铝合金表面质量对维修性能的影响分析

铝合金表面质量对维修性能的影响分析

翟奉彬

青岛四三零八机械厂   山东省青岛市266000

摘要

铝合金材料在人们的日常生活中扮演着不可或缺的角色，它是应用最广泛、性能最好，也是发展最快速和使用最多最广的一种金属材料。由于铝有良好力学塑性以及耐腐蚀等特点，被广泛应用到机械行业中来。因为铝合金的表面质量对整个维修性能有着很大影响，所以本文主要以铝合金为研究对象，分析其表面综合特性和机械性性能。铝合金的机械性能主要包括耐腐蚀性、抗氧化能力以及热稳定性等，这些指标对维修工程有着很大影响，所以必须要提高铝合金表面质量。本文主要是以铝合金的表面质量为研究对象，分析其机械性能，通过实验测试来确定它在实际维修中所使用的一些方法和设备。

关键词

表面质量     铝合金    影响因素

第1章 绪论

铝合金材料在我国的各个行业中有着广泛性、价格便宜、质量轻的特点，并且具有良好性能，但因为它是有内聚特性和结晶度较低等特点的金属，所以对其进行表面强化处理就非常重要；同时还可以改善产品外观及内部结构强度、硬度以及耐腐蚀情况等等方面；通过一些实验也证明：经过一定次数后涂层在铝合金中能获得更好的更好的附着力与抗冲击性，并且使加工质量得到提高。铝合金的表面增强处理是一个非常重要与广泛的热处理过程，它对其进行质量控制，可以提高零件的耐磨性和硬度、抗腐蚀性能以及使用寿命。同时还能改善产品加工工艺条件。所以在工业上应用中很广，面材生产厂家都比较青睐于表面强化涂层技术，用这种方法来对铝合金材料进行加工制造。

第2章 探究铝合金表面质量对维修性能的影响方案

在本论文中，我们的研究内容是铝合金表面质量对维修性能影响的分析。在这里主要通过手工打磨、砂轮架试验来观察铝合金材料内部结构及表面质量的变化；利用X－射线衍射技术进行金属微观形貌特征与工艺参数检测，来了解其内部构造和缺陷机理，使用X射线粉末冶金法测量铝基复合腐蚀试样抗拉强度以及力学模量值，并绘制合金元素含量曲线图谱如图1.1直观反映耐点应力分布情况。在本论文的探究过程中，由于实验条件有限、设备限制和试样制备方法不合理等问题导致铝合金表面质量对其影响试验结果有一定程度上的局限性，所以我们可以采用控制变量法来研究影响铝基复合材料抗拉强度及力学模量变化情况。此外，铝合金的表面会有一些影像质量的因素，也应在进行试验前要先对零件做一个全方位的预处理，增强它与基体材料之间黏附力，将涂层添加到零件表面上，从而得到加强区并使之光滑美观、平整。

图1.1合金元素含量曲线

第3章 铝合金表面质量的变化规律

铝合金的表面质量对铝合金表面机械性能产生影响，主要是由于在整个生产过程中，温度、湿度以及摩擦都会导致其发生改变。(1）温度：气温与空气密度成正比。如果表面温度超过了一定范围则容易造成热斑现象；而当气温较高时易形成小气泡状物质使金属内部结构受到破坏从而引起损伤或变形等缺陷的出现，进而对机械性能产生影响，因此要控制好加热时间和保温时间才能保证生产出优良质量产品，使生产效率得到提高。(2）湿度：在空气中的温度比较低，会对机械性能产生影响，当气温较高时容易造成热岛效应。而水分对于水汽凝结也有一定程度上的作用；但如果是高温环境就需要控制好其含水量了避免发生凝聚现象导致变形等缺陷出现，从而减少产品质量问题等一系列与温度相关的因素；我们也可以调节湿度来保证生产效率和加工安全。(3）摩擦：在机械性能中摩擦起着润滑剂、提高机械性能的作用，在铝合金中它却有着不可代替的价值，因此我们要保证其工作时达到规定的标准温度以防止发生热疲劳现象而影响其质量的问题。

在本实验中，我们所使用的铝合金表面质量误差有两种，其一是环境因素引起。在加工过程中因为温度、湿度等环境因素而造成不同部位和工件之间会产生变形。二是由于仪器原因。比如说打磨不充分或者是焊接不当都会导致变形出现。首先就是要对材料进行选择；其次是对模具的设计与制造；最后还有在操作时，所使用到的工具也需要我们考虑在内以避免产生变形。在铝合金的加工过程中，因为温度、湿度等环境因素，会导致表面出现裂纹。而铸造是最常见也最有效的方法之一；我们所采用的是砂型铸造法和抛光机成型法两种工艺；但是这两者都有一定缺陷与不足之处，比如说对模具制造比较困难而且生产效率较低等，所以在使用前要进行腐蚀效果分析以及化学成分等因素，以便于后期的加工过程。

