鋁材的比重較輕,在成型時的回彈較小,強(qiáng)度比較高,接近或超過優(yōu)質(zhì)鋼,塑性好,產(chǎn)品成形較復(fù)雜時,較不銹鋼更易控制,具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和抗蝕性,且目前鋁材的表面處理工藝陽極氧化、拉絲、噴砂等已經(jīng)很成熟,鋁材在手機(jī)上的使用也非常的多。
01
鋁
密度:鋁是一種很輕的金屬,密度為 2.72 克 / 厘米3,約為純銅的 1/3 。
導(dǎo)電導(dǎo)熱性:鋁的導(dǎo)熱及導(dǎo)電性能好,當(dāng)鋁的截面和長度與銅相同時,鋁的導(dǎo)電能力約為銅的 61 %,如果鋁與銅的重量相同而截面不同(長度相等),則鋁的導(dǎo)電能力為銅的 200 %。
化學(xué)特性:抗大氣腐朽性能好,因?yàn)槠浔砻嬉仔纬芍旅艿难趸X膜,能阻止內(nèi)部金屬的進(jìn)一步氧化,鋁與濃硝酸、有機(jī)酸及食品基本不起反應(yīng)。
鋁呈面心立方結(jié)構(gòu),工業(yè)用純鋁塑性極高 ( ψ =80%), 很容易承受各種成型工藝,但其強(qiáng)度過低, σ b 約為 69Mpa, 故純鋁只能通過冷變形強(qiáng)化或合金化來提高其強(qiáng)度后,才可以作為結(jié)構(gòu)材料;
鋁是非磁性,無火花材料,且反射性能好,既能反射可見光,也能反射紫外線;
鋁中的雜質(zhì)為硅和鐵,當(dāng)雜質(zhì)含量越高時,其導(dǎo)電性,抗腐蝕性及塑性越低;
02
鋁合金
如果在鋁中加入適量的某些合金元素,再經(jīng)過冷加工或者熱處理,可以大幅度的改善某些特性,鋁中最常用的合金元素為銅、鎂、硅、錳、鋅 , 這些元素有時單獨(dú)加入,有時配合加入,除了上述元素外,有時還加入微量的鈦、硼、鉻等。
根據(jù)鋁合金的成分及生產(chǎn)工藝特點(diǎn),可以分為鑄造鋁合金及形變鋁合金兩類。
形變鋁合金:這類鋁合金通常通過熱態(tài)或冷態(tài)的壓力加工,即經(jīng)過軋制,擠壓等工序,制成板材、管材、棒材以及各種型材使用,這類合金要求具有相當(dāng)高的塑性,故合金含量較少。
鑄造鋁合金則是將液態(tài)金屬直接澆注在砂型中,制成各種形狀復(fù)雜的零件,對這類合金要求具有良好的鑄造性,即良好的流動性,合金含量少時,適宜做形變鋁合金,合金含量多時,做鑄造鋁合金。
鋁合金的彈性模量小,僅相當(dāng)于鋼材的 1/3 ,即在相同的截面下,加以相同的載荷,鋁合金的彈性變形是鋼的 3 倍,承受力不強(qiáng),但抗震性能好。
鋁合金的硬度范圍 ( 包括退火和時效硬化狀態(tài) ) 為 20~120HB 。最硬的鋁合金比鋼材還軟。
鋁合金的抗拉強(qiáng)度極限為90Mpa( 純鋁 ) 到 600Mpa( 超硬鋁 ) ,與鋼材相比差距較大。
鋁合金的熔點(diǎn)較低(一般在600 ℃左右,鋼在 1450 ℃左右)。
鋁合金在常溫及高溫下均具有優(yōu)良的塑性,可以采用擠壓法制成截面形狀極為復(fù)雜、而且壁薄、尺寸精度高的結(jié)構(gòu)零件。
鋁合金除有適宜的機(jī)械性能之外,還具有優(yōu)良的耐腐蝕,導(dǎo)熱導(dǎo)電及拋旋光性能。
03
鋁及鋁合金國際牌號命名體系
▌一系
在所有系列中1000系列屬于含鋁量最多的一個系列,純度可以達(dá)到99.00%以上。1000系列鋁板根據(jù)最后兩位阿拉伯?dāng)?shù)字來確定這個系列的最低含鋁量,比如1050系列最后兩位阿拉伯?dāng)?shù)字為50,根據(jù)國際牌號命名原則,含鋁量必須達(dá)到99.5%以上方為合格產(chǎn)品。
一系的鋁成形性、表面處理性良好,在鋁合金中其耐蝕性最佳。其強(qiáng)度較低,純度愈高其強(qiáng)度愈低。
手機(jī)上常用的到的有1050、1070、1080、1085、1100,做簡單擠壓成型(不做折彎),其中1050和1100可以做化學(xué)打沙、光面、霧面,法線效果,有較明顯的材料紋路,著色效果好;1080和1085鏡面鋁常用來做亮字、霧面效果,無明顯材料紋路。
