2022-12-09

塑膠與鋁合金的搭配

在產品設計當中,塑膠常與金屬搭配使用,在配合件的使用上,使用鋁合金共同設計產品的運用是很廣泛,一方面是為了讓產品設計上,結構的強度能夠補足塑膠的不足,因為在塑膠的材料選用上,一部分的高性能工程塑膠,雖然說在重量與強度比值上比金屬還高,但是考量成本因素,有時還是需要使用金屬製程來降低成本,而在金屬的選用上,還是以鋁較為廣泛,它有質量輕、易加工與抗蝕性等多項優點,在產品整體的設計部分,葉合佑公司可以替客戶做整體的規劃、製造與組裝,幫客戶省卻需多方下單管理的困擾。

鋁合金的概述

鋁元素是地殼中含量最豐富的金屬元素,但在各種材料應用上卻比其他金屬來得慢,其原因是冶鍊技術困難。直到西元一八六六年美國人赫爾及法國人郝洛特,利用電解還原法從鋁礬土中提煉出金屬鋁,從此鋁元素才被大量應用於工業及生活中。

鋁合金為以鋁為基的合金總稱。主要合金元素有銅、矽、鎂、鋅、錳,次要合金元素有鎳、鐵、鈦、鉻、鋰等。鋁合金密度低,但強度比較高,接近或超過優質鋼,塑性好,可加工成各種型材,具有優良的導電性、導熱性和抗蝕性,工業上廣泛使用,使用量僅次於鋼。

鋁合金的說明

以鋁為基的合金總稱。主要合金元素有銅、矽、鎂、鋅、錳,次要合金元素有鎳、鐵、鈦、鉻、鋰等。鋁合金密度低,但強度比較高,接近或超過優質鋼,塑性好,可加工成各種型材,具有優良的導電性、導熱性和抗蝕性,工業上廣泛使用,使用量僅次於鋼。

鋁合金分兩大類:鑄造鋁合金,在鑄態下使用;變形鋁合金,能承受壓力加工,力學性能高於鑄態。可加工成各種形態、規格的鋁合金材。主要用於製造航空器材、日常生活用品、建築用門窗等。

鋁合金按加工方法可以分為變形鋁合金和鑄造鋁合金。變形鋁合金又分為不可熱處理強化型鋁合金和可熱處理強化型鋁合金。不可熱處理強化型不能通過熱處理來提高機械性能,只能通過冷加工變形來實現強化,它主要包括高純鋁、工業高純鋁、工業純鋁以及防銹鋁等。可熱處理強化型鋁合金可以通過淬火和時效等熱處理手段來提高機械性能,它可分為硬鋁、鍛鋁、超硬鋁和特殊鋁合金等。

鋁合金可以採用熱處理獲得良好的機械性能,物理性能和抗腐蝕性能。鑄造鋁合金按化學成分可分為鋁矽合金,鋁銅合金,鋁鎂合金和鋁鋅合金。

鋁合金編號

鋁合金代號系以美國鋁業公司之AA標準爲基本,以四位元數位表示各種不同的合金。目前通用的是美國鋁業協會〈ALUMINIUM ASSOCIATION〉的編號。

鋁合金的編號主要分為八個系列。國際牌號(用四位阿拉伯數字,現常用表示方法):

  • 1XXX 表示為99%以上的純鋁系列
  • 2XXX 表示是鋁–銅合金系列
  • 3XXX 表示是鋁–錳合金系列
  • 4XXX 表示是鋁–矽合金系列
  • 5XXX 表示是鋁–鎂合金系列
  • 6XXX 表示是鋁–鎂–矽合金系列
  • 7XXX 表示是鋁–鋅合金系列

1000系(99.9%以上純鋁):

