关于2A12铝合金状态的说明
2A12铝合金,旧称LY12硬铝合金,属于铝(AL)-铜(Cu)合金,在GB/T3880.1-2012和GB/T3880.2-2012铝合金板材国标中的描述,只针对H112(现有些国标文件把H112状态归类到T1状态)状态板材厚度H≤80mm,T4状态板材厚度H≤10mm的机械性能和物料性能参数有所标注,对T4状态或更高状态铝板厚度H>10mm的没做对应的阐述及要求,所以对于2A12铝合金板材,我们通常认为其状态的划分按厚度为:H≤10mm是T4状态,H>10mm是H112状态,按照国标GB标准理论上来说也没有错。
2A12铝合金状态的演变是这样的:
在国军标GJB1741A-2008(铝合金预拉伸板材规范)中,就有对2A12-T351板材厚度≤100mm的性能描述(详见图表)。
综上所述,在选用2A12铝合金板材时,通常情况下可以选择的状态有:厚度≤10mm为T4状态,厚度>10mm为H112(T1)状态或者T351状态,T351状态为消除内应力状态,材料性能更加稳定。在厚度较厚(厚度H≥180mm)的情况下,要选用T4或者更高状态时,建议选用T352锻打状态,材料的内部组织性能更加优良。
为了克服铝合金材料T4状态下加工变形的问题,建议添置:铝合金专用时效炉,在不影响材料本身性能的情况下,消除材料残存的内应力,得以确保产品的尺寸精确度和产品使用对环境的敏感度!
2A12铝合金状态T4代表:已经热处理过(即淬火),硬度和强度均达到标准,此时的铝材存在内应力,平整度(即平面度)不是很理想,主要体现在切割和加工时,受到外力作用后,会产生不可预期的变形。
2A12-T4铝材之所以在加工过程中会变形,源于其内部存在的内应力。内应力是铝材内部分子团与分子团架构之间相互作用而产生的应力,此应力的大小也会随着铝材的状态、硬度、抗拉强度等的不同而表现出不同,从而在铝材加工过程中反应出不同的变形量;当然,对铝材的加工动作的大小、加工工艺的不同,所表现的最终变形量也不同。故,要用准确的理论参数来界定一件铝材的变形量,是很难的,也是不可能的。总的来说,一件2A12-T4铝材,其硬度越高,抗拉强度越大,加工工艺越复杂,单件材料规格尺寸越窄越长或表面面积越大,变形量也越大。其原因是:硬度高,抗拉强度大,铝材内部分子团之间相互作用的力量也大;加工工艺越复杂或加工动作越大在铣、钻等加工过程中,会产生大量的热量,而热量会促使铝材内部分子运动的加剧,造成应力释放,导致变形。还有,应力作用是相互的,作用力与反作用力的存在使得“一步到位”的加工工艺,也会导致铝材变形量增大。
如何克服2A12-T4铝材加工变形,现提出以下建议:
在材料尺寸需求方面,尽量避免“又窄又长”或“特宽特长”的情况;
在加工过程中,遵循“先粗后精”,分多次加工的工艺,使得铝材内应力逐步释放,达到预期效果;
材料余量适当放大,最好厚度余量超过2mm;
自然时效:将材料放置于室外达1年以上(做好防护措施),通过自然的温度和环境变化削弱内应力。
人工时效:先将铝材按产品图纸要求进行粗加工,留有一定余量(1-2mm),而后将材料放置于铝合金专用时效炉进行人工时效12小时即可(此工艺效果甚佳,成本也相对较低)。
2A12铝合金材料的腐蚀防护:
2A12铝合金材料的耐腐蚀性能较差,所以加以防护是必要的。2A12铝合金原材料在常温状态下室内或者室外需要放置较长时间时(超三个月),则需要在铝材表面涂抹防护清油;如果铝合金材料已经加工成成品时,需要放置保管在干燥的环境中,必要时需要涂抹:铝合金专用防护液,其无色、无味、无痕迹,不必特意清除!
以上几个方面是对2A12铝合金材料的一些常见问题予以经验总结,谨参考!
整理者:刘生Lokin
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日期:2020-2-19