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第一篇 绪论3

1铝及铝合金加工工业的发展历史、现状与趋势3

1.1 世界铝及铝工业的发展历史、现状与趋势3

1.1.1 铝的发现3

1.1.2 第一块金属铝的炼成3

1.1.3 金属铝的冶炼发展历史及工业化生产形成的基础4

1.1.4 世界铝工业发展历史简述4

1.1.5 1990年以来铝工业的飞速发展8

1.1.6 铝产业链的延伸及铝工业的发展趋向11

1.2 中国铝及铝工业的发展历史、现状与趋势17

1.2.1 中国铝工业发展历史17

1.2.2 中国铝工业的现状及发展趋势19

1.2.3 我国铝产业发展水平与国际先进水平的差距23

1.3 铝及铝合金挤压加工业的发展历史、现状与趋势26

1.3.1 世界铝及铝合金挤压加工业的发展历史26

1.3.2 世界铝及铝合金挤压加工业的发展现状与趋势39

1.3.3 中国铝及铝合金挤压工业的发展历史、现状与趋势41

2铝挤压工作原理、技术特性及发展趋势56

2.1 挤压在铝加工中的重要地位和作用56

2.2 挤压的工作原理及其分类与技术特性57

2.2.1 挤压的工作原理及其分类57

2.2.2 挤压成型法的特点62

2.3 铝合金挤压成型理论、技术发展现状与趋势63

2.3.1 金属挤压成型理论研究的概况63

2.3.2 金属挤压过程的CAD/CAM/CAE技术及发展方向65

2.3.3 金属挤压成型技术发展的现状66

2.3.4 金属挤压技术的发展前景68

3铝合金的性能、分类及常用挤压铝合金72

3.1 铝的基本特性与应用范围72

3.2 铝及铝合金的分类74

3.3 变形铝合金分类、典型性能及主要用途举例75

3.3.1 变形铝合金的分类75

3.3.2 中国及国际变形铝合金的牌号、状态表示法及化学成分75

3.3.3 变形铝合金的典型特性及主要用途举例80

3.4 常用挤压铝合金及其特性103

3.4.1 常用挤压铝合金103

3.4.2 几种典型挤压铝合金及其特性107

3.4.3 变形铝合金的可挤压性和可挤压条件分析111

4铝及铝合金挤压产品的分类、生产方式及工艺流程116

4.1 铝及铝合金材料的分类与生产方式116

4.1.1 铝及铝合金材料的分类116

4.1.2 铝及铝合金材料的生产方法116

4.2 铝及铝合金加工材的品种、规格与分类117

4.2.1 按合金成分与热处理方式分类117

4.2.2 按生产方式分类118

4.2.3 按产品形状分类119

4.3 铝及铝合金挤压产品分类、品种、规格和适用范围120

4.3.1 铝及铝合金挤压型材的品种与规格120

4.3.2 铝合金管材的品种与规格124

4.3.3 铝合金棒材的品种规格128

4.3.4 铝及铝合金线材的品种、规格和用途131

4.4 铝及铝合金挤压产品的生产方式和工艺流程132

4.4.1 铝及铝合金型、棒、线材的生产方法和工艺流程132

4.4.2 铝及铝合金管材的生产方法133

第二篇 铝及铝合金挤压材生产技术143

5铝及铝合金挤压用铸锭的熔炼与铸造技术143

5.1 概述143

5.1.1 铝合金的化学成分、合金元素与微量元素的作用及主要相组成143

5.1.2 变形铝合金产品对锭坯提出了越来越高的要求148

5.2 铝及铝合金熔炼技术149

5.2.1 概述149

5.2.2 熔炼过程中的物理化学作用152

5.2.3 熔炼工艺流程及操作工艺159

5.2.4 化学成分的调整167

5.2.5 主要铝合金的熔炼特点170

5.2.6 铝合金废料复化173

5.3 铝及铝合金的熔体净化173

5.3.1 铝及铝合金熔体净化概述173

5.3.2 铝及铝合金熔体净化原理174

5.3.3 炉内净化处理176

5.3.4 炉外在线净化处理181

5.4 铝及铝合金铸锭的铸造技术189

5.4.1 铝及铝合金铸锭铸造方法的分类、特点与适用范围189

