2025年鋁合金加工測(cè)試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.下列鋁合金中，屬于Al-Mg-Si系變形鋁合金的是（）A.5052B.6061C.7075D.A356答案：B2.鋁合金半連續(xù)鑄造時(shí)，結(jié)晶器內(nèi)液面波動(dòng)超過(guò)（）易導(dǎo)致表面裂紋缺陷A.1mmB.3mmC.5mmD.10mm答案：C3.擠壓6063鋁合金建筑型材時(shí)，合理的擠壓溫度范圍是（）A.300-350℃B.380-420℃C.450-500℃D.520-560℃答案：C4.高速切削鋁合金（硬度≤HB120）時(shí)，硬質(zhì)合金刀具的合理切削速度范圍是（）A.50-100m/minB.150-300m/minC.400-800m/minD.1000-1500m/min答案：C5.鋁合金T6熱處理工藝中，時(shí)效處理的主要目的是（）A.消除內(nèi)應(yīng)力B.形成強(qiáng)化相析出C.提高耐蝕性D.細(xì)化晶粒答案：B6.下列鑄造鋁合金缺陷中，由液態(tài)收縮和凝固收縮引起的是（）A.氣孔B.縮松C.冷隔D.夾渣答案：B7.鋁合金陽(yáng)極氧化時(shí)，硫酸電解液的濃度通?？刂圃冢ǎ〢.50-100g/LB.120-180g/LC.200-250g/LD.300-350g/L答案：B8.鍛造2A12鋁合金（硬鋁）時(shí)，終鍛溫度應(yīng)不低于（）A.300℃B.380℃C.450℃D.500℃答案：B9.評(píng)價(jià)鋁合金切削加工性的關(guān)鍵指標(biāo)不包括（）A.刀具磨損速率B.切屑控制難度C.表面粗糙度D.材料密度答案：D10.擠壓過(guò)程中，為避免“縮尾”缺陷，剩余壓余厚度應(yīng)至少保留擠壓筒直徑的（）A.1%-3%B.5%-8%C.10%-15%D.20%-25%答案：B11.鋁合金微弧氧化處理后，膜層的主要成分是（）A.Al2O3B.MgOC.SiO2D.TiO2答案：A12.車(chē)削鋁合金薄壁件時(shí)，為減少變形，優(yōu)先采用的裝夾方式是（）A.三爪卡盤(pán)單點(diǎn)夾緊B.軟爪配合軸向壓緊C.強(qiáng)力液壓夾具D.真空吸附答案：B13.鑄造鋁合金熔煉時(shí)，精煉除氣的常用工藝是（）A.加入NaCl覆蓋劑B.通入Ar/N2+細(xì)化劑混合氣體C.提高熔煉溫度至800℃D.延長(zhǎng)保溫時(shí)間答案：B14.鋁合金攪拌摩擦焊（FSW）的關(guān)鍵工藝參數(shù)不包括（）A.攪拌頭轉(zhuǎn)速B.焊接速度C.頂鍛力D.保護(hù)氣體流量答案：D15.下列鋁合金中，屬于超硬鋁的是（）A.3003B.2024C.7075D.5083答案：C二、填空題（每空1分，共20分）1.變形鋁合金按性能和用途分為防銹鋁、硬鋁、超硬鋁、鍛鋁和__________。答案：特殊鋁2.鋁合金鑄造時(shí)，常用的變質(zhì)處理是向熔體中加入__________以細(xì)化共晶硅。答案：鈉鹽（或Sr、P等變質(zhì)劑）3.擠壓模具的工作帶長(zhǎng)度增加，可提高型材__________，但會(huì)增大擠壓力。答案：尺寸精度4.鋁合金切削加工中，__________刀具（材料）因高硬度和低粘結(jié)性，適合加工高硅鋁合金。答案：聚晶金剛石（PCD）5.鋁合金固溶處理時(shí)，加熱溫度需接近__________，但不超過(guò)過(guò)燒溫度。答案：固相線溫度6.半連續(xù)鑄造時(shí)，__________是控制鑄錠結(jié)晶速度的關(guān)鍵參數(shù)，直接影響內(nèi)部組織。答案：冷卻水量（或冷卻強(qiáng)度）7.鋁合金陽(yáng)極氧化膜的孔隙率約為_(kāi)_________，需通過(guò)封孔處理提高耐蝕性。