鋁合金在航空航天器中的應(yīng)用_2_曹景竹

1、 !"#$ ，%&(# ，$ 11 表 9 中國(guó