铝合金材料的应用及其加工成形技术

王汉 河南省三门峡市三门峡戴卡轮毂制造有限公司

铝合金是一种非常实用的金属材料，其不仅拥有较高的强度和耐腐蚀功能，而且容易进行加工，可对其进行有效的回收和利用。铝合金材料具有节能环保的功效，在交通、电力、航空航天等领域中应用十分广泛。由于我国高度重视工业生产，因此，对于铝合金的需求量正在不断增加。在许多领域中，钢铁正逐渐被铝合金所替代，因此，铝合金材料的发展前景十分乐观。

一、铝合金的基本性能分析

在地壳中，铝的含量达到7.7%以上，位列金属第一。铝合金的密度很小，仅为钢的三分之一，其在航空航天、建筑和交通等领域中多有应用。采用铝合金材质的装备，不仅质量轻便，而且成本较低。铝合金具有良好的力学性能，虽然铝的强度比较低，但由于其可塑性高，可与多种元素相结合从而形成高强度铝合金。铝合金具有良好的耐腐蚀性能，为了避免合金发生氧化，铝合金会形成一层氧化膜，用于保护合金的性能，抵抗外界所带来的腐蚀。铝合金的导热性能良好，这主要是由于铝具有很高的导热性。在制造散热器和取暖器时，可采用铝合金。铝合金具有良好的装饰性能，可将其加工成多种规格的产品，还可对其表面进行处理。

铝合金的种类比较多，可根据其使用范围对其进行分类，比如防锈铝、硬铝和超硬铝等。铝合金的各项性能非常优越，可适用于多个领域之中。相关人员只需根据自身的需求选择合适的铝合金类型，就可以充分发挥出铝合金的作用。

二、铝合金的应用分析

（一）在航空航天领域中的应用

铝合金是飞机结构中的主要材料，蒙皮和起落架可采用铝合金。在波音767客机中，铝合金材料占据整个机体结构重量的4/5。铝合金也可应用在航空领域中，比如，在运载火箭的燃料箱和仪器舱中均可一窥铝合金的身影。

（二）在交通领域中的应用

在汽车制造行业中可应用铝合金，这样就可以保证汽车迈向轻量化方向。铝合金是一种典型的轻质材料，性能优越，是汽车制造中的首选材料。在发动机气缸体和轮毂中会应用铸造铝合金；在车门和行李箱等部位处可采用变形铝合金，此外，汽车的座位和仪表板等装饰件制作材料也是铝合金。采用铝合金代替传统的钢板，不仅可以保证汽车内外板更加轻便，还可以使整个车身质量下降，可达到出色的减重效果，提高汽车节能减排的功效。

（三）包装领域和建筑领域

在日常生活中常见的易拉罐、化妆品、食品和药品等产品包装中，可采用铝合金。在建筑装饰领域中应用铝合金可以提高材料的抗腐蚀功能，有助于焊接工艺顺利进行，比如建筑的门窗、吊顶等部位均采用铝合金。铝合金具有良好的可塑性，只需对其进行着色处理，就可以形成各种各样的装饰材料。

（四）电子领域

铝合金具有优越的导电性能，可将其应用在电线和导体的制造。铝合金具有良好的散热效果，而且比较坚固，可进一步降低生产成本，因此，在许多智能产品中多有应用，如手机、平板电脑、电视机。由于铝合金的各项性能比较出众，加之许多电子产品与人们的生活密切相关，在进行铝合金加工时，要掌握其加工成形技术。

三、铝合金加工成形技术

（一）铝合金铸造技术

铝合金铸造技术主要是将铝合金融化成熔体，熔体的流动性和填充性在加工制造中就可以充分发挥功效。可根据需求，将铝合金浇筑到模具之中，制造成多种多样的零件。常见的铝合金零件可用于汽车的轮毂之上，也可以将其与缸体等部位相结合。

（二）轧制成形技术

进行轧制时，要采用摩擦力对锭坯施加力度，将其拉入到旋转的轧辊之间，在轧辊压力的作用下，锭坯的横断面会不断减小，形状也会发生变化，厚度会逐渐减少，长度会进一步增加，这一过程就可称之为轧制。由于产品不同，轧制方式和会有所差异。可将轧制分为热轧与冷轧。在高温状态下对金属进行轧制，就可称之为热轧，其可以提高产品的质量，降低不必要的能源消耗，保证生产效率。生产厚板时可采用热轧技术，比如，制造易拉罐、汽车车身板。冷轧可用于生产铝合金薄板与铝箔毛料，可有效提高产品的质量和效率。

（三）挤压成形技术

将锭坯桩装入到挤压筒之中，利用挤压轴对其施加压力，就可以明确锭坯的形状和尺寸。由于锭坯的可塑性很强，其可以根据相应的需求即可通过挤压加工的方式达到目的，这就是挤压成形技术。铝合金的变形能力将会在挤压成形技术的支持下得到进一步提升，铝合金的组织与性能会不断得到改善。挤压成形技术不仅可以生产形状比较简单的产品，还可以生产形状比较复杂的实心与空心型材，比如，在导线制备中可采用挤压成形的铝合金材料。制备暖水管也可采用这一技术所生产的产品。

（四）3D打印成形技术

作为一种先进的成形技术，3D打印可以对金属零件进行加工。其主要是通过建立三维模型的方式，采用切片软件对数据模型进行切片分层处理，这样就可以得到不同截面的二维轮廓数据。利用高能激光束对每层轮廓的金属粉末进行扫描和熔化，就可以通过逐一叠加的方式形成金属零件的三维样式。这一技术不仅操作十分方便，而且成型速度极快，工作效率高。3D打印技术已经生产出许多航空航天部件，并在武器装备和模具制造中发挥出日益重要的作用。

四、结语

综上所述，由于铝合金的优势众多，在许多领域中都有其身影。铝合金加工成形技术类型较多，可适用于各种多种产品的生产之中，如汽车制造、包装、导线、航空航天、模具制造等。随着时间的不断推移，铝合金材料与其加工成形技术将会更加完善，并被更多领域所利用，创造出更大的价值。