铝合金加工工艺

铝是有色金属中使用最广泛、应用最广泛的金属材料，其应用范围仍在扩大。铝生产的铝产品种类繁多，数不胜数。据统计，有70多万种，从建筑装饰行业到交通运输行业、航空航天等行业都有不同的需求。今天，小编将介绍铝制品的加工工艺以及如何避免加工变形。

铝的优点和特点如下：

• 1、低密度。铝的密度约为2.7g/cm3。其密度仅为铁或铜的1/3。
• 2、高塑性。铝具有良好的延展性，可通过挤压、拉伸等压力加工手段制成各种用品。
• 3、耐腐蚀性。铝是一种负电性强的金属，在自然条件或阳极氧化下表面会产生保护性氧化膜，比钢具有更好的耐腐蚀性。
• 4、易强化。纯铝强度不高，但阳极氧化后可提高其强度。
• 5、易于表面处理。表面处理可以进一步提高或改变铝的表面性能。铝阳极氧化工艺相当成熟，操作稳定，已广泛应用于铝制品加工过程中。
• 6、导电性好，易回收。

铝制品加工工艺

铝制品的冲制

Play

1、冷冲

使用材料铝颗粒。采用挤压机和模具一次成型，适用于椭圆形、方形、矩形产品等柱形产品或拉伸工艺难以实现的产品形状。（如图1、图2、图3产品）
使用的平台的吨位与产品的截面积有关。上模冲头与下模钨钢之间的间隙为产品的壁厚，上模冲头与下模钨钢之间的垂直间隙为产品的顶厚。
优点：开模周期短，开发成本低于拉伸模。
缺点：生产工艺长，产品尺寸波动大，劳动力成本高。

Play

2、拉伸

使用材料铝皮。适用于非柱状体(铝弯曲产品)，采用连续模具机台和模具进行多次变形，以满足形状要求。

优点:复杂多变形产品在生产过程中尺寸控制稳定，产品表面光滑。
缺点：模具成本高，开发周期长，对机器的选择和精度要求高。

3、机械加工

又称数控加工、自动车床加工、数控车床加工等。
(1)用车、铣削、刨削、钻孔、磨削等通用机床加工模具零件，然后进行必要的钳工修复，组装成各种模具。
(2)精度要求高的模具零件，仅用普通机床加工难以保证高加工精度，因此需要用精密机床加工。
（3）为了使模具零件，特别是形状复杂的凸模，凹模孔和型腔的加工更加自动化，减少装配工的工作量，需要使用数控机床（如三坐标数控铣床、加工中心、数控磨床等设备）加工模具零件。

Play

4、激光切割

通过激光切割机或 激光管切割机 聚焦的高功率密度激光束照射工件，使材料迅速加热到蒸发温度，蒸发形成孔。与此同时，熔融物质被与光束同轴的高速气流吹走。随着激光束的移动，这些孔连续形成窄宽度（如0.1mm左右）的接缝，从而完成材料的切割。

5、精密铸造

精密铸造，属于特殊铸造。一般来说，用这种方法获得的零件不需要再加工。例如熔模铸造、压力铸造等。与传统的铸造工艺相比，精密铸造是一种铸造方法。它能获得相对准确的地形和较高的铸造精度。更常见的方法是：首先根据产品要求设计制作（非常小或非剩余）模具，铸造蜡，获得原始蜡模具；重复涂层和砂工艺、硬化外壳和干燥；然后溶解内部蜡模具，获得型腔；烘焙外壳获得足够的强度；浇筑所需的金属材料；去壳后的砂，以获得高精度的成品。根据产品需要或进行热处理和冷处理。

6、粉末冶金

粉末冶金是一种制造金属粉末的技术，以金属粉末（有时添加少量非金属粉末）为原料，经过混合、成型和烧结，制造材料或产品。它包括制造金属粉末(也包括合金粉末，统称为“金属粉末”)的两部分。(2)制造材料(称为“粉末冶金材料”)或产品(称为“粉末冶金产品”)，以金属粉末(有时添加少量非金属粉末)为原料，混合、成型、烧结。

