【正文】 255航天結(jié)構(gòu)件7050T615603400GB/T388010固態(tài)鋁為面心立方結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)良的特性，熔點(diǎn)為660oc，比重γ=，化學(xué)性質(zhì)活潑，易氧化生成AL2O3，可總結(jié)出6條性能優(yōu)點(diǎn)：1）比重小 ，～，大約為鋼的1/3，因此凡是要求減輕結(jié)構(gòu)重量的地方自然就得優(yōu)先考慮采用鋁及鋁合金，如交通運(yùn)輸。2）比強(qiáng)度大可與鋼媲美。3）塑性好 易于加工成材、易焊接、低溫不脆其延伸率為50%左右。4）導(dǎo)電導(dǎo)熱性好 現(xiàn)在電氣工業(yè)上以大量用Al代Cu制造導(dǎo)線，電動機(jī)上轉(zhuǎn)子的導(dǎo)條甚至定子的繞組也采用鋁材料來制造。5）耐蝕性好 由于表面氣自然生成致密而且堅(jiān)固的AL2O3氧化膜，在大氣、淡水、海水、濃硝酸、各種硝酸鹽以及汽油、各種有機(jī)物中均耐蝕。只有在鹵素離子或堿離子中才會受到腐蝕破壞。6）具有較小的熱中子浮獲截面、光澤性好。各種計(jì)算產(chǎn)品的化學(xué)成分見表23，物理性能見表24,典型室溫機(jī)械性能見表25。表23 計(jì)算產(chǎn)品的化學(xué)成分合金牌號SiFeCuMnMgCrZnTiVAl1100Si+ Fe ～————余量2219～～—～余量3003～～————余量5052～～——余量7050～～～—余量表24 計(jì)算產(chǎn)品的物理性能合金牌號密度/Kg/m3液相線溫度/℃固相線溫度/℃體膨脹系數(shù)/m3(m3*K)比熱容/J/（Kg*K）熱導(dǎo)率/W/(m*K)室溫電阻率/歐姆*毫米110027106576436810690422422192840643—65106864130623003273065464367106893159425052268064960769106——7050283063552468106860154表25 計(jì)算產(chǎn)品的典型室溫機(jī)械性能合金牌號狀態(tài)抗拉強(qiáng)度бb/Mpa延伸率δ/%硬度/HB抗剪強(qiáng)度/ Mpa疲勞強(qiáng)度б1/ Mpa1100O903435236234H1211010312286941H141241179327648H161451386388362H1816515254490622219O1727618——103T4235918620———T3T35135924817———T3739331711———T6241429010———T8T85145535210———3003O1104230～40287648H1213012510～20358355H141501458～15409762H161751755～144710569H182001854～1055110695052O195902546125110H322301951260140115H342602151068145125H36275240873160130H382902557771651407050O52428———CS52417———各計(jì)算產(chǎn)品具有很多用途，但是它們的典型用途如表26所示。表26 計(jì)算產(chǎn)品的典型用途合金牌號典 型 用 途1100用于加工需要有良好的成形性和高的抗蝕性但不要求有高強(qiáng)度的零部件。例如化工產(chǎn)品、食品工業(yè)裝置與儲存容器、薄板加工件、深拉或旋壓凹形器、焊接零部件、熱交換器、印刷板、銘牌、反光器具。2219航天火箭焊接氧化劑槽與燃料槽，超音速飛機(jī)蒙皮與結(jié)構(gòu)零件，工作溫度為270～300℃，焊接性好、斷裂韌性高、T8狀態(tài)有很高的抗應(yīng)力腐蝕開裂能力。3003用于加工需有良好的成形性能高的抗蝕性或可焊接好的零部件或既要求有這些性能又需要有比1系合金強(qiáng)度高的工件。如廚具、食物和化工產(chǎn)品處理與儲存裝置、運(yùn)輸液體產(chǎn)品的槽、罐以及薄板加工的各種壓力容器與管道。5052此合金有良好的成形加工性能、抗蝕性或可焊接性、疲勞強(qiáng)度與中等的靜態(tài)強(qiáng)度，用于制造飛機(jī)油箱、油管以及交通車輛、船舶的鈑金件、儀表、街燈支架與鉚釘、線材等。