含99%的鋁,耐蝕性、傳熱、導電性良好,但機械強度低、加工容易,FE與SI為其主要不純物。外觀多光亮,主要用途在強度要求不高的家庭用品、日用品及電器上的使用。1050、1100加工性、導電度、散熱性、焊接性、耐蝕性都極佳,但強度較差,可用於外殼及輻射材料 : 如PC散熱版。

2000系(AL-CU-MG/鋁銅鎂合金):

經熱處理後其性能可與軟鋼抗衡,但因含較多的銅,耐蝕性較差,在腐蝕環境下須做耐腐蝕處理,主要使用在航空及機械零件上。

-2014高合金用於長滑軌。

-2024(超級杜拉鋁-易腐蝕,不能焊接)用於十字管

3000系(AL-MN/鋁錳合金):

MN元素之主要成份最高1.5%,不減低純鋁的加工性、耐蝕性,改善強度,主要用於日用品、建材與器物。3003用於汽車冷媒鋁管、易開罐、熱交換器等。

4000系(AL-SI/鋁矽合金):

SI能使合金熔點降低,亦不致使合金脆化,可以當作電極線、青銅等焊接材料用。但在陽極處理後,顏色會呈現灰色。4832、4032是可鍛造、可熱處理、低熱膨脹係數、高耐摩擦性、耐蝕性尚可、可用於高溫零件及活塞。

5000系(AL-MG/鋁鎂合金):

最耐腐蝕性、中高強度可加工硬化、熔接性、表面光澤等,低溫有延展性,MG對材質硬度影響較MN為高,可用在低溫容器,此系合金對海水及海洋氣候之耐蝕性特佳,主要用於船舶、車輛、建築材料及最易焊接。由於這個系列的合金在長年使用後,冷間加工的強度會稍微降低、延伸性會增加,須做安定化的處理。

-5N01是MG添加量較少合金的代表,用於裝飾用材與高級器物上。

-5005則適用於車輛用天花板、建材和器物材料上居多。

-5051用於鋼纜夾。-5056用於光學鏡頭。

-5083含有較多的MG雖為非熱處理型合金,但有高強度,熔接性良好,是良好熔接結構材,多用於船舶、車輛。

6000系(Al- Mg-Si/鋁鎂矽合金):

加工性及耐蝕性特佳,是結構材或是鍛造材料最常使用的材料之一,主要用於鋁門窗、鋁擠型製品等。

-6061中強度高合金低於2和7系列,用於鍛造、航空結構、汽車冷媒軟管。

-6063易焊接可熱處理及良好加工性。

-6082用於機車避震管。

7000系—–(AL-ZN-CU-MG/鋁鋅銅鎂合金):

最高強度(鋁鋅銅鎂)合金,但易應力腐蝕破裂,保存時可噴輕油。鋁鋅鎂合金可用於結構及焊接材料。

-7050、7075也廣泛於航空工業及高強度重量比的應用。

-7N01(7005)用於自行車鋼圈。

-7050用於自行車避震管、前叉管,其強度高於7075。

-7075用於滑雪桿、自行車齒輪盤。

 

變形/鍛造鋁合金(WROUGHT ALLOYS)

變形/鍛造鋁合金(WROUGHT ALUMINIUM)能承受壓力加工,力學性能高於鑄態。可加工成各種形態、規格的鋁合金材。主要用於製造航空器材、日常生活用品、建築用門窗等。變形鋁合金又分為不可熱處理強化型鋁合金和可熱處理強化型鋁合金.

不可熱處理強化型不能通過熱處理來提高機械性能,只能通過冷加工變形來實現強化。例如純鋁─1000系,鋁錳系合金─3000系,鋁矽系合金─4000系,鋁鎂系合金─5000系。

可熱處理強化型鋁合金可以通過淬火和時效等熱處理手段來提高機械性能。鋁合金可以採用熱處理獲得良好的機械性能,物理性能和抗腐蝕性能。例如鋁銅鎂系合金─2000系,鋁鎂矽系合金─6000系,鋁鋅鎂系合金─7000系

同意