5.4.2 铸锭的结晶和组织190

5.4.3 晶粒细化192

5.4.4 铸造工艺对铸锭质量的影响196

5.4.5 铸造工艺流程与操作技术199

5.4.6 铝及铝合金圆锭铸造203

5.4.7 铝及铝合金空心圆锭铸造207

5.4.8 铸造技术的发展趋势209

5.5 铝及铝合金铸锭均匀化与机加工211

5.5.1 铝合金铸锭均匀化退火211

5.5.2 铸锭的机械加工214

6铝及铝合金管、棒、型、线材挤压加工技术218

6.1 铝及铝合金挤压加工技术概述218

6.1.1 铝合金挤压时金属的流动特性218

6.1.2 铝合金挤压时的润滑条件与工艺润滑剂224

6.1.3 铝合金挤压时的应力应变状态226

6.1.4 铝合金挤压制品的组织和性能228

6.1.5 挤压时的温度-速度条件233

6.1.6 铝合金挤压时的力学条件及挤压力计算方法235

6.1.7 确定铝合金最佳挤压工艺制度的基本原则240

6.2 铝及铝合金型材挤压生产方法与工艺技术241

6.2.1 铝合金型材挤压生产方法与工艺原理241

6.2.2 铝合金型材挤压工艺的编制原则和步骤242

6.2.3 铝合金型材挤压生产工艺及举例257

6.3 铝及铝合金棒材、线材挤压工艺技术285

6.3.1 挤压系数和模孔个数的选择285

6.3.2 挤压筒直径的选择——模孔试排图286

6.3.3 制定工艺286

6.3.4 锭坯长度计算288

6.3.5 棒材、线材工艺参数288

6.4 铝合金管材的挤压技术290

6.4.1 管材热挤压主要方法290

6.4.2 热挤压管材工艺制定293

6.4.3 管材冷挤压技术301

6.4.4 Conform管材挤压技术303

7铝及铝合金挤压材热处理与精整矫直技术308

7.1 铝及铝合金挤压材热处理技术308

7.1.1 变形铝合金热处理分类及其对加工材组织性能的影响308

7.1.2 铝及铝合金挤压型材热处理技术322

7.1.3 铝及铝合金管、棒、线材的热处理技术328

7.2 铝及铝合金挤压材精整矫直技术347

7.2.1 铝及铝合金挤压型材精整矫直技术347

7.2.2 铝及铝合金挤压管材和棒材精整矫直技术355

8铝及铝合金挤压工模具技术361

8.1 铝合金挤压工模具的工作条件及材料的合理选择361

8.1.1 铝合金挤压工模具的工作条件361

8.1.2 对挤压工模具材料的要求361

8.1.3 挤压工模具材料的发展概况和主要品种361

8.1.4 铝型材挤压工模具材料合理选择362

8.2 铝挤压工具及其优化设计363

8.2.1 铝挤压工具的分类及组装形式363

8.2.2 挤压筒的设计365

8.2.3 挤压轴的设计370

8.2.4 穿孔系统的设计372

8.2.5 挤压垫片的设计375

8.2.6 其他挤压工具的设计378

8.3 铝及铝合金挤压模具及其优化设计379

8.3.1 挤压模具的类型及组装方式379

8.3.2 挤压模具的典型结构要素及外形标准化381

8.3.3 模具设计原则与步骤384

8.3.4 棒材模的设计387

8.3.5 无缝圆管材挤压模具的设计389

8.3.6 实心型材模具的设计395

8.3.7 分流组合模的设计400

8.3.8 几种重要的工业铝合金型材挤压模的优化设计408

8.4 铝及铝合金挤压工模具制造技术432

8.4.1 挤压工模具的加工特点及其对制模技术的要求432

8.4.2 铝挤压工模具的制造技术433

9铝及铝合金管、棒、型、线材主要生产设备446

9.1 概述446

9.1.1 铝及铝合金挤压材主要加工工艺装备的分类、组成与特点446

9.1.2 铝及铝合金挤压材加工工艺装备的发展特点446

9.1.3 铝及铝合金挤压加工工艺装备的发展方向447

9.2 铝及铝合金熔铸主要设备449

9.2.1 铝及铝合金熔铸生产线的组成与布置449

9.2.2 铝合金熔炼设备451

9.2.3 铸造设备459

