關于2A12鋁合金狀態的說明
2A12鋁合金,舊稱LY12硬鋁合金,屬于鋁(AL)-銅(Cu)合金,在GB/T3880.1-2012和GB/T3880.2-2012鋁合金板材國標中的描述,只針對H112(現有些國標文件把H112狀態歸類到T1狀態)狀態板材厚度H≤80mm,T4狀態板材厚度H≤10mm的機械性能和物料性能參數有所標注,對T4狀態或更高狀態鋁板厚度H>10mm的沒做對應的闡述及要求,所以對于2A12鋁合金板材,我們通常認為其狀態的劃分按厚度為:H≤10mm是T4狀態,H>10mm是H112狀態,按照國標GB標準理論上來說也沒有錯。
2A12鋁合金狀態的演變是這樣的:
在國軍標GJB1741A-2008(鋁合金預拉伸板材規范)中,就有對2A12-T351板材厚度≤100mm的性能描述(詳見圖表)。
綜上所述,在選用2A12鋁合金板材時,通常情況下可以選擇的狀態有:厚度≤10mm為T4狀態,厚度>10mm為H112(T1)狀態或者T351狀態,T351狀態為消除內應力狀態,材料性能更加穩定。在厚度較厚(厚度H≥180mm)的情況下,要選用T4或者更高狀態時,建議選用T352鍛打狀態,材料的內部組織性能更加優良。
為了克服鋁合金材料T4狀態下加工變形的問題,建議添置:鋁合金專用時效爐,在不影響材料本身性能的情況下,消除材料殘存的內應力,得以確保產品的尺寸精確度和產品使用對環境的敏感度!
2A12鋁合金狀態T4代表:已經熱處理過(即淬火),硬度和強度均達到標準,此時的鋁材存在內應力,平整度(即平面度)不是很理想,主要體現在切割和加工時,受到外力作用后,會產生不可預期的變形。
2A12-T4鋁材之所以在加工過程中會變形,源于其內部存在的內應力。內應力是鋁材內部分子團與分子團架構之間相互作用而產生的應力,此應力的大小也會隨著鋁材的狀態、硬度、抗拉強度等的不同而表現出不同,從而在鋁材加工過程中反應出不同的變形量;當然,對鋁材的加工動作的大小、加工工藝的不同,所表現的最終變形量也不同。故,要用準確的理論參數來界定一件鋁材的變形量,是很難的,也是不可能的。總的來說,一件2A12-T4鋁材,其硬度越高,抗拉強度越大,加工工藝越復雜,單件材料規格尺寸越窄越長或表面面積越大,變形量也越大。其原因是:硬度高,抗拉強度大,鋁材內部分子團之間相互作用的力量也大;加工工藝越復雜或加工動作越大在銑、鉆等加工過程中,會產生大量的熱量,而熱量會促使鋁材內部分子運動的加劇,造成應力釋放,導致變形。還有,應力作用是相互的,作用力與反作用力的存在使得“一步到位”的加工工藝,也會導致鋁材變形量增大。
如何克服2A12-T4鋁材加工變形,現提出以下建議:
在材料尺寸需求方面,盡量避免“又窄又長”或“特寬特長”的情況;
在加工過程中,遵循“先粗后精”,分多次加工的工藝,使得鋁材內應力逐步釋放,達到預期效果;
材料余量適當放大,最好厚度余量超過2mm;
自然時效:將材料放置于室外達1年以上(做好防護措施),通過自然的溫度和環境變化削弱內應力。
人工時效:先將鋁材按產品圖紙要求進行粗加工,留有一定余量(1-2mm),而后將材料放置于鋁合金專用時效爐進行人工時效12小時即可(此工藝效果甚佳,成本也相對較低)。
2A12鋁合金材料的腐蝕防護:
2A12鋁合金材料的耐腐蝕性能較差,所以加以防護是必要的。2A12鋁合金原材料在常溫狀態下室內或者室外需要放置較長時間時(超三個月),則需要在鋁材表面涂抹防護清油;如果鋁合金材料已經加工成成品時,需要放置保管在干燥的環境中,必要時需要涂抹:鋁合金專用防護液,其無色、無味、無痕跡,不必特意清除!
以上幾個方面是對2A12鋁合金材料的一些常見問題予以經驗總結,謹參考!
整理者:劉生Lokin
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日期:2020-2-19
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