鋁加工知識(shí)復(fù)習(xí)題（含答案解析）一、選擇題（每題3分，共30分）下列不屬于純鋁物理特性的是（）A.密度?。s2.7g/cm3）B.熔點(diǎn)高（約1538℃）C.導(dǎo)電性優(yōu)良（僅次于銅）D.塑性好，易加工鋁加工中，用于生產(chǎn)板材、帶材的主要工藝是（）A.擠壓成型B.軋制成型C.鍛造成型D.鑄造成型鋁合金熱處理中的“固溶處理”主要目的是（）A.降低硬度，提高塑性B.細(xì)化晶粒，均勻成分C.使合金元素充分溶解，為時(shí)效強(qiáng)化做準(zhǔn)備D.消除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸下列鋁合金中，屬于變形鋁合金且可通過熱處理強(qiáng)化的是（）A.純鋁（1系）B.鋁錳合金（3系）C.鋁鎂合金（5系）D.鋁銅合金（2系）鋁帶冷軋過程中，若軋制力過大，易導(dǎo)致的缺陷是（）A.表面劃傷B.板形不良（如中浪、邊浪）C.晶粒粗大D.氧化膜過厚鋁擠壓成型中，“擠壓比”是指（）A.擠壓筒內(nèi)徑與制品最大外徑的比值B.擠壓筒橫截面積與制品橫截面積的比值C.擠壓速度與制品出口速度的比值D.模具壽命與擠壓次數(shù)的比值下列關(guān)于鋁及鋁合金表面處理的說法，錯(cuò)誤的是（）A.陽極氧化可形成致密氧化膜，提高耐腐蝕性B.電鍍可在鋁表面鍍銅、鎳等金屬，提升裝飾性C.化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理（如鉻化、磷化）適用于后續(xù)涂裝打底D.熱浸鍍鋅是鋁表面常用的防腐處理方式鋁鍛造工藝中，“等溫鍛造”的主要優(yōu)勢(shì)是（）A.降低鍛造溫度，減少能耗B.避免工件溫度不均，提高成型精度C.加快成型速度，提高生產(chǎn)效率D.減少模具磨損，延長模具壽命鋁合金時(shí)效處理過程中，隨時(shí)效時(shí)間延長，材料性能變化趨勢(shì)是（）A.硬度先升高后降低，塑性先降低后升高B.硬度持續(xù)升高，塑性持續(xù)降低C.硬度先降低后升高，塑性先升高后降低D.硬度與塑性均保持穩(wěn)定鋁加工生產(chǎn)中，用于檢測(cè)板材內(nèi)部缺陷（如分層、夾雜）的常用無損檢測(cè)方法是（）A.目視檢測(cè)B.超聲波檢測(cè)C.磁粉檢測(cè)D.滲透檢測(cè)二、填空題（每空1分，共20分）純鋁按純度可分為工業(yè)純鋁（純度≥99.0%）和高純度鋁（純度≥99.95%），其中工業(yè)純鋁的牌號(hào)用__________系列表示（如1050、1060）。鋁軋制工藝按溫度可分為__________（軋制溫度高于再結(jié)晶溫度）和__________（軋制溫度低于再結(jié)晶溫度），前者適用于粗加工，后者可提高產(chǎn)品精度。鋁擠壓模具按結(jié)構(gòu)可分為__________模具（用于生產(chǎn)實(shí)心型材）和__________模具（用于生產(chǎn)空心型材，如鋁門窗框）。鋁合金的強(qiáng)化方式主要有__________強(qiáng)化（如加工硬化）、__________強(qiáng)化（如固溶+時(shí)效）和__________強(qiáng)化（如細(xì)化晶粒）。鋁帶材生產(chǎn)中，“板形”是指帶材的__________狀態(tài)，常見的板形缺陷有中浪、邊浪、__________等，可通過調(diào)整軋制力、張力或工作輥凸度來改善。鋁鑄造是鋁加工的前序工序，主要分為__________鑄造（用于生產(chǎn)軋制用鑄錠）和__________鑄造（用于生產(chǎn)擠壓用鑄錠），前者鑄錠截面較大，后者鑄錠長度較長。