一系的鋁材都相對較軟,主要用來做裝飾件或內(nèi)飾件。
▌ 二系
特點(diǎn)是硬度較高,但耐蝕性不佳,其中以銅原屬含量最高,2000系列鋁合金代表2024、2A16、 2A02。2000系列鋁板的含銅量在3-5%左右。
2000系列鋁棒屬于航空鋁材,作為構(gòu)造用材使用,目前在常規(guī)工業(yè)中不常應(yīng)用。
▌ 三系
3000系列鋁棒是由錳元素為主要成分。3000系列鋁合金代表3003、3105 、3A21為主。含量在1.0-1.5之間,是一款防銹功能較好的系列。
常用作液體產(chǎn)品的槽、罐,建筑加工件,建筑工具,各種燈具零部件,以及薄板加工的各種壓力容器與管道。成形性、溶接性、耐蝕性均良好。
▌ 四系
通常硅含量在4.5-6.0%之間,含硅量較高強(qiáng)度就相對較高,4000系列鋁棒代表為4A01、4000系列的鋁板屬于含硅量較高的系列。湯流良好,凝固收縮少,屬建筑用材料,機(jī)械零件,鍛造用材,焊接材料; 熔點(diǎn)低,耐蝕性好,具有耐熱、耐磨的特性。
▌ 五系
5000系列鋁棒屬于較常用的合金鋁板系列,主要元素為鎂,含鎂量在3-5%之間。5000系列鋁合金代表5052、5005、5083、5A05系列。又可以稱為鋁鎂合金。主要特點(diǎn)為密度低,抗拉強(qiáng)度高,延伸率高。在相同面積下鋁鎂合金的重量低于其他系列,在常規(guī)工業(yè)中應(yīng)用也較為廣泛。
在手機(jī)上最常用的是5052,為中程度強(qiáng)度之最具代表性合金,耐蝕性、溶接性及成形性良好,特別是疲勞強(qiáng)度高,耐海水性佳,常用來做強(qiáng)度要求高的產(chǎn)品,但其著色效果較不理想,適合做噴砂工藝,不適合做化學(xué)打沙、霧面等,主要使用鑄造成型的成型方式,不適合擠壓成型。
▌ 六系
6000系列鋁合金代表6061 主要含有鎂和硅兩種元素,故集中了4000系列和5000系列的優(yōu)點(diǎn)6061是一種冷處理鋁鍛造產(chǎn)品,適用于對抗腐蝕性、氧化性要求高的應(yīng)用。可使用性好,容易涂層,加工性好。
在手機(jī)上用的較多的是6061和6063,其中6061的強(qiáng)度高于6063,使用鑄造成型,能夠鑄造出較為繁雜的結(jié)構(gòu),可以做帶卡扣的部件,如電池蓋等。
▌ 七系
主要含有鋅元素,7000系列鋁合金代表7075 。也屬于航空系列,是鋁鎂鋅銅合金,是可熱處理合金,屬于超硬鋁合金,有良好的耐磨性。目前基本依靠進(jìn)口,我國的生產(chǎn)工藝還有待提高。
▌ 八系
8000系列鋁合金較為常用的為8011 屬于其他系列,大部分應(yīng)用為鋁箔,生產(chǎn)鋁棒方面不太常用。
04
鋁合金中國牌號的代號的含義
L -- 鋁
LF -- 防銹鋁合金(Ai - Mg 、 Ai - Mn)
LY -- 硬鋁合金(Ai - Cu - Mg)
LC -- 超硬鋁合金(Ai - Cu - Mg - Zn )
LD -- 鍛鋁合金(Ai - Mg - Si & Cu - Mg - Si)
LT -- 特殊鋁合金
05
實(shí)際應(yīng)用
目前在散熱器行業(yè)使用的鋁合金主要有下面幾種:
1.Al6063/ Al6061
優(yōu)良的可塑性使之可以擠壓的工藝制造型材散熱器。幾乎可以制造任何形狀的散熱器,工藝成熟,價格便宜,可加工性能高。
2.鑄鋁
主要應(yīng)用于大型不規(guī)則外形散熱器及設(shè)備機(jī)柜一體化的散熱器。
3.LF/LY系列
主要應(yīng)用在特殊使用環(huán)境的電子設(shè)備散熱器。使用環(huán)境對硬度和防腐蝕性有一定的要求。
目前較多使用的是LY12。
4.純鋁
較多使用于對導(dǎo)熱性能要求較高的環(huán)境。總體來說較少使用。
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