2.3铸造铝合金的编号方法与化学成分71

2.3.1中国铸造铝合金71

2.3.2美国及ISO铸造铝及铝合金71

2.3.3日本铸造铝合金83

2.3.4德国铸造铝合金83

2.3.5各国铸造铝合金牌号对照84

参考文献87

3、铝合金铸造88

3.1概述88

3.1.1铝合金铸造工艺性能88

3.1.2铸造铝合金变质精炼与晶粒细化处理94

3.2.1铸造铝合金砂型铸件结构设计98

3.2铝合金砂型铸造98

3.2.2砂型铝铸件加工余量及工艺补正量104

3.2.3浇冒口设计106

3.2.4铸铝合金用型砂、芯砂及涂料114

3.2.5造型和合型工艺119

3.2.6浇注工艺123

3.2.7铸件清理与铸件缺陷124

3.3铝合金金属型铸造125

3.3.1铝合金金属型铸造简介125

3.3.2金属型铸造特点125

3.3.3金属型铸造的主要设计数据125

3.3.4金属型铸造工艺138

3.3.5铝合金金属型铸造铸件常见缺陷及预防措施140

3.4.1压力铸造的原理和工艺过程142

3.4.2压力铸造特点142

3.4铝合金压力铸造142

3.4.3压力铸造设备与选择143

3.4.4压铸模144

3.4.5压铸工艺144

3.4.6压铸件缺陷及防止办法146

3.5铝合金低压铸造147

3.5.1低压铸造的原理和特点147

3.5.2低压铸造铸型工艺设计148

3.5.3铸造工艺149

3.5.4低压铸造铸件缺陷及其防止办法150

3.6铝合金熔模铸造151

3.6.1铝合金熔模铸造过程特点151

3.6.2铝合金熔模铸造的模料及制模工艺153

3.6.3铸型材料及工艺156

3.6.4脱蜡及型壳焙烧157

3.6.6铝合金熔模铸造常见缺陷及防止方法158

3.6.5脱壳158

参考文献162

4、铝合金锻造163

4.1锻造的热力学参数163

4.1.1锻造温度范围163

4.1.2变形速度164

4.1.3变形程度166

4.2设备吨位选择167

4.2.1自由锻锤和自由锻压力机吨位计算167

4.2.2模锻锤和模锻压力机吨位计算169

4.2.3切边与冲孔压力机吨位计算170

4.3自由锻造171

4.3.1自由锻造基本工序171

4.3.2自由锻件图设计177

4.3.3自由锻造工艺规程的编制178

4.4.1模锻件设计180

4.4模锻件与锻模设计180

4.4.2锻模设计206

4.5切边模与冲孔模设计220

4.5.1切边模设计220

4.5.2冲孔模设计226

4.5.3冲孔模与切边模中的各种卸料装置227

4.6模锻工艺228

4.6.1备料228

4.6.2铝合金加热规范229

4.6.3锻模预热230

4.6.4锻模润滑230

4.6.5锻件的冷却与切边230

4.6.6锻件清理231

4.7锻件的质量控制232

参考文献233

5.1.1铝及铝合金的熔炼特点234

5、铝合金的熔铸与挤压234

5.1铝合金的熔炼与铸锭234

5.1.2铝及铝合金熔体净化处理235

5.1.3铝合金熔炼炉242

5.1.4熔炼工艺246

5.1.5铸锭的结晶和组织246

5.1.6铸锭方法253

5.1.7直接水冷半连续铸锭259

5.2铝材热挤压271

5.2.1挤压方法271

5.2.2挤压时金属的变形及挤压力计算273

5.2.3挤压制品的组织和性能278

5.2.4挤压工艺280

5.2.5挤压机287

5.3.1冷挤压力计算289

5.3铝合金冷挤压289

5.3.2冷挤压毛坯的准备292

5.3.3坯料的润滑处理293

5.3.4冷挤压制品的力学性能293

5.3.5冷挤压设备294

参考文献295

6、铝合金连接296

6.1铝及铝合金的焊接特性296

6.1.1铝及铝合金的焊接特点296

6.1.2铝及铝合金的焊接性297

6.2铝及铝合金焊接方法的选择298

6.3惰性气体保护电弧焊300

6.3.1焊接材料300

6.3.3焊前准备305

6.3.2接头设计与坡口加工305

6.3.4钨极惰性气体保护电弧焊（TIG焊）308

6.3.5熔化极惰性气体保护电弧焊（MIG焊）310