鋁及鋁合金表面氧化膜分為天然氧化膜和人工氧化膜，天然氧化膜厚度僅__________nm，耐腐蝕性較差；人工氧化膜（如陽極氧化膜）厚度可達(dá)__________μm，防護(hù)性能顯著提升。鋁鍛造過程中，是指金屬在鍛造力作用下產(chǎn)生塑性變形，使坯料形狀、尺寸達(dá)到要求的過程，常用的鍛造設(shè)備有、液壓機(jī)等。鋁合金熱處理工藝中，“時(shí)效處理”分為__________時(shí)效（室溫下進(jìn)行）和__________時(shí)效（加熱到一定溫度進(jìn)行），后者可縮短時(shí)效時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。鋁加工廢料按來源可分為__________廢料（如切邊、廢模具）和__________廢料（如不合格產(chǎn)品、邊角料），廢料回收重熔可降低生產(chǎn)成本，減少資源浪費(fèi)。三、簡答題（每題8分，共40分）簡述鋁軋制工藝的基本流程，并說明冷軋與熱軋的主要區(qū)別。什么是鋁合金的“加工硬化”？其對(duì)鋁加工過程和產(chǎn)品性能有何影響？鋁擠壓成型中，影響擠壓制品質(zhì)量的主要因素有哪些？請(qǐng)列舉至少4項(xiàng)并簡要說明。簡述鋁及鋁合金陽極氧化的基本原理和主要工藝步驟。鋁合金熱處理中的“固溶處理-淬火-時(shí)效”工藝適用于哪些類型的鋁合金？該工藝如何實(shí)現(xiàn)材料強(qiáng)化？四、計(jì)算題（10分）某鋁加工廠用擠壓工藝生產(chǎn)實(shí)心鋁棒，已知擠壓筒內(nèi)徑為180mm，擠壓制品（鋁棒）的直徑為30mm，擠壓速度為50mm/s，試計(jì)算：（1）該擠壓過程的擠壓比；（2）若不考慮金屬流動(dòng)損失，該鋁棒的出口速度（提示：擠壓過程中金屬體積流量守恒）。參考答案及解析一、選擇題B【解析】純鋁熔點(diǎn)約660℃，1538℃是鐵的熔點(diǎn)，故選B。B【解析】軋制是生產(chǎn)板材、帶材、箔材的核心工藝；擠壓多用于型材、管材，鍛造用于復(fù)雜形狀工件，鑄造是鑄錠生產(chǎn)工藝，故選B。C【解析】固溶處理將鋁合金加熱至高溫，使合金元素（如Cu、Mg）充分溶解到鋁基體中，形成過飽和固溶體，為后續(xù)時(shí)效強(qiáng)化（析出強(qiáng)化相）奠定基礎(chǔ)，故選C。D【解析】1系純鋁、3系鋁錳合金、5系鋁鎂合金均為不可熱處理強(qiáng)化變形鋁合金；2系鋁銅合金可通過固溶+時(shí)效強(qiáng)化，故選D。B【解析】軋制力過大易導(dǎo)致帶材中間或邊緣過度延伸，產(chǎn)生中浪、邊浪等板形缺陷；表面劃傷多由設(shè)備異物引起，晶粒粗大與加熱溫度有關(guān)，氧化膜過厚與軋制環(huán)境有關(guān)，故選B。B【解析】擠壓比是擠壓筒橫截面積與制品橫截面積的比值，反映金屬塑性變形程度，比值越大，變形越充分，故選B。D【解析】熱浸鍍鋅多用于鋼鐵表面防腐，鋁表面常用陽極氧化、電鍍等處理，故選D。B【解析】等溫鍛造使模具與工件保持恒定溫度，避免工件因溫度不均導(dǎo)致的變形不均，提高成型精度，尤其適用于復(fù)雜薄壁件，故選B。A【解析】時(shí)效初期，過飽和固溶體析出細(xì)小強(qiáng)化相，硬度升高、塑性降低；時(shí)效過度后，強(qiáng)化相聚集長大，硬度降低、塑性回升，故選A。B【解析】超聲波檢測(cè)可穿透鋁板材，檢測(cè)內(nèi)部分層、夾雜等缺陷；目視檢測(cè)僅能查表面缺陷，磁粉檢測(cè)不適用于非鐵磁性的鋁，滲透檢測(cè)也限于表面缺陷，故選B。二、填空題1系2.熱軋；冷軋3.實(shí)心；空心（或分流）4.加工；熱處理；細(xì)晶5.平直；鐮刀彎6.扁錠；圓錠7.5-10；5-200（合理范圍即可）8.塑性變形；鍛錘9.