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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