答案：10%-30%8.鍛造鋁合金時(shí)，__________缺陷表現(xiàn)為金屬流線紊亂，可能由不合理的鍛造順序引起。答案：折疊9.鋁合金焊接熱裂紋的敏感區(qū)間是__________溫度范圍，與合金成分偏析有關(guān)。答案：固相線-液相線（或半固態(tài)）10.高速銑削鋁合金時(shí)，為避免粘刀，應(yīng)采用__________（填“干切”或“濕切”）工藝。答案：干切11.鋁合金時(shí)效處理分為自然時(shí)效和__________，后者可加速?gòu)?qiáng)化相析出。答案：人工時(shí)效12.擠壓比（λ）的計(jì)算公式為_(kāi)_________，是衡量擠壓變形程度的重要參數(shù)。答案：擠壓筒截面積/型材截面積13.鑄造鋁合金的流動(dòng)性主要受__________和合金成分（如Si含量）影響。答案：澆注溫度14.鋁合金化學(xué)銑切的關(guān)鍵步驟包括表面預(yù)處理、__________、腐蝕加工和后處理。答案：涂覆保護(hù)膠15.攪拌摩擦焊的熱輸入主要來(lái)自__________與工件的摩擦生熱。答案：攪拌頭16.鋁合金薄壁件加工時(shí)，__________（填“順銑”或“逆銑”）可減少切削力引起的變形。答案：順銑17.鋁合金微弧氧化膜的厚度通常為_(kāi)_________，可顯著提高耐磨性。答案：10-100μm18.熔煉鋁合金時(shí)，__________（元素）的燒損會(huì)導(dǎo)致合金成分偏差，需補(bǔ)加中間合金。答案：Mg（或易氧化元素）19.鋁合金擠壓型材的“粗晶環(huán)”缺陷主要與__________和模具設(shè)計(jì)有關(guān)。答案：擠壓溫度（或變形速率）20.鋁合金切削加工中，__________（切屑形態(tài)）易堵塞容屑槽，需通過(guò)斷屑槽優(yōu)化控制。答案：帶狀切屑三、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述鋁合金擠壓過(guò)程中“死區(qū)”的形成原因及對(duì)型材質(zhì)量的影響。答案：死區(qū)是擠壓時(shí)模具工作帶與擠壓筒交界處金屬因摩擦阻力無(wú)法流動(dòng)形成的區(qū)域。其形成與模具角度、摩擦條件及擠壓溫度有關(guān)。死區(qū)的存在可阻礙鑄錠表面氧化皮、夾渣等缺陷進(jìn)入型材內(nèi)部，提高表面質(zhì)量；但死區(qū)過(guò)大時(shí)，可能導(dǎo)致型材邊部金屬流動(dòng)不均，引發(fā)裂紋或尺寸偏差。2.分析鋁合金高速切削時(shí)刀具磨損的主要形式及控制措施。答案：主要磨損形式：①粘結(jié)磨損（鋁與刀具材料親和性強(qiáng)，易形成積屑瘤后脫落帶走刀具材料）；②擴(kuò)散磨損（高溫下元素互擴(kuò)散導(dǎo)致刀具材料弱化）；③磨粒磨損（鋁合金中的Si相硬質(zhì)點(diǎn)劃傷刀具）?？刂拼胧哼x用PCD或涂層硬質(zhì)合金刀具；優(yōu)化切削參數(shù)（高轉(zhuǎn)速、適當(dāng)進(jìn)給）；采用干切或極微量潤(rùn)滑（MQL）減少粘結(jié)；刀具前角增大（10°-15°）降低摩擦。3.說(shuō)明鋁合金T6熱處理與T4熱處理的區(qū)別及應(yīng)用場(chǎng)景。答案：T4處理是固溶處理后自然時(shí)效，獲得中等強(qiáng)度和良好塑性；T6處理是固溶處理后人工時(shí)效（如175℃×8h），通過(guò)加速析出強(qiáng)化相（如6061的β''相）獲得更高強(qiáng)度。應(yīng)用場(chǎng)景：T4適用于需后續(xù)冷加工或?qū)λ苄砸蟾叩牧慵ㄈ鐩_壓件）；T6適用于承受高應(yīng)力的結(jié)構(gòu)件（如飛機(jī)框架、工業(yè)型材）。