9.2.4 精炼与除气净化装置462

9.2.5 均匀化退火炉组464

9.2.6 其他辅助设施466

9.3 铝及铝合金挤压设备469

9.3.1 管、棒、型、线材生产线的组成与布置469

9.3.2 铝及铝合金挤压主要生产设备——挤压机472

9.4 铝及铝合金管、棒、型材热处理与精整矫直设备491

9.4.1 淬火炉491

9.4.2 退火、时效炉494

9.4.3 精整矫直设备497

第三篇 铝及铝合金挤压材深加工技术507

10铝合金挤压材表面处理技术507

10.1 铝材表面腐蚀的特点及处理方法507

10.1.1 铝材表面腐蚀的特点507

10.1.2 铝材表面处理的主要方法508

10.2 铝合金挤压材阳极氧化着色技术509

10.2.1 铝挤压材的预处理510

10.2.2 阳极氧化原理510

10.2.3 阳极氧化方法514

10.2.4 阳极氧化膜的电解着色528

10.2.5 阳极氧化膜的封孔540

10.2.6 阳极氧化着色生产线545

10.3 铝合金型材电泳涂漆技术549

10.3.1 电泳涂漆的特点及原理549

10.3.2 电泳涂漆的工艺流程及主要参数551

10.3.3 槽液控制与涂装质量分析553

10.3.4 电泳涂漆生产线的主要设备555

10.4 铝合金型材粉末静电喷涂技术558

10.4.1 静电粉末涂装的特点及工作原理558

10.4.2 静电粉末喷涂生产线及主要设备562

10.4.3 铝合金型材粉末静电涂装车间布置569

10.5 铝合金型材的液相静电喷涂技术571

10.5.1 液相静电喷涂的特点、原理和方法571

10.5.2 氟碳喷漆工艺572

10.5.3 氟碳喷漆生产线的主要设备及配置575

10.6 铝合金型材的其他表面处理585

10.6.1 表面机械处理585

10.6.2 化学抛光与电解抛光593

10.6.3 阳极氧化膜的染色599

10.6.4 微弧氧化工艺604

11铝合金挤压材的接合技术609

11.1 铝合金材料接合技术概述609

11.2 铝合金焊接技术610

11.2.1 铝合金焊接的特点及方法分类610

11.2.2 焊接材料的分类及其选择613

11.2.3 焊接工艺及实例分析618

11.2.4 焊接接头的性能及检测方法626

11.2.5 常见焊接缺陷分析629

11.3 铝合金型材搅拌摩擦焊（FSW）631

11.3.1 搅拌摩擦焊的原理及特点631

11.3.2 铝合金型材搅拌摩擦焊接工艺及主要参数633

11.3.3 铝合金型材搅拌摩擦焊技术的应用641

11.4 铝合金与其他金属的焊接645

11.4.1 异种金属间焊接的特点645

11.4.2 异种金属焊接的主要方法及应用646

11.4.3 铝合金与其他金属焊接实例650

11.4.4 铝合金与镁合金搅拌摩擦焊接的研究开发652

11.4.5 异种金属焊接的主要缺陷658

11.5 铝合金胶接技术659

11.5.1 胶接连接分类及胶接常用材料659

11.5.2 铝合金胶接技术662

11.6 机械连接技术665

11.6.1 铝合金结构的铆接技术665

11.6.2 铝合金结构的螺接技术667

第四篇 铝合金挤压材的开发与应用673

12铝挤压材在建筑业的开发与应用673

12.1 概述673

12.1.1 铝挤压材在建筑业应用的意义673

12.1.2 建筑业常用铝合金及门窗的主要结构674

12.2 铝挤压材在门窗、幕墙的开发与应用676

12.2.1 铝合金门窗、幕墙的特点及发展历史676

12.2.2 铝合金门窗的种类及主要技术要求678

12.2.3 铝合金玻璃幕墙的特点及分类680

12.2.4 铝挤压材在门窗幕墙的应用683

12.2.5 铝合金门窗幕墙的发展方向685

12.3 铝合金挤压材在建筑结构中的开发与应用686

12.3.1 铝合金挤压材在建筑结构中的应用与要求686

