铝是地球上最常见的金属，因此它在制造业和零部件生产中被广泛使用是合情合理的。但它如此广泛使用仅仅是因为它容易找到吗？当然不是！就强度重量比而言，铝甚至优于钢。不同等级的铝合金具有柔韧性和易于加工的特性。因此，它们被广泛应用于各种不同的领域。
如前所述，铝材有多种等级，每种等级都有其独特的特性。因此，本文将作为选择材料的指南。首先，本文将介绍不同等级的铝材、其用途及其工作原理。此外，本文还将介绍每种等级的铝材可以进行的不同样品加工类型。请向下滚动至文末，了解如何快速选择用于制造零件的最佳金属等级。
目录
铝的性质
铝合金主要由铝组成，但也添加了铜、锌、镁和硅以增强某些特定性能。铝合金的等级基于其化学成分，每种等级在不同用途下都有各自的优势。所用的铝合金类型对于快速成型至关重要。因为它会影响最终原型的有效性、成本以及其与需求的匹配程度。
- 物理特性。 纯铝是一种非常柔软的金属。然而，铝合金却是一种非常坚固的金属。由于密度相对较低，铝合金拥有所有金属中最佳的强度重量比。铝合金还耐寒耐腐蚀。
- 热性能和电性能。 铝因其高导热性，是制造汽车热交换部件的良好材料。此外，不同的铝合金既能导电，又能阻电。因此，有些铝合金可以用来制造电线，而有些则用于需要电阻率的地方。
- 机械性能。 铝的抗拉强度有高有低，取决于铝的等级。有些铝的抗拉强度高达100ksi，而有些则低至1.5ksi。
- 反射率。 铝材经过抛光后，表面会非常光亮。因此，铝合金具有极佳的反射辐射能的能力，而这正是许多灯具和装饰配件所追求的品质。
铝在机械加工中的优缺点
铝是一种非常有用的金属，用途广泛。它的一些特性使其非常受欢迎， 加工。然而，就像所有其他好东西一样，铝也有优点和缺点。
铝在机械加工中的优势
耐腐蚀
铝不会生锈或腐蚀。铝合金表面会迅速形成一层氧化铝保护层，有助于抵御外界腐蚀。如果铝表面经过良好的处理并定期维护，即使在最恶劣的环境下也不会腐蚀。由于铝的这一特性，它可以用来制造暴露在恶劣环境条件下的部件。
低成本
铝的生产成本并非最低，但考虑到其优势，其成本相当低廉。这意味着它比具有相同优势的其他金属更便宜，在大多数情况下是最佳选择。
坚固且轻便
铝是强度重量比最高的金属，因此非常坚固。正因如此，它可以用于需要额外强度的场合。较高的强度重量比意味着强度的提升不会以牺牲重量为代价。铝合金用于制造需要尽可能轻便但又非常坚固的机械部件。这是因为铝合金的密度几乎是钢的三倍。
可回收性
铝可以反复回收利用。铝比许多其他金属更容易回收，因此对环境来说是一个不错的选择。
可用于快速模具制造
一种名为“快速模具”的生产方法已变得流行。这是因为它可以节省成本并缩短交货时间。铝是快速模具制造的常用材料。 铝合金易于成型且成本低. 制造商青睐它的理由显而易见。
无需过度维护
即使在最恶劣的条件下，铝制零件也能保持其质量和性能。因此，对于难以定期维护的零件，铝制零件是一个理想的选择。此外，铝还能承受极低的温度而不会断裂或开裂。
可定制
铝易于加工，几乎可以塑造成任何形状。铝不仅易于上漆，而且其表面能很好地保持大多数饰面。
铝在加工中的缺点
- 易导电。 这既是优点也是缺点，具体取决于其用途。然而，这意味着铝合金不能用于某些对电阻要求较高的应用。
- 低熔点。 由于铝的熔点较低，因此不适合在高温的地方使用。不过，有些铝合金可以解决这个问题。
铝合金牌号
铝合金主要有两种类型：锻造合金和铸造合金。