7050飛機(jī)結(jié)構(gòu)件用中厚板、擠壓件、自由鍛件與模鍛件、制造這類零件對合金的要求是：抗剝落腐蝕、應(yīng)力腐蝕、開裂能力、斷裂韌性與抗疲勞性能都高。 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)要求人們把對產(chǎn)品的牌號、規(guī)格、表面質(zhì)量以及組織性能等方面的要求稱為產(chǎn)品的技術(shù)要求。因?yàn)楫a(chǎn)品的使用條件不同，用戶對產(chǎn)品的技術(shù)要求也是不同的。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)可分為國家標(biāo)準(zhǔn)(GB)、冶金工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)(YB)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（QB）等。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)一般包括以下內(nèi)容：1）規(guī)格標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定產(chǎn)品的牌號、形狀、尺寸及表面質(zhì)量，并且附有供參考的有關(guān)參數(shù)等。2）性能標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定產(chǎn)品的化學(xué)成分、物理機(jī)械性能、熱處理性能、晶粒度、抗腐蝕性、工業(yè)性能及其他特殊性能能要求。3）試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定作試驗(yàn)時(shí)的取樣部分、試樣形狀和尺寸、試驗(yàn)條件以及試驗(yàn)方法等。4）交貨標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定產(chǎn)品交貨、驗(yàn)收時(shí)的包裝、標(biāo)志方法及部位等。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的高低反映了企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平的高低以及科學(xué)管理的狀況。 生產(chǎn)方案的選擇所謂生產(chǎn)方案是指為完成設(shè)計(jì)任務(wù)書中所規(guī)定的產(chǎn)品的生產(chǎn)任務(wù)而采取的生成方法。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)模、產(chǎn)品質(zhì)量及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的要求，考慮當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐木唧w條件，找出合理的生產(chǎn)方案。生產(chǎn)方案的選擇與設(shè)備的選擇密切相關(guān)，二者應(yīng)同時(shí)加以考慮，確定生產(chǎn)方案時(shí)主要考慮以下幾點(diǎn)：1）金屬與合金的品種、規(guī)格、狀態(tài)及質(zhì)量要求。2）年產(chǎn)量的大小。3）投資、建設(shè)速度、機(jī)械化與自動化程度、勞動條件、工人與管理人員的數(shù)量以及將來的發(fā)展。主要考慮經(jīng)濟(jì)效果，采用哪種方案合理，適合建廠原則，在設(shè)計(jì)時(shí)可比照一個(gè)廠，特別是比較成熟的工藝。鋁板帶生產(chǎn)的生產(chǎn)方案主要有塊式法、帶式法和連鑄連軋法三種，各自的特點(diǎn)如下：塊式法生產(chǎn)的特點(diǎn)：生產(chǎn)的規(guī)格品種較多，安排生產(chǎn)的靈活性大；設(shè)備簡單，操作調(diào)整比較容易；設(shè)備投資少，建設(shè)速度快；軋制速度低，勞動強(qiáng)度大；產(chǎn)品切頭、切尾幾何廢料損失大，成品率較低；中間退火和剪切次數(shù)多，生產(chǎn)工序增多，生產(chǎn)效率低，成本高。