6.4气焊313

6.4.1填充焊丝及气焊熔剂313

6.4.2气焊接头设计314

6.4.3气焊工艺要点314

6.5电阻焊315

6.5.1焊接性315

6.5.2电阻焊接头设计316

6.5.3焊前的工件清理316

6.5.4点焊工艺要点316

6.5.5缝焊工艺要点317

6.6钎焊318

6.6.1钎焊性318

6.6.3钎料及钎剂319

6.6.2钎焊接头设计及工件表面准备319

6.6.4硬钎焊工艺要点322

6.6.5软钎焊工艺要点323

6.7铆接324

6.7.1铆接特点324

6.7.2铆钉种类324

6.7.3铆接接头设计329

6.7.4铆接工艺要点331

6.8粘接332

6.8.1胶粘剂332

6.8.2粘接接头设计332

6.8.3表面处理333

6.8.4粘接工艺要点335

参考文献335

7.1.1铝合金热处理特点336

7.1.2铝合金时效理论336

7.1铝合金热处理原理336

7、铝合金热处理与性能336

7.1.3影响时效的因素338

7.1.4铝合金的回归现象339

7.1.5固溶热处理与淬冷339

7.2变形铝合金的热处理339

7.2.1变形铝合金的退火339

7.2.2变形铝合金的淬火（铝合金固溶热处理）344

7.2.3变形铝合金的时效345

7.3铸造铝合金的热处理349

7.3.1铸造铝合金热处理的特点349

7.3.2铝合金铸件的退火349

7.3.3铸造铝合金的热处理工艺规范350

7.4变形铝合金常见的缺陷及消除方法356

7.5.1铝合金的物理性能358

7.5.2铝合金的力学性能358

7.5铝合金的性能358

7.6铝合金的主要特性和用途举例387

参考文献396

8、铝及铝合金的表面处理397

8.1表面调整及净化397

8.1.1除油397

8.1.2化学和电化学抛光401

8.1.3浸蚀402

8.2转化膜404

8.2.1化学氧化膜404

8.2.2磷酸盐处理（磷化膜）407

8.2.3铬酸盐处理（钝化膜）408

8.2.4阳极氧化410

8.2.5硫酸阳极氧化413

8.2.6草酸阳极氧化417

8.2.7铬酸阳极氧化419

8.2.8硬质阳极氧化421

8.2.9瓷质阳极氧化423

8.3铝氧化膜的着色与封闭处理426

8.3.1自然发色法426

8.3.2电解着色法428

8.3.3吸附染色法431

8.3.4封闭处理436

8.4氧化常见的故障、缺陷、原因及措施438

8.4.1硫酸阳极氧化故障原因及处理方法438

8.4.2草酸阳极氧化故障原因及处理方法439

8.4.3铬酸阳极氧化故障原及处理方法440

8.4.4硫酸硬质阳极氧化故障原因及处理方法440

8.4.5电解着色缺陷及消除措施441

8.4.6吸附染色的故障及处理方法441

8.4.7不合格氧化膜的退除和返修442

8.5.1用途与难点443

8.5铝表面电镀443

8.5.2镀前预处理444

8.6涂装452

8.6.1静电喷粉452

8.6.2电泳涂漆453

8.6.3自动沉积（自泳）涂漆455

参考文献455

9、铝合金材料的理化检测456

9.1化学元素分析456

9.1.1原子吸收光谱分析456

9.1.2光电直读光谱分析460

9.1.3常规化学元素分析463

9.2铝合金的力学性能测试468

9.2.1铝合金的拉伸试验468

9.2.2铝合金的硬度试验476

9.3.1低倍检验试样的制备487

9.3铝合金材料的低倍组织检验487

9.3.2宏观晶粒度测定488

9.3.3常见铝合金低倍组织缺陷490

9.4铝合金的金相组织分析496

9.4.1铝合金金相试样的取样及制样496

9.4.2铝合金中的金相组织499

9.4.3铝合金工艺质量的金相检测512

9.4.4铝合金常见显微缺陷522

参考文献527

10、铝合金加工的应用实例528

10.1铸造铝合金应用实例528

10.2铝合金锻件应用实例533

10.3铝合金连接件应用实例536

10.3.1焊接件的应用实例536

10.3.2粘接件的应用实例544