12.3.2 铝合金挤压材在建筑结构中的应用实例687

12.4 铝合金挤压材在桥梁结构中的开发与应用689

12.4.1 桥梁铝材的发展概况690

12.4.2 铝合金在桥梁结构中应用的特点691

12.4.3 国内外铝材在桥梁的应用实例693

12.5 铝合金活动板房701

12.5.1 铝合金活动板房的特点及基本组成701

12.5.2 几种铝合金活动板房702

12.6 铝合金模板及脚手架的应用与开发703

12.6.1 铝合金模板系统的发展及特点703

12.6.2 铝合金建筑模板的特点及生产流程705

12.6.3 铝合金模板生产的关键技术708

12.6.4 铝模板系统的施工工艺流程及施工举例712

13铝挤压材在交通运输中的应用与开发716

13.1 概述716

13.2 铝材在汽车业上的应用与开发716

13.2.1 汽车工业的发展概况716

13.2.2 汽车工业的发展及对材料的要求718

13.2.3 铝合金材料在汽车工业上的应用720

13.2.4 现代汽车铝化趋势722

13.2.5 铝合金型材在汽车上的应用举例729

13.2.6 中国汽车工业和铝工业共同面临的机遇与挑战734

13.3 铝合金挤压材在轨道交通中的应用与开发735

13.3.1 轨道交通铝合金车辆的基本结构及性能735

13.3.2 铝合金车体制造的关键技术738

13.3.3 铝挤压材在轨道车上的应用及开发739

13.3.4 铝型材在轨道车辆上的应用前景742

13.3.5 车体结构所用材料及加工装备743

13.4 铝挤压材在货车车厢上的应用747

13.4.1 铝材在专用汽车（厢式车）的应用747

13.4.2 铝材在运煤敞车（货运车）的应用752

13.4.3 铝制货车结构特点753

13.4.4 货车车厢铝化率趋势754

13.5 铝挤压材在集装箱上的应用754

13.5.1 集装箱产业的发展754

13.5.2 铝材在集装箱上的应用757

13.6 铝挤压材在摩托车、自行车上的应用760

13.6.1 铝材在摩托车、自行车业的应用概况760

13.6.2 摩托车用铝材765

13.6.3 自行车用铝材770

13.6.4 摩托车、自行车铝材应用趋势776

13.7 铝合金在船舶舰艇中的开发与应用777

13.7.1 铝合金在舰船上的应用777

13.7.2 铝合金在舰艇上的应用779

13.7.3 铝合金在民用船舶上的应用784

13.7.4 船舶舰艇用铝合金的要求及品种792

14铝挤压材在航空航天领域中的开发与应用803

14.1 铝材在航天航空的应用概况803

14.2 航天航空用铝及铝合金806

14.3 航天航空新型铝合金材料809

14.3.1 高强、高韧铝合金809

14.3.2 铝-锂合金812

14.3.3 飞机抗压结构用铝合金819

14.4 铝合金在航天航空领域应用的实例822

14.4.1 铝合金型材在民用飞机上的应用822

14.4.2 铝合金在军用飞机上的应用831

14.4.3 铝合金材在航天器中的应用836

15铝挤压材在机械工业中的开发与应用838

15.1 概述838

15.2 铝挤压材在通用机械中的应用839

15.2.1 在木工机械、造纸与印刷机械业的应用839

15.2.2 在纺织机械中的应用839

15.2.3 在各种标准零部件的应用840

15.2.4 在换热器和冷却器中的应用841

15.2.5 在仪器仪表与精密机械中的应用842

15.3 在矿山机械的应用843

15.3.1 通用矿山机械843

15.3.2 在矿井罐笼的应用843

15.4 铝挤压材在石化机械中的应用844

15.4.1 在石油化工容器和塔器的应用845

15.4.2 天然气与石油输送铝合金管846

15.4.3 在海洋钻探及钻探管的应用847

15.5 铝材在农业机械中的应用852

15.5.1 喷灌机械852

15.5.2 机械化粮仓853

15.5.3 拖拉机及其他农机用铝质水箱853