7、铝合金零件注塑成型

固体粉末与有机粘合剂混合均匀，在加热和塑化状态下制粒(～150℃)用注射成型机注入模腔固化成型，然后通过化学或热分解去除成型坯中的粘合剂，最后通过烧结致密得到最终产品。与传统工艺相比，其产品广泛应用于电子信息工程、生物医疗器械、办公设备、汽车、机械、五金、体育器械、钟表行业、武器、航空航天等行业。

8、铝合金铸造

铝合金铸造 是指铝合金熔化后，通过铸造工艺在铸造过程中铸造，然后冷却固化得到所需产品或零件的制造方法。

铝合金砂型铸造：这是一种在砂型中生产铝合金铸件的铸造方法。该铸造方法以砂型为模具，将熔融铝合金注入砂型，冷却后获得所需的铸件。由于砂型铸造材料相对便宜，成本相对较低，适合大规模生产。此外，在铸造过程中，需要控制温度、时间和冷却速度，以确保铸件的质量和性能。

铝合金熔模铸造：它是一种精密铸造方法，又称“失蜡铸造”。在熔模铸造中，首先用易熔材料(如蜡或塑料)做出准确的外观。该模型是根据所需铸件的形状和尺寸制作的。然后，在外观表面涂上几层耐火材料，形成外壳。该型壳的作用是保护内部外观，并在铸造过程中保持铸造的形状。然后，熔化并排出内部外观，以获得无分型面的铸造。这种铸造可用于填砂和浇注熔融铝合金。铸件浇注后会冷却硬化。铸件经高温烘烤后，可进行后续处理或使用。熔模铸造的优点是可以生产出非常精确和复杂的铸件。

铝合金压力铸造 ：是一种利用高压将金属液高速压入精密金属模具型腔，然后冷却凝固形成铸件的方法。金属液在高压下注入模具型腔进行压力铸造。这种高压使金属液能迅速填充型腔，并在短时间内冷却凝固。由于金属液在高压下流动，可以生产形状和结构复杂的铸件。由于压铸能迅速冷却凝固金属液，因此能减少铸件内部的缺陷和应力。

铝合金低压铸造 ：确实是指压力较低(通常是0.02)～在0.06MPa范围内)下，液体金属被填充和铸造，并在压力下结晶形成铸件。该方法又称“低压铸造”或“低压填充铸造”。金属液体在低压铸造过程中注入密封坩埚，然后通过管道系统传输到模具中。这一过程是在严格控制的气压和金属液体的温度条件下进行的。一旦金属液体填充模具腔，多余的金属液体就会回流到坩埚中。然后，模具会在一定的压力下冷却，使金属液体在压力下结晶，从而获得所需的铸件。

铝合金离心铸造：它是一种铸造方法，在离心力的作用下，将金属液倒入旋转铸造中，填充铸造并凝固成型。在离心铸造过程中，首先将金属液倒入旋转铸造中。铸造通常由耐火材料制成，并具有所需的形状和尺寸。金属液进入旋转铸型时，离心力将金属液拉到铸型内壁，从而填充整个铸型。金属液在离心力作用下迅速冷却凝固。由于离心力的作用，金属液在铸造内壁形成较厚的金属层，而铸造中心形成较薄的金属层。这种结构使铸件具有更好的强度和刚度。

铝合金重力铸造 ：这是一种利用液态金属在重力作用下填充金属铸造并在型中冷却凝固的成型方法。液态金属在金属铸造过程中注入金属铸造，并在铸造过程中冷却凝固。该铸型通常由耐热金属制成，具有所需的形状和尺寸。液体金属注入铸型时，由于重力的作用，金属液会填充铸型的各个部分。液态金属在冷却过程中逐渐凝固，形成铸件。由于金属铸件的热导率和热容量大，铸件冷却速度快，有助于获得致密的铸件组织和良好的力学性能。