锻造合金
这类铝合金通常比铸造金属强度更高。它们也采用四位数表示法，但没有小数点。第一位数字表示主要合金元素，就像铸铁名称一样。如果不是零，则第二位数字表示合金发生了变化，最后两位数字表示合金属于哪个系列。以下列出了七个锻造合金系列：
1xxx系列
这些铝合金有时被称为“纯铝”，因为它们必须至少含有99%铝。它们的强度不高，但机械师们选择使用它们。这是因为它们不会生锈，而且能量充足。它们也可以焊接，但由于熔点很低，机械师必须非常小心。
2xxx系列
铜是构成该系列的主要元素。处理这些金属的最佳方法是固溶热处理工艺。因此，该系列的合金非常坚固，但耐腐蚀性不如其他系列。因此，当需要在易腐蚀区域使用这些合金时，机械师通常会为其涂上一层防锈金属涂料或涂层。
3xxx系列
锰是构成这些合金的主要元素。它们的强度不高，但耐热性和防锈性非常好。这使得它们非常适合用作烹饪工具。这些铝系列通常用于发电厂和汽车的更换部件。
4xxx 系列
4xxx系列合金由于熔点低，常用作焊接填充金属。这些系列的金属由铝和硅的混合物制成。
5xxx系列
这些铝合金无法加热，但具有最高的抗拉强度。其主要合金元素是镁。因此，它们不会生锈且易于焊接，是海军车辆和设备部件的理想选择。此外，它们的极限抗拉强度在18ksi至51ksi之间。
6xxx系列
该系列合金具有良好的耐腐蚀性。其最大抗拉强度在18ksi至58ksi之间。镁和硅是该合金组合的主要合金元素。这些合金用于易腐蚀金属的涂层。这些金属也含有镁和硅，从而形成硅化镁。这种材料可以在溶液中加热，从而增强其强度。
7xxx系列
锌是这些铝合金的主要合金元素。它们的抗拉强度在所有铝合金中最高，范围从32到88 ksi。机械师使用这种金属来制造承受较高应力的工具和齿轮零件，例如运动和航空航天齿轮。除了铝之外，还可以添加其他金属，例如铜，以改变锻铝的加工方式。
铸造合金
这些合金可以加热或不加热处理。它们采用四位数表示法，最后一位数字前带有小数点。第一位数字表示构成金属的主要元素。接下来两位数字表示材料类型，小数点后的数字表示材料是锭还是铸件。
锻造合金和铸造合金之间的差异
- 铸造合金的抗拉强度通常低于锻造合金，因为在锻造过程中很难消除缺陷。 铸造工艺.
- 对于相同重量，铸造合金的成本低于锻造合金。
- 锻造铝合金比铸造金属更容易加工。
- 由锻造铝合金制成的零件可能比由铸造金属制成的零件具有更好的表面光洁度。
常见的铝类型
6061-T6铝
这种铝合金属于6xxx系列，从名称就可以看出。由于第二个数字是零，我们知道这种合金是含有多种杂质的工业铝。最后两个数字61表示这种金属的成分：97.9%铝、0.6%硅、1.0%镁、0.2%铬和0.28%铜。
在这种情况下，T6 表示固溶热处理和时效。拉伸 6061 铝材需要 40 ksi 的力，将其完全拉断则需要 45 ksi。这意味着这种金属非常坚固，可用于建筑结构。6061 铝材不会生锈。它主要用于制造汽车零部件、热交换器和电子产品。
7075-T6铝
7075 铝的序列号 7xxx 表示锌是其主要合金元素，这种金属具有很高的抗拉强度。它主要由铝（90%）、锌（5.6%）、锰（2.5%）、铜（1.6%）和锰（0.23%）组成。7075 铝是最坚固、最轻的铝合金之一。它的密度为 2.81 g/cm³，最大抗拉强度为 83 ksi。当然，T6 数字表示它经过热处理。这种金属常用于制造机床齿轮和飞机部件。
