前言:
鋁合金在現代工業上應用甚為廣泛,其主要原因為其具有以下特性:
輕量性、耐蝕性、成形性、強度性、切削性、表面處理性、導電性、易加工性、無毒性、無磁性、熔接性、導熱性、無低溫脆性、再生性、反射性。鋁之價格雖較一般碳鋼高,但易於回收重熔使用,為地球上可充分且有效利用之資源。
輕量性 Light Weight |
鋁之比重僅為鋼鐵之三分之一。 |
耐蝕性 High Corrosion Resistance |
鋁在自然環境中表面形成薄層之氧化膜可阻絕空氣中之氧氣,避免進一步氧化,具有優良之耐蝕性,鋁表面如再經各種不同之表面處理,其耐蝕性更佳,可適合室外及較惡劣之環境中使用。 |
成形性 Workability、Excellent Formability |
利用完成退火(或部份退火)可產生質軟之鋁合金,適用於各種成形加工要求,此方面之典型應用如鋁輪圈、天花板嵌燈燈罩、電容器外殼、鋁鍋等。 |
強度 Good Strength |
利用合金之添加及軋延、熱處理製程可生產強度2㎏/mm2~60kg/㎜2不同強度等級之產品,以適用於各種不同強度要求之產品上。 |
表面處理性 Variety of Attractive Appearance |
鋁具有優良之表面處理性包括陽極處理、表面化成處理、塗覆及電鍍等,尤其陽極處理可產生各種不同色澤、硬度之皮膜,以適應各種用途。 |
導電性 Good Electrical Conductivity |
鋁之導電度為銅之60 %,但重量亦僅銅之三分之一,相同重量之鋁,其導電度為銅之兩倍,故若以相同之導電度衡量,鋁之成本遠較銅便宜,此方面之應用以電導線最多。 |
導熱性 Excellent Thermal Conductivity |
鋁之導熱性極佳,故在家庭五金、冷氣機散熱片、熱交換器之應用方面極為廣泛。 |
易加工性 Variety of Forms |
鋁之加工性特佳,可加工成棒、線、擠型材,擠型材在鋁之用量佔有極大比例。 |
切削性 Machinability |
與鋼鐵比較可節省高達70%,通常強度較高之鋁合金之切削性較佳。 |
熔接性 Weldability |
純鋁及鋁鎂合金之熔接性佳,在結構體及船舶之應用方面佔有重要之地位。 |
無低溫脆性 Low Temperature Properties |
鋁在超低溫之狀態下,無一般碳鋼之低溫脆性問題,可適用於低溫設備、船舶等。 |
無毒性 Non-toxic |
鋁不具毒性,在食品用途方面極為廣泛,如食品包裝袋、速食容器及家庭五金上之應用極多,尤其鋁箔最主要之用途即為食品包裝。 |
再生性 Salvage |
鋁之價格雖較一般碳鋼高,但易於回收重熔使用,為地球上可充分且有效利用之資源。 |
無磁性 Non-Magnetic |
沒有磁性反應之金屬。幾乎不受電磁氣之磁場影響,金屬本身不帶磁氣。適用於必須非磁性之各種電器機械。 |
反射性 Reflectivity |
鋁表面之亮度能有效反射熱、電波,因此被使用於暖房器之反射板、照明器具、平行天線等。純度愈高反射性愈佳。 |
鋁製品之分類:軋延材、鑄造材
軋延材 軋延材 |
非熱處理型合金 |
純鋁合金 (1000 系列) |
鋁錳合金 (3000 系列) |
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鋁矽合金 (4000 系列) |
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鋁鎂合金 (5000 系列) |
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熱處理型合金 |
鋁銅鎂合金 (2000 系列) |
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鋁鎂矽合金 (6000 系列) |
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鋁鋅鎂合金 (7000 系列) |
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鑄造材 |
非熱處理型合金 |
純鋁合金 |
鋁矽合金 (ADC1) |
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鋁鎂合金 (ADC5 , ADC6) |
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熱處理型合金 |
鋁銅矽合金(ADC10 , ADC12) |
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鋁銅鎂矽合金 (ADC14) |
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鋁鎂矽合金 (ADC3) |
鋁合金之選用原則::