自然；人工10.工藝；產(chǎn)品三、簡答題鋁軋制基本流程：鑄錠加熱→熱軋（粗軋、精軋）→卷取→冷軋（多道次軋制，中間需退火軟化）→精整（切邊、矯直、檢驗(yàn)）→成品。冷軋與熱軋區(qū)別：①溫度不同：熱軋溫度高于再結(jié)晶溫度（純鋁約300-500℃），冷軋低于再結(jié)晶溫度（常室溫）；②變形程度：熱軋單次變形量大（壓下率可達(dá)30%-50%），冷軋單次變形量?。▔合侣?%-20%），需多道次；③產(chǎn)品性能：熱軋產(chǎn)品塑性好、強(qiáng)度低，冷軋產(chǎn)品強(qiáng)度高、精度高（表面粗糙度小、尺寸公差?。?。加工硬化：鋁及鋁合金在冷加工（如冷軋、冷擠壓）過程中，隨塑性變形量增加，材料硬度、強(qiáng)度升高，塑性、韌性降低的現(xiàn)象，本質(zhì)是位錯(cuò)密度增加導(dǎo)致的位錯(cuò)相互作用。影響：①加工過程：加工硬化會(huì)使后續(xù)變形阻力增大，需中間退火軟化，否則易導(dǎo)致工件開裂；②產(chǎn)品性能：可通過控制加工硬化程度調(diào)整產(chǎn)品強(qiáng)度（如硬態(tài)鋁帶強(qiáng)度高于軟態(tài)），滿足不同應(yīng)用需求（如易拉罐用硬態(tài)鋁，包裝用軟態(tài)鋁）。影響鋁擠壓制品質(zhì)量的因素：①模具設(shè)計(jì)：模具型腔尺寸精度、表面光潔度直接影響制品尺寸與表面質(zhì)量，如模具磨損會(huì)導(dǎo)致制品尺寸超差；②擠壓溫度：溫度過低易導(dǎo)致變形阻力大、制品開裂，溫度過高易導(dǎo)致晶粒粗大、表面氧化；③擠壓速度：速度過快易產(chǎn)生渦流、表面裂紋，速度過慢降低生產(chǎn)效率；④金屬成分：合金元素含量不均會(huì)導(dǎo)致制品性能不均（如強(qiáng)度差異）；⑤冷卻速度：冷卻過慢易導(dǎo)致制品晶粒長大，冷卻過快易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。陽極氧化原理：將鋁制品作為陽極，放入電解質(zhì)溶液（如硫酸、草酸）中，通直流電后，鋁表面發(fā)生氧化反應(yīng)，生成Al?O?氧化膜，氧化膜與基體結(jié)合牢固，具有良好的耐腐蝕性和裝飾性。主要工藝步驟：①前處理（除油：去除表面油污；酸洗：去除氧化膜、銹蝕；拋光：提高表面光潔度）；②陽極氧化（控制電壓12-20V、溫度15-25℃，氧化時(shí)間根據(jù)膜厚需求調(diào)整）；③后處理（封孔：封閉氧化膜孔隙，提高耐腐蝕性，常用熱水封孔、鎳鹽封孔；著色：通過電解著色、有機(jī)著色實(shí)現(xiàn)不同顏色）。適用鋁合金：適用于可熱處理強(qiáng)化的變形鋁合金，如2系（Al-Cu）、6系（Al-Mg-Si）、7系（Al-Zn-Mg-Cu）。強(qiáng)化機(jī)制：①固溶處理：將鋁合金加熱至高溫，使合金元素（如Cu、Mg、Si）充分溶解到鋁基體，形成過飽和固溶體，此時(shí)材料硬度較低；②淬火：將固溶處理后的合金快速冷卻（如水冷），抑制合金元素析出，保持過飽和固溶體狀態(tài)；③時(shí)效處理：將淬火后的合金在室溫或低溫加熱，過飽和固溶體中析出細(xì)小、均勻的強(qiáng)化相（如2系中的θ相CuAl?，6系中的β相Mg?Si），強(qiáng)化相阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，使材料硬度、強(qiáng)度顯著提升。四、計(jì)算題（1）擠壓比計(jì)算：擠壓比λ=擠壓筒橫截面積S?/制品橫截面積S?擠壓筒內(nèi)徑D=180mm，橫截面積S?=πD2/4=π×(180)2/4=8100πmm2制品直徑d=30mm，橫截面積S?=πd2