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第1章 铝和铝合金分类1

1.1概述1

1.1.1金属铝1

1.1.2铝的资源4

1.1.3铝工业的发展史4

1.1.4铝的消费结构5

1.2铝合金的分类5

第2章 铝合金的相图10

2.1相图的特征10

2.1.1二元相图的特征11

2.1.2三元相图的特征11

2.1.3非平衡冷却的影响12

2.1.4相图中的相区分析13

2.1.5杠杆定律和重心法则13

2.2铝合金中的相14

2.3部分变形铝合金的相的组成15

2.4部分铝合金的相图20

2.4.1实用温标20

2.4.2部分铝合金的二元相图20

2.4.3部分铝合金的三元相图46

第3章 铝及铝合金产品牌号的表示方法58

3.1我国铝合金产品牌号的表示方法58

3.1.1牌号的标准术语和表示方法总则58

3.1.2冶炼产品和铸造产品牌号的表示方法58

3.1.3加工产品牌号的表示方法59

3.2铝及铝合金国际产品牌号的表示方法61

第4章 铝及铝合金状态代号的表示方法62

4.1我国铝及铝合金状态代号的表示方法62

4.1.1基础状态代号62

4.1.2细分状态代号62

4.1.3状态代号的变化与新旧状态代号的对应关系65

4.2铝及铝合金状态代号的国际标准和国外部分标准66

第5章 铝及铝合金的牌号与化学成分70

5.1我国变形铝合金的新旧牌号对照70

5.2我国标准工业纯铝的牌号与化学成分71

5.3我国变形铝合金的牌号与化学成分71

5.4美国AA标准的铝及铝合金87

第6章 变形铝合金的特性109

6.1变形铝合金的物理性能109

6.2变形铝合金的化学性能109

6.2.1大气环境的影响109

6.2.2水的影响115

6.2.3土壤的影响115

6.2.4食品、化工产品的影响115

6.2.5温度、压力的影响116

6.3变形铝合金的冶金特征116

6.4变形铝合金的力学性能119

6.5变形铝合金的热处理性能121

6.5.1回复121

6.5.2再结晶122

6.5.3固溶与脱溶123

6.5.4回归现象124

6.6变形铝合金的加工特性124

第7章 变形铝合金各系合金的基本性能126

7.1 1×××系铝合金126

7.1.1微量元素在1× × ×系铝合金中的作用126

7.1.2 1× × ×系铝合金的常用性能126

7.1.3 1× × ×系铝合金的品种、状态和用途131

7.2 2×××系铝合金132

7.2.1合金元素和杂质元素在2×××系铝合金中的作用132

7.2.2 2× × ×系铝合金的常用性能135

7.2.3 2× × ×系铝合金的主要牌号及其用途139

7.3 3× × ×系铝合金140

7.3.1合金元素和杂质元素在3× × ×系铝合金中的作用141

7.3.2 3 × × ×系铝合金的部分性能141

7.3.3 3 × × ×系铝合金的工艺性能143

7.3.4 3×××系铝合金的品种、状态和用途145

7.4 4×××系铝合金145

7.4.1相关元素在4×××系铝合金中的作用145

7.4.2 4×××系铝合金的部分性能146

7.4.3 4×××系铝合金的工艺性能146

7.4.4 4 × × ×系铝合金的品种、状态和用途147

7.5 5× × ×系铝合金147

7.5.1合金元素和杂质元素在5×××系铝合金中的作用147

7.5.2部分5×××系铝合金的力学性能148

7.5.3部分5 × × ×系铝合金的工艺性能149

7.5.4 5× × ×系铝合金的用途150

7.6 6×××系铝合金153

7.6.1合金元素、添加元素和杂质元素在6×××系合金中的作用153

7.6.2 6× × ×系铝合金的部分性能154

7.6.3部分6×××系铝合金的力学性能155

7.6.4 6 × × ×系铝合金的工艺性能158

7.6.5 6 × × ×系铝合金的用途158

7.7 7× × ×系铝合金161

7.7.1合金元素和杂质元素在7× × ×系铝合金中的作用161

7.7.2部分7× × ×系铝合金的性能163

7.7.3 7 × × ×系铝合金的工艺性能168

7.7.4 7 × × ×系铝合金的用途168

7.8 8× × ×系铝合金170

7.9新型变形铝合金172

7.10变型铝合金的选用174

第8章 铝合金锻造的工艺技术基础177

8.1铝及铝合金模锻件的尺寸偏差及加工余量177

8.1.1铝及铝合金模锻件尺寸的分类177

8.1.2铝及铝合金模锻件尺寸偏差的规定和使用177

8.1.3铝及铝合金模锻件的单面加工余量182

8.2一般工业用铝及铝合金锻件的技术标准182

8.3铝合金的塑性变形187

8.3.1基础理论188

8.3.2流线设计与锻件质量193

8.3.3铝合金的锻造成形197

8.3.4铝合金的锻造变形特性200

第9章 锻造及加热设备210

9.1锯切设备210

9.2磨光机和清洗机210

9.3加热设备211

9.4锻造成形设备212

9.4.1螺旋压力机212

9.4.2摩擦螺旋压力机215

9.4.3热模锻压力机222

9.4.4液压机226

9.4.5制坯设备237

9.5热处理设备239

第10章 锻前准备与加热241

10.1原材料的质量要求与检验241

10.2锻料的准备244

10.3加热245

10.4加热炉的校验251

10.4.1热处理炉的保温精度251

10.4.2测定周期251

10.4.3测试装置251

10.4.4检测方法253

第11章 锻造的基本知识与制坯258

11.1锻造的目的258

11.2锻造加工的分类258

11.3锻造的基本知识259

11.3.1最小阻力定律259

11.3.2锻造工艺的基本工序260

11.3.3自由锻造的基本工序263

11.3.4自由锻造的工艺过程265

11.4制坯267

11.4.1挤压仿形型材268