適用于生產(chǎn)量較小，生產(chǎn)的板寬一般在1000mm以下的工廠。帶式法生產(chǎn)的特點(diǎn)：產(chǎn)品性能較均勻,產(chǎn)品質(zhì)量好；成品率高、軋制速度快、生產(chǎn)周期短、生產(chǎn)效率高、成本低；機(jī)械化程度高，勞動強(qiáng)度小；可軋寬而薄的帶材、斷面尺寸的均勻；設(shè)備較大，較復(fù)雜；投資大，建設(shè)周期長。適用于生產(chǎn)量較大，產(chǎn)品質(zhì)量要求較高的工廠。連鑄連軋法生產(chǎn)的特點(diǎn)：板帶材連鑄連軋?jiān)O(shè)備由鑄軋機(jī)和冷軋機(jī)組成，此法廢料損失少、成品率高；生產(chǎn)工序少、周期短、生產(chǎn)效率高；但是年產(chǎn)量小，產(chǎn)品質(zhì)量不高。通過以上比較，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)量，選擇帶式法生產(chǎn)。第三章 生產(chǎn)工藝流程所謂生產(chǎn)工藝流程就是把產(chǎn)品生產(chǎn)的工序按次序排列起來。確定車間生產(chǎn)工藝流程是工藝設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作，它直接關(guān)系到整個(gè)設(shè)計(jì)能否滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求。合理的生產(chǎn)工藝流程應(yīng)該是在保證完成設(shè)計(jì)任務(wù)書中規(guī)定的產(chǎn)量和質(zhì)量的前提下，具有最低的消耗、最少的設(shè)備、最小的車間面積、最低的產(chǎn)品成本，并且有利于產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高和將來的發(fā)展，具有最好的經(jīng)濟(jì)效果和較好的勞動條件。那么制定生產(chǎn)工藝流程的主要依據(jù)有以下幾點(diǎn)：1)根據(jù)生產(chǎn)方案的要求 由于產(chǎn)品的產(chǎn)量、品種、規(guī)格及質(zhì)量的不同，所采用的生產(chǎn)方案就不同，即主要工序就有很大的差別。因此，生產(chǎn)方案是編制生產(chǎn)工藝流程的依據(jù)。2)根據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)量要求為了滿足產(chǎn)品技術(shù)條件要求，就要有相應(yīng)的工序給以保證。因此滿足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求是設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝流程的基礎(chǔ)。3)根據(jù)車間生產(chǎn)率的要求由于車間的生產(chǎn)規(guī)模不同，所要求的工藝過程復(fù)雜程度也不同。在生產(chǎn)同一產(chǎn)品情況下，生產(chǎn)規(guī)模越大的車間其工藝過程也越復(fù)雜。因此，設(shè)計(jì)時(shí)生產(chǎn)率的要求是設(shè)計(jì)工藝過程的出發(fā)點(diǎn)。鋁及鋁合金板帶材的生產(chǎn)工藝流程如圖31所示：銑面、蝕洗包鋁加熱熱軋切頭尾邊卷取坯料退火冷軋中間退火冷軋預(yù)先剪切熱處理檢查、包裝精整半連續(xù)鑄錠圖31 鋁及鋁合金板帶材生產(chǎn)工藝流程圖各計(jì)算產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝流程見表31。表31 計(jì)算產(chǎn)品工藝流程表序號工序名稱110022193003505270501供錠○○○○○2銑面、蝕洗○○○○○3包鋁○○○○4加熱○○○○○5熱軋○○○○○6切頭尾邊○○○○○7卷取○○○○○8坯料退火○○○○9冷軋○○○○10中間退火○○11預(yù)先剪切○○○○12成品退火○13淬火○○14自然時(shí)效○15人工時(shí)效○16精整○○○○○17檢查○○○○○18涂油、包裝○○○○○（1）錠坯選擇的原則錠還尺寸與形狀的確定對選擇設(shè)備、確定工藝、提高產(chǎn)品產(chǎn)量與質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本都有很大影響。