高強(qiáng)度鋁合金替代銅與鋅的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析
新聞來(lái)源： 發(fā)布時(shí)間：2017.06.28 瀏覽量:
現(xiàn)時(shí)銅與鋅都大幅漲價(jià)，行內(nèi)人士都不約而同地尋找替代品。而對(duì)于水曖器材與裝飾行業(yè)，以及其它機(jī)電制造行業(yè)，用高強(qiáng)度變形鋁合金代替銅與鋅，不但具有工業(yè)技術(shù)可行性，更會(huì)帶來(lái)很好的經(jīng)濟(jì)效益。
1. 從綜合機(jī)械性能看高強(qiáng)度變形鋁合金對(duì)銅合金、鋅合金的替代
1.1抗拉強(qiáng)度的對(duì)比
用量多廣銅合金為HPb59-1黃銅，其抗拉強(qiáng)度為370-450Mpa。而鋅合金的抗拉強(qiáng)度則只有250-320Mpa。
由于變形鋁合金，如LD2-2（6070）、LD10（2014）、LD30（6061）、LD31（6063）、LY12（2024、2124）、LY16（2219）、LC4（7075）的抗拉強(qiáng)度在310-570Mpa之間。
對(duì)照下表可知，2024與2124牌號(hào)的抗拉強(qiáng)度恰好與黃銅的相對(duì)應(yīng)，而6061變形鋁合金的抗拉強(qiáng)度為310Mpa，可與鋅合金相對(duì)。
1.2硬度方面
HPb59-1的硬度一般大于HB80，與6061的硬度HB95差不多，而2024、2124的硬度則大于HB135。
壓鑄鋅合金的硬度為HB80-95，與6061的硬度HB95差不多。
1.3延伸率方面
HPb59-1擠壓材的延伸率為10-16%，鑄態(tài)的要比這個(gè)數(shù)值低，與6061、7075硬鋁合金的10-12%相當(dāng)。
壓鑄鋅合金的延伸率只有1-2%，非常低。隨便一種變形鋁合金都要比它高得多。
1.4抗腐蝕、陽(yáng)極氧化與表面裝飾處理比較
與鋁合金相比，黃銅與鋅基合金的抗腐蝕性能差距較大，未加表面處理時(shí)，后者裝飾性很不好，所以一般都需要用其它的表面處理方式如電鍍等進(jìn)行保護(hù)或裝飾。
現(xiàn)時(shí)鋁合金的鍍裝飾鉻技術(shù)十分成熟，生產(chǎn)成本與銅、鋅的鍍裝飾鉻差不多。
變形鋁合金經(jīng)陽(yáng)極氧化后，不但具有很好的抗腐蝕性，而且也有很好的裝飾性。由于鋁合金陽(yáng)極氧化比鍍鉻成本更低，這種裝飾性表面的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，使得它有不錯(cuò)的市場(chǎng)份額。
1.5焊接性能與成形工藝特點(diǎn)
變形鋁合金的另一個(gè)特點(diǎn)是可以焊接，這個(gè)性能是傳統(tǒng)所有的鑄造鋁合金與銅、鋅合金所不能比擬的。但變形鋁合金一定要求要清除內(nèi)部的氣孔，所以，其成形工藝要求是擠或鍛。
典型鋁合金的機(jī)械性能(Typical Mechanical Properties)
典型鋁合金的機(jī)械性能(Typical Mechanical Properties)
鋁合金 牌號(hào)及狀態(tài) 拉伸強(qiáng)度(25°C Mpa) 屈服強(qiáng)度(25°C Mpa) 硬度500kg力10mm球 延伸率1.6mm(1/16in)厚度
5052-H112 175 195 60 12
5083-H112 180 211 65 14
6061-T651 310 276 95 12
7050-T7451 510 455 135 10
7075-T651 572 503 150 11
2024-T351 470 325 120 20
2 經(jīng)濟(jì)性的簡(jiǎn)單分析
因銅合金比重為鋁合金的3倍，其單價(jià)是鋁合金3.3倍，單位成本則為3.33×3=10倍。如能用變形鋁合金代替銅合金，可降低成本80%，其效益無(wú)可比擬。
而鋅的比重為鋁合金的2倍，現(xiàn)時(shí)鋅的售價(jià)約為鋁的1.5倍高，單位成本2×1.5=3倍。用變形鋁合金代替鋅，可節(jié)約成本近一半。
用變形鋁合金生產(chǎn)不銹鋼類(lèi)裝飾制品，其生產(chǎn)成本也可降一半，有相近的意義。
3. 高強(qiáng)度變形鋁合金毛坯的生產(chǎn)工藝
由于我國(guó)連鑄連鍛技術(shù)取得了顯著的進(jìn)步，運(yùn)用“擠壓壓鑄模鍛機(jī)”，不但能生產(chǎn)出壓鑄件結(jié)構(gòu)一樣復(fù)雜的變形鋁合金毛坯，其車(chē)間成本相近，且生產(chǎn)出來(lái)的鍛 壓毛坯，表面光潔度達(dá)到7級(jí)，內(nèi)部金相為破碎組織，比傳統(tǒng)鑄造方法，還具有更好更高的綜合機(jī)械性能?，F(xiàn)已生產(chǎn)出包括極限運(yùn)動(dòng)摩托車(chē)、踏板車(chē)等高品質(zhì)裝飾與耐 沖擊性產(chǎn)品，出口歐美等市場(chǎng)。
因此，使用變形鋁合金替代傳統(tǒng)的鑄造鋁合金、銅合金、鋅合金生產(chǎn)毛坯，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)性都是完全可行的。
從市場(chǎng)反饋的信息看，這已成為一種潮流與趨勢(shì)了。
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