11.4.2铸造制坯268

11.4.3自由锻造制坯269

11.4.4辊锻制坯270

11.4.5楔横轧制坯305

11.4.6多工位模具制坯313

11.5部分制坯实例313

第12章 铝合金锻造的润滑和锻造模具用钢316

12.1润滑316

12.2锻造模具的常用材料317

12.2.1热作模具用钢的性能要求317

12.2.2常用热作模具钢的分类、牌号及含义318

12.2.3热作模具用钢的热处理319

12.3模块321

12.3.1模块失效的初步分析321

12.3.2模块坯料的技术要求327

12.3.3模块的使用与保养327

12.3.4模块的强韧化处理328

第13章 汽车用铝合金控制臂的分类及其他锻件330

13.1汽车用控制臂的分类330

13.2控制臂在汽车上的部位和作用334

第14章 铝合金锻造模具的设计通则342

14.1模锻中影响金属充填模膛的因素343

14.2模锻中金属材料的折叠347

14.3锻造模具模膛设计概述349

14.4模膛及相关结构要素352

14.5操作性结构要素362

14.6锻模模框的设计369

14.7坯料弯曲模具的设计371

14.8预锻模膛的设计372

14.9终锻模具的设计374

14.10掏料模具的设计377

14.11切边模具与冲孔模具的设计379

14.11.1切边模具的结构形式379

14.11.2简单切边模具的结构设计381

14.11.3冲孔模具的结构形式399

14.11.4连续模具的设计404

14.11.5复合模具的设计404

14.12等温锻造与超塑性锻造模具的设计410

14.13矫正模具的设计411

第15章 螺旋压力机用锻模414

15.1螺旋压力机的力能特性414

15.1.1惯性螺旋压力机的力能关系414

15.1.2高能螺旋压力机的力能关系417

15.1.3力能特性曲线的应用418

15.2模架设计420

15.2.1模架的种类420

15.2.2模架结构设计422

15.2.3模框式模架设计应用实例438

15.3模框的设计447

15.3.1模框的设计要求448

15.3.2调节式控锻模框448

15.4模块的尺寸系列452

15.4.1整体式锻模模块452

15.4.2组合式锻模模块453

15.5常用螺旋压力机的技术参数455

15.6模膛及其相关结构要素的设计456

15.6.1设计原则与技术要求456

15.6.2开式锻模的设计457

15.6.3闭式锻模的设计461

15.6.4精密锻模的设计462

15.6.5锻模主要尺寸公差及其他相关结构要素的设计463

15.7部分摩擦压力机用锻模实例465

15.7.1铝合金支架锻造模具465

15.7.2扣件锻造模具465

15.7.3车用控制臂锻造模具469

15.7.4多曲形锻件成形模具471

15.7.5叉形铝合金锻件成形模具474

15.7.6下控制臂锻件成形模具478

第16章 液压机用锻模484

16.1水压机上模锻基础485

16.1.1水压机上模锻件分类485

16.1.2模锻工步的选择485

16.1.3锻件图的制订486

16.1.4设备吨位的确定498

16.2模膛设计498

16.2.1终锻模膛498

16.2.2预锻模膛500

16.2.3制坯模膛502

16.3模具结构的设计502

16.3.1导柱和锁扣502

16.3.2钳口504

16.3.3模膛的布局505

16.3.4模膛壁厚的确定506

16.3.5模块尺寸的确定506

16.3.6顶出器506

16.3.7模具的固定507

16.3.8模块标准509

16.4油压机上的模锻510

16.4.1模块的安装510

16.4.2 16000kN油压机所用模框的设计511

16.5部分锻模设计513

16.5.1三角支架锻模513

16.5.2叶轮锻模514

16.5.3汽车控制臂锻模516

第17章 铝合金锻件的热处理及质量控制520

17.1固溶淬火520

17.1.1加热520

17.1.2保温521

17.1.3淬火522

17.2时效强化524

17.3部分锻铝合金的力学性能应用与热处理制度527

17.3.1 2A14（LD10）527

17.3.2 2A50（LD5）528

17.3.3 2B50（LD6）530

17.3.4 2A70（LD7）531

17.3.5 2014533

17.3.6 2214535

17.3.7 2618A536

17.3.8 4A11（LD11）、4032538

17.3.9 6A02 （LD2）539

17.3.10 6061（LD30）542

17.3.11 6063 （LD31）、6063A545

17.3.12 7050547

第18章 铝合金锻件的质量控制552

18.1锻件常见的主要缺陷552

18.1.1原材料产生的缺陷552

18.1.2锻造过程中产生的缺陷552

18.1.3热处理过程中产生的缺陷552

18.2锻件的质量控制554

18.2.1源头质量控制554

18.2.2加热设备的控制554

18.2.3锻件质量控制要点555

第19章 锻造数字模拟技术556

19.1锻件开发中的设计556

19.2部分锻件开发中的模拟应用实例556

19.2.1弓形铝合金控制臂锻造模拟成形556

19.2.2铝合金轴座锻造成形模拟559

19.2.3铝合金转向节锻造模拟成形562

19.2.4铝合金控制臂辊锻制坯及锻造模拟成形564

附录567

附录A变形铝及铝合金热处理（摘自YS/T 591—2006）567

附录B轿车用高强度锻铝合金6A10化学成分与力学性能（摘自QC/T 756—2006）580

附录C部分铝合金等温锻造工艺参数581

附录D部分铝合金超塑性锻造工艺参数581

附录E锻造生产的安全与环保（摘自GB 13318—2003）581

附录F锻造加热炉能耗分等586

附录G噪声标准（摘自GB 12348）586

参考文献587