5052铝
5052 铝材强度高，耐腐蚀性优异。由于不含铜，它在海水应用中非常实用。由于这种金属属于 5xxx 系列，因此无法加热变形。这种合金通常用于制造船用工具的零件。
6063铝
6063 铝，也称为装饰铝，是一种由镁和硅制成的铝合金。该合金具有中等强度和延展性，非常适合模具制造。它具有极强的耐腐蚀性，并且由于铜含量和硅化镁含量较低，因此可用于户外。用于制造这些部件的金属可用于建筑材料、管道和家具。
如何选择合适等级的铝？
您可以选择不同等级的铝材。不同等级的铝材具有不同的特性，例如可焊性、强度和耐腐蚀性。您可以根据具体应用场景所需的重要特性来选择铝材等级。在做出决定之前，您应该考虑以下几点。
了解其可加工性等级
对铝合金的加工难易程度进行排名，可以帮您了解该合金在数控机床上的加工性能。易加工的铝合金易于切割和精加工。因此，它可以用来制造复杂的机械零件。例如，2011 铝合金就非常易于加工。
成本和可用性
在为某项工作选择铝材等级时，最重要的考虑因素之一是合金的成本。启动生产流程的一个重要步骤是找到目标成本与该价格范围内最佳性能之间的平衡点。至于所选铝材等级的供应情况，也取决于其价格。供应情况也非常重要，因为稀有且难以获得的铝合金可能会减慢生产速度。
它有多实用？
延展性指的是特定铝合金的成型难易程度。延展性高的合金易于加工，主要用于需要抗疲劳性能的领域，例如飞机部件。
可以焊接吗？
如果制造的部件需要与其他部件焊接，则必须考虑合金的可焊性。如果需要焊接，3003 铝金属是一个不错的选择。
耐腐蚀
零件的使用环境决定了其是否需要耐腐蚀。例如，在化学或海洋环境中使用的零件必须具有很强的耐腐蚀性。
可以进行热处理吗？
回火铝金属需要将其加热到极高或极低的温度。这个过程称为热处理，可以使铝金属更坚固。您应该注意哪些铝合金系列可以加热，哪些不能加热。
它有多强？
合金在变形前能承受多大的力取决于其强度。对于承受高强度力的部件，使用高强度铝金属是理所当然的。
根据项目的不同，您可能还需要使用钢材。那么，如何选择合适的钢材等级呢？您可以参考 304 和 316 不锈钢选择指南 寻求专业帮助。
铝的不同用途
铝在许多不同行业中都有广泛的用途。以下是一些常用铝制品和零件的领域：
医疗领域
铝制零件和产品在要求清洁度和生物相容性的行业中非常常见。医疗工具，例如手术器械和骨科器械，由不同类型的铝制成。此外，铝也是托盘和水桶等一些日常用品的主要成分。
航天
制造飞机的材料必须兼具轻便和坚固。铝因其轻质和高强度而非常适合这项工作。正因如此，它可以承受与强度更高的金属相同的重量。此外，由于铝具有很强的耐腐蚀性，它可以帮助保护飞机在恶劣天气下免受损坏。
电气行业
铝合金因其优异的导热性，一直被消费电子产品制造商广泛使用。散热器等电子元件以及图形系统的冷却组件都使用铝合金。
汽车行业
最好的汽车应该轻便、耐用且环保。铝合金能够实现这一点，因为它是一种轻质且坚固的材料。因此，汽车既灵活又坚固。此外，铝制汽车零件可以回收利用，这使得采用铝制金属零件的汽车更加环保。
结论
铝是一种非常柔韧的金属，与其他元素混合时会改变其性质。不同类型的铝由于其特性不同，也适用于不同的业务。然而，由于市面上铝合金种类繁多，您可能很难决定在样品设计中使用哪种铝合金。
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