4.列舉鋁合金鑄造時(shí)產(chǎn)生氣孔的主要原因及預(yù)防措施。答案：原因：①熔煉時(shí)熔體吸氫（來(lái)自爐氣、熔劑、原材料水分）；②澆注時(shí)卷入空氣；③型砂/芯砂含水分或發(fā)氣物質(zhì)。預(yù)防措施：嚴(yán)格控制原材料干燥度；熔煉時(shí)通入Ar/N2精煉除氣；采用底注式澆注系統(tǒng)減少湍流；型砂/芯砂烘干并添加潰散劑降低發(fā)氣性。5.對(duì)比鋁合金擠壓與鍛造工藝的特點(diǎn)，各舉2例典型應(yīng)用。答案：擠壓：連續(xù)塑性變形，可生產(chǎn)復(fù)雜截面長(zhǎng)型材（如建筑鋁窗、散熱器型材）；變形均勻，組織致密；設(shè)備投資高，適合批量生產(chǎn)。鍛造：多向受力，可獲得高強(qiáng)度、高致密性鍛件（如飛機(jī)起落架、汽車(chē)輪轂）；需多道次成型，適合小批量、高承載零件。四、計(jì)算題（每題8分，共16分）1.某6061鋁合金棒材擠壓生產(chǎn)中，擠壓筒內(nèi)徑為200mm，擠壓后棒材直徑為50mm，計(jì)算擠壓比（λ）；若擠壓速度為15mm/s，求棒材出模速度（v）。（π取3.14）答案：擠壓比λ=擠壓筒截面積/型材截面積=（π×1002）/(π×252)=10000/625=16根據(jù)體積不變?cè)?，擠壓筒截面積×擠壓速度=型材截面積×出模速度v=λ×擠壓速度=16×15=240mm/s2.用直徑Φ120mm的硬質(zhì)合金立銑刀銑削5083鋁合金板（硬度HB85），要求切削速度Vc=600m/min，每齒進(jìn)給量fz=0.1mm/z，銑刀齒數(shù)z=4，計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速n和進(jìn)給速度vf。答案：主軸轉(zhuǎn)速n=1000×Vc/(π×D)=1000×600/(3.14×120)≈1592r/min（取整1600r/min）進(jìn)給速度vf=z×fz×n=4×0.1×1600=640mm/min五、綜合分析題（14分）某公司生產(chǎn)的7075鋁合金航空結(jié)構(gòu)件在疲勞測(cè)試中提前失效，斷口分析顯示裂紋起源于表面加工缺陷。結(jié)合鋁合金加工工藝，分析可能的原因及改進(jìn)措施。答案：可能原因：（1）切削加工：①表面粗糙度高（Ra＞1.6μm），應(yīng)力集中；②刀具磨損后產(chǎn)生毛刺或微裂紋；③切削液選用不當(dāng)（如含Cl?導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕）。（2）熱處理：①固溶處理溫度不足（未完全溶解強(qiáng)化相），或時(shí)效過(guò)度（析出粗大相降低韌性）；②表面氧化皮未清除，成為裂紋源。（3）表面處理：陽(yáng)極氧化前未徹底除油/酸洗，膜層結(jié)合力差；氧化膜厚度不均（局部過(guò)?。?，耐蝕性不足。（4）冷加工：校直時(shí)變形量過(guò)大（＞2%），產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力。改進(jìn)措施：（1）優(yōu)化切削參數(shù)：采用PCD刀具，提高轉(zhuǎn)速（Vc=800-1200m/min）、降低進(jìn)給（fz=0.05-0.1mm/z），控制表面粗糙度Ra≤0.8μm；使用去離子水基切削液（避免Cl?）。（2）嚴(yán)格熱處理工藝：固溶溫度475-485℃（±5℃），保溫時(shí)間按截面厚度計(jì)算（1-2min/mm）；時(shí)效采用雙級(jí)時(shí)效（120℃×24h+160℃×6h），避免過(guò)時(shí)效。（