因此，錠坯的選擇應(yīng)根據(jù)以下原則：1)根據(jù)車間的規(guī)模和產(chǎn)量對于設(shè)計(jì)規(guī)模和產(chǎn)量較大的生產(chǎn)車間，應(yīng)盡量的選擇大錠坯。2)根據(jù)產(chǎn)品的規(guī)格尺寸 錠坯形狀是由產(chǎn)品形狀和設(shè)備特點(diǎn)決定的，錠坯的寬度、厚度、長度或重量可以根據(jù)產(chǎn)品的規(guī)格尺寸加以確定。軋制時(shí)應(yīng)根據(jù)成品寬度加上切邊損失量確定熱軋前錠還的寬度。3）根據(jù)設(shè)備能力錠坯的最大規(guī)格尺寸及重量取決于軋機(jī)軋輥?zhàn)畲筇Ц叨?、軋機(jī)的強(qiáng)度與剛度、電機(jī)能力、最小軋厚度、前后輥道長度以及其他各種設(shè)備的承受能力。4)根據(jù)制品的性能確定錠坯厚度為保證產(chǎn)品的機(jī)械性能與內(nèi)部組織的質(zhì)量要求，錠壞應(yīng)留有足夠的變形程度，確定錠坯最小限制尺寸。5)根據(jù)金屬及合金的工藝性質(zhì)由于各種金屬及合金的加工性能不同，因此選擇的錠坯大小也不同。為了解決好咬入以及熱軋時(shí)裂邊、折邊，把扁錠的窄面?zhèn)冗呑龀蓤A弧形。6)根據(jù)鑄造條件以及具體情況選擇使用半連續(xù)鑄錠，錠坯的寬厚比一般為4～７。（2）錠坯的尺寸和形狀各種計(jì)算產(chǎn)品的半連續(xù)鑄錠及錠坯的規(guī)格如表3－2表3－2 計(jì)算產(chǎn)品的錠坯規(guī)格合金牌號成品寬度，mm鑄錠規(guī)格，mm熱軋機(jī)規(guī)格1100169044015402300φ750/14002800四輥可逆式熱軋機(jī)、帶立輥軋制2219136034012001860300317504001540186050521760400162018607050156034014001560（3）錠坯的質(zhì)量錠坯質(zhì)量是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)板帶箔材產(chǎn)品的基礎(chǔ)，因?yàn)殍T造缺陷常常是產(chǎn)生各種廢品的主要原因，有的內(nèi)部缺陷大多在加工過程中才被暴露，導(dǎo)致惡化產(chǎn)品質(zhì)量及降低成品率，通常對錠坯的質(zhì)量要求如下：1)錠坯的化學(xué)成分及宏觀組織應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。2)尺寸及偏差應(yīng)滿足工藝要求。3)錠坯表面光潔、無缺陷，通常對錠坯要進(jìn)行銑面、刨面或車面。4）鑄錠內(nèi)部沒有縮孔、氣孔、夾雜、偏析及裂紋等缺陷，少量的內(nèi)部缺陷可進(jìn)行金相檢驗(yàn)確定輕重程度。、蝕洗（1）銑面 鑄錠銑面是為了除去表面的偏析瘤、夾渣、結(jié)疤和表面裂紋等，減少板片的金屬與非金屬壓入缺陷，提高表面品質(zhì)；易于包鋁、提高包鋁板的焊合品質(zhì)和抗蝕性能，凡合金鑄錠和包鋁板用的純鋁鑄錠均要銑面。銑面要求如下：1)鑄塊表面缺陷一次銑不掉應(yīng)予重銑，直到銑去表面缺陷為止，但應(yīng)盡量減少銑削量，以減少幾何廢料。2)銑面后的鑄塊應(yīng)注意保護(hù)表面，防止碰傷及灰塵落至鑄塊表面。3)鑄塊銑面后，用刮刀及時(shí)將鑄塊邊部殘留金屬清除干凈。（2）蝕洗用化學(xué)方法消除銑面與鋸切錠坯表面上的乳濁液、油污，殘留刨屑及表面擦傷等缺陷。使鑄錠表面生成新的光亮的氧化膜過程。LYLYLYll、LYlLYlLD10等合金的銑面錠還、純鋁錠坯以及包鋁板都需蝕洗。對含有Mg、Mn、Si、Zn元素較多的超硬鋁和高鎂系防銹鋁的錠坯不宜蝕洗，但需擦凈表面，否則表面會發(fā)黑。蝕洗工藝：堿洗 冷水洗 酸洗(中和) 冷水洗 熱水洗。包鋁是為提高合金制品的抗蝕性能和加工工藝性能，在錠坯表面包上一定厚度的包鋁板，經(jīng)熱軋后與基體焊合在一起。如果單純?yōu)楦纳萍庸すに囆阅芏M(jìn)行的包鋁稱為工藝包鋁。如果技術(shù)條件要求為提高抗蝕性能而進(jìn)行的包鋁稱技術(shù)包鋁。為改善帶材軋制時(shí)的邊部質(zhì)量，減少裂紋，有時(shí)還需進(jìn)行側(cè)面包鋁。～10%，通常取4%,