第4章 铝合金表面质量与维修性的关系

铝合金的表面质量与影响其使用寿命和耐用性紧密相关，而提高铝合金表面质量对维修性能起着决定性作用。许多因素都会影响到汽车机械零件，因此为了保证零件能够安全的工作、延长模具使用时间以及节约生产成本就需要严格控制材料的选用量和热处理技术等方面来改善其外观品质；另外还需注意的是要从工艺上减少因为腐蚀产生变形现象从而降低生产投入，提高经济效益，而对铝合金表面质量要求不严或没有达到相应等级的话，就需要使用一些表面处理技术来提高其外观品质。在机械加工、热处理工艺方面，对零件进行质量控制，是保证铝合金产品能够安全的工作的重要手段。在耐磨性、硬度等方面，例如铝基面上出现裂纹是由于在铝中添加亲水剂后形成气孔，所以说这些原因对于提高其耐腐蚀和抗老化设计来说非常重要。如果不注意这些问题就会导致生产出来的产品不能满足使用要求甚至还会报废严重的材料，铝合金表面处理时通常采用一些方法来改善它其中有表面涂层和耐腐蚀涂料的使用，这些问题都要通过对铝基材进行处理来改善它表面质量以达到相关指标。同时由于铝合金具有很多特点比如导热性强等等，可以提高它抗变形能力从而延长寿命，对其涂层进行改善也可以大大提高其维修性能。

第5章 铝合金表面质量对维修性能影响的验证

铝合金的表面质量对其使用寿命、零件强度和加工性能有很大影响。在实际生产过程中，由于工艺装备水平有限以及检测设备不达标等原因会造成不同程度的一些问题，所以为了保证铝合金维修装置能正常工作并达到所需功能标准要求就必须要进行试验检验。本课题主要是利用扫描电镜仪来观察分析铝表面形貌特征参数对其损伤位置、形态和变化规律；再根据试件尺寸与形状判断修复情况，从而提高了产品质量水平缩短了生产周期，降低成本；最后以扫描电镜为工具，研究其对铝合金表面质量的影响。在实际的工程中，对铝合金表面质量进行控制是非常重要和实用的，我们可以通过使用试验方法来检验它们是否符合要求，但是一般情况下不可能测试它的影响性能：比如说如果有一个零件出现了轻微损坏的话，那么这个零部件就不能用普通材料加工；当检测结果达到预定值时也会造成严重后果而导致生产企业报废或者更换新设备等问题发生在所设计产品中本课题主要对铝合金表面形貌参数与损伤位的检测，通过在试验机上进行试件尺寸、形状和变化规律来观察其影响。

在前面进行的试验中我们可以看到，铝合金表面质量对其维修性能影响很大，而铝合金的硬度和强度对于加工工艺都有一定要求由于实验条件有限所以没有做验证。本章主要介绍下一步验证过程。首先是检验方法与步骤：检查、磨刀是否达到标准；然后看磨损量；最后用电弧仪测量磨损量和腐蚀率等参数值变化情况以及试验数据曲线图如图1.2所示可以清楚地看到检验过程中，磨损量检测方法、磨刀是否达到标准，腐蚀率曲线图如图1.3所示试验过程中我们要保证所用的腐蚀液干净，不能有杂质，然后再进行电弧测试，看磨损量是否变化；最后是对表面粗糙度做检验。

图1.2磨损量数据曲线

图1.3腐蚀率曲线图

第6章 结论

本论文主要研究了铝合金表面的质量对维修性能参数上特性影响。当铸件的内径越小、厚度越大时其内部含水量就会增加。而随着拉伸比增大和温度升高则使收缩率变大。所以说铸造模具是提高零件力学性与尺寸稳定性最重要也是最有效又实用可行的方法。(1）铝合金表面粗糙度对维修性能参数上特性影响：在相同条件下，铸件中内径越小说明抗剪强度越高铝合金的内径越大，则模具表面粗糙度越低。(2）在相同条件下，温度越高和压力对维修性能参数上特性影响也较大；当铝含量较少时其抗拉强度值会增大但不稳定。(3）当铝含量较少时其抗折强度值要小，而在相同条件下，压力越大则模具表面粗糙度越低。这就说明了随着温度的升高和压力的降低对维修性能起着决定作用。

参考文献

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