15.5.4 铝材在食品加工业中的应用853

15.6 在军事工业中的应用854

15.7 铝挤压材在机械制造行业中的应用前景855

16铝挤压材在电子电器中的开发与应用857

16.1 概述857

16.2 铝挤压材在电力工业的开发与应用857

16.2.1 铝挤压材在导电体上的应用857

16.2.2 铝挤压材在电机电器上的应用860

16.2.3 铝挤压材在家用电器上的应用864

16.3 铝挤压材在电子工业的应用与开发864

16.3.1 铝挤压材在通信设施中的应用864

16.3.2 铝挤压材在电子部件中的应用865

17铝挤压材在其他领域的开发与应用868

17.1 铝挤压材在日常用品中的应用868

17.1.1 铝制家具868

17.1.2 铝材在家用耐用消费的应用868

17.2 铝挤压材在能源工业中的开发与应用869

17.2.1 铝挤压材在核能源工业中的应用869

17.2.2 铝合金型材在太阳能发电中的应用872

17.2.3 铝合金挤压材在风力发电中的应用872

17.3 铝合金挤压材在体育用品与设施上的开发与应用873

17.3.1 球棒875

17.3.2 滑雪器具875

17.3.3 网球及羽毛球拍876

17.3.4 登山及野游旅游器材876

17.3.5 赛艇桅杆876

17.3.6 游泳池及游泳器件877

17.4 铝挤压材在复印机零件中的开发与应用878

17.5 铝合金型材在家装家具、橱柜、箱包中的应用878

17.5.1 铝合金型材家装家具的特点878

17.5.2 铝合金型材家装家具的应用实例880

17.6 铝合金型材在市政工程中的应用882

17.7 铝合金型材在飞机场跑道中的应用883

第五篇 产品质量控制、缺陷分析及技术标准887

18铝挤压材的产品检验887

18.1 铝挤压材的质量要求887

18.2 现场测试技术887

18.2.1 测温技术887

18.2.2 尺寸测量技术891

18.2.3 测速技术894

18.2.4 无损探伤技术896

18.2.5 膜厚测量898

18.3 化学成分分析898

18.3.1 化学分析法898

18.3.2 光谱化学分析法898

18.4 组织分析与检验900

18.4.1 光学金相检验900

18.4.2 电子显微分析901

18.5 力学性能测试方法与技术907

18.5.1 拉伸试验907

18.5.2 硬度测试912

19铝挤压材的主要缺陷与质量控制917

19.1 铝合金型材的主要缺陷917

19.1.1 表面缺陷的产生原因及消除方法917

19.1.2 组织缺陷及消除方法928

19.1.3 外形尺寸不合格的废品及消除方法932

19.1.4 力学性能不合格废品及消除方法935

19.2 铝合金型材的检测与质量控制936

19.2.1 挤压工序检验与质量控制936

19.2.2 型材组织性能检验取样规定与审查处理940

19.2.3 挤压材成品检查与质量控制943

19.2.4 铝型材尺寸、外形、表面质量的具体测量技术943

20铝挤压材相关技术标准汇集945

20.1 有关铝材的国际标准化组织、区域性标准化组织和部分国家标准化组织及代号945

20.2 中国有关铝挤压材的标准汇总945

20.2.1 铝及铝合金材料性能标准945

20.2.2 各种铝挤压材的标准946

20.3 国外铝及铝合金材料标准汇总949

20.3.1 国际标准的标准目录949

20.3.2 欧共体（EN）标准目录949

20.3.3 美国国家标准（ANSI）及美国材料试验协会标准（ASTM）的标准目录949

20.3.4 日本国家标准的标准目录950

20.3.5 俄罗斯国家标准的标准目录951

附录955

附录一 中国变形铝合金的化学成分955

附录二 变形铝及铝合金国际注册牌号及化学成分962

附录三 中国的变形铝合金牌号及与之近似对应的国外牌号976

参考文献983