地球上铝( Al)的埋藏量最多。铝的比重较小且酎腐蚀性、导热性、导电性以及延展性均好。用铝加工成的板材、棒材、管材班及箔材等广泛使用于窗框、反射材料,工业用罐、电线以及电容器等,其回收再利用效率高。此外,铝告盎也广泛用作延伸材料和铸造材料。
铝的制造:
铝在地表层的含量比为8. 2“,比铁(5 6%)还要多,仅次于硅和氧,位居第三。铝矿石主要有矾土矿右和高岭土。于1888年开发出的拜尔制铝工艺(湿式提取氧化铝)是把矾土矿石粉碎后,播加氧氧化钠,经加压、加热处理后再用水分
解,即可得到纯度为99%的氧化铝( Al:o|)。
将上述的氧化铝利用霍尔埃铝电解砸焙洼可制得铝,即往氧化铝中加冰晶石,加热至IOOO℃左右使其熔解,再电解其熔液即可。机床图4 31为预焙式电解炉略图,以碳为阳极,则氧化铝在阴极上还原成铝。此时,作为阳极的碳与所产生的氧变为二氧化碳被消耗,故应经常更碳阳极。
化学性质:
将铝置于空气中,其表面便会氧化形成氧化铝膜,可保护内部不再进行氧化反应,具有良好的耐腐蚀性。机床但铝的耐 酸、碱性差,这可以用硫酸等对其进行酸浸蚀,人为地形成多孔性氧化膜,再用高温水蒸气处理,以封闭这些孔来提高其耐蚀性。这种办法称为氧化铝膜处理法。
铝材的JIS分类及其性质:
延展的铝材表示方法是以A后附加4位数字来分类。1000系纯度为99%以上的铝材,蛀后二位数字表示小数点以下的纯度e例如,A105 0所表示的纯度为99 50%。机床若在 铝中添加铜和镁(2000系列,7000系列),其耐蚀性会稍有下降,但经过热处理得到时效硬化后,可做为强力台金用于E机和汽车的部件中。机床若添加锰和镁(3000系列、5000系列、6000系列)则可提高其耐蚀性。此外,用舔加硅的方法(4000系列)可提高其耐热性,参见表4 18。
铸造用铝合金,如AC2A,可分为以AC开头的铸造用 铝和以ADC开头的(如ADC6)模铸用铝。铸造用铝有Aic“系列的Y合金.Al-Si系列的硅铝明合金,以及Ai-Mg系列的铝镁台金。
模铸用铝有ADC l(12Si)等用添加硅的办法提高其流动性,去除热脆性的材料以及ADc 5等(6Mg)用掭加镁提高酎蚀性的材料。
◆时效硬化
2000系列的铝合金中,大多数的含铜率为4“。在热处理过程中将其淬火时,。固溶体中的铜尚未解析出来就变成了过饱和固溶体,经过-定时问后,原来的。机床固溶体与化合物(CuAl:)结戒共晶状惫,此时,铝结晶应变增大t机械强度增加。这种随时间而实现的硬化为时效硬化(age-hardening),常温时的时效硬化称为常温时效硬化,1 70℃等高于常温的温度中进行的时效硬化称为人T时效硬化。