铝合金真空压铸：它是一种先进的压铸工艺，通过在压铸过程中去除压铸模腔中的气体，从而消除或显著降低压铸件中的气孔和溶解气体，提高压铸件的力学性能和表面质量。模具型腔内的气体在真空压铸过程中首先抽出，使型腔内形成负压。然后将液态金属注入型腔，并在负压下填充型腔。由于负压的存在，液态金属中的气体更容易排出，从而减少了气孔和溶解气体的形成。

铝合金挤压铸造：它是一种在高压下凝固和流动液态或半固态金属，直接获得零件或毛坯的方法。它具有液态金属利用率高、工艺简化、质量稳定等优点，是一种具有潜在应用前景的节能金属成型技术。液态或半固态金属在挤压铸造过程中注入模腔，并在高压下凝固和流动。这一过程通常在高温和高压条件下进行，以促进金属的快速凝固和流动。

铝合金消失模铸造(又称实型铸造)：这是一种新的铸造方法。其基本原理是将类似于铸件尺寸和形状的石蜡或泡沫模型粘合成模型簇，然后涂上耐火涂层并干燥。接下来，将模型包埋在干石英砂中进行振动形状。在负压下浇注，使模型气化，液体金属占据模型位置，固化冷却后形成铸件。

连续铸造铝合金：这是一种先进的铸造方法。其原理是将熔融金属不断浇注到一种特殊的金属类型中，称为结晶器。随着金属液体的冷却和凝固，铸件逐渐形成。连续铸造过程使凝固的铸件能够从结晶器的一端连续获得。这些铸件可以从任何长度到特定长度。

铝制品的表面处理

1、喷砂(喷丸)

利用高速砂流的冲击来清洁和粗化金属表面的过程。该方法的铝表面处理可以使工件表面具有一定的清洁度和不同的粗糙度，提高工件表面的机械性能，从而提高工件的抗疲劳性，增加与涂层的附着力，延长涂层的耐久性，也有利于涂层的平滑和装饰。我们经常在苹果的各种产品中看到这个过程。

2、抛光
利用机械、化学或电化学的作用，降低工件的表面粗糙度，以获得明亮、光滑的表面处理方法。抛光工艺主要分为：机械抛光、化学抛光、电解抛光。铝部件采用机械抛光 电解抛光后能接近不锈钢镜面效果，给人一种高档简约、时尚未来的感觉。

3、拉丝

金属拉丝是用砂纸反复刮出铝板线条的制造过程。拉丝可分为直纹拉丝、乱纹拉丝、旋纹拉丝和螺纹拉丝。金属拉丝工艺 ，每一个细微的丝痕都能清晰地显示出来，从而使金属哑光中的细发光泽，产品兼具时尚感和科技感。

4、高光切削

钻石刀用精雕机加固在高速旋转(一般转速为2万转/分)的精雕机主轴上切割零件，在产品表面产生局部亮点。切削高光的亮度受铣削钻头速度的影响。钻头速度越快，切削高光越亮。相反，它越暗，越容易产生刀纹。近年来，一些高端电视金属边框采用了高光铣削工艺，加上阳极氧化和拉丝工艺，使电视整体充满了时尚感和科技感。

5、阳极氧化

阳极氧化是指在相应的电解质和特定的工艺条件下，在铝制品（阳极）上形成氧化膜的过程。阳极氧化不仅可以解决铝表面硬度、耐磨性等缺陷，而且可以延长铝的使用寿命，提高美观，已成为铝表面处理不可缺少的环节，是目前应用最广泛、最成功的工艺。

6、双色阳极

双色阳极是指在产品上氧化阳极，并在特定区域赋予不同的颜色。由于工艺复杂，成本高，双色阳极氧化工艺在电视行业应用较少；但通过双色对比，更能体现产品的高端独特外观。铝零件加工变形的原因有很多，包括材料、零件形状、生产条件等。主要有以下几个方面：毛坯内应力引起的变形、切削力、切削热引起的变形、夹紧力引起的变形。