鋁合金的種類極多,一項產品若要充分利用鋁合金之特性,必須考慮該產品之加工過程及使用上之要求,所利用的特性可能不止一種,而這些特性間某些亦可能互相衝突,則更須審慎選料,以達適材適用。
鋁合金之優劣判斷原則:
●化學成份:係指鋁合金+正確的母合金比率(矽 Si、鐵 Fe、鎂 Mg、錳
Mn、銅 Cu、鋅 Zn ...等)
●機械性能:係指各項規範的抗拉強度、降伏強度、延長率、硬度參考值
●應用評價:係指抗蝕性、表面處理、成型性、焊接性能
●物理特性:係指比重、導電性、傳熱性、熔點
●工業技術特性:係指衝擊強度、疲勞強度、潛變
鋁材一般用途:
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1000系列 純
鋁
系 |
合金稱呼 |
材料特性之概要 |
用 途 例 |
1060 |
作為導電材料IACS保證61%,需要強度時使用6061 |
電線 |
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1085 1080 1070 1050 1N30 |
成形性、表面處理性良好,在鋁合金中其耐蝕性最佳。 因為是純鋁、其強度較低,純度愈高其強度愈低。 |
日用品、鋁板、照明器具、反射板、裝飾品、化學工業容器、散熱片、溶接線、導電材 |
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1100 1200 |
AL純度99.0%以上之一般用途鋁材,陽極氧化處理後之外觀略呈白色外與上記相同。 |
一般器物、散熱片、瓶蓋、印刷板、建材、熱交換器組件 |
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1N00 |
強度比1100略高,成形性良好,其化特性與1100相同。 |
日用品 |
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2000系列 AL x Cu 系
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2011 |
快削合金,切削性好強度也高。但耐蝕性不佳。要求耐蝕性時,使用6062系合金 |
音量軸、光學組件、螺絲頭 |
2014 2017 2024 |
含有多量的Cu,耐蝕性不佳,但強度高,可作為構造用材使用。鍛造品亦可適用。 |
航空器、齒輪、油;壓組件、輪軸 |
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2117
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固溶化熱處理後,作為鉸釘用材,為延遲常溫時效速度之合金。 |
鉸釘 |
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2018 2218 |
鍛造用合金。鍛造性良好且高溫強度較高,因此使用於需要耐熱性之鍛造品。耐蝕性不佳。 |
汽缸頭、活塞、VTR汽缸 |
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2618 |
鍛造用合金。高溫強度優越但耐蝕性不佳。 |
活塞、橡膠成形用模具、一般耐熱用途組件 |
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2219 |
強度高,低溫及高溫特性良好,溶接性也優越,但耐蝕性不佳。 |
活塞、橡膠成形用模具、一般耐熱用途組件 |
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2025 |
造用合金。鍛造性良好且強度高,但耐蝕性不佳。 |
低溫用容器、航太機器 |
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2N01 |
鍛造用合金。具耐熱性,強度也高,但耐蝕性不佳。 |
低溫用容器、航太機器 |
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3000系列 Al x Mn 系
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3003 3203 |
強度比1100約高10%,成形性、溶接性、耐蝕性均良好。 |
一般器物、散熱片、化粧板、影印機滾筒、船舶用材 |
3004 3104 |
強度比3003高,成形性優越,耐蝕性也良好。 |
鋁罐、燈炮蓋頭、屋頂板、 彩色鋁板 |
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3005 |
強度比3003高約20%,耐蝕也比較好。 |
建材、彩色鋁板 |
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3105 |
強度比3003略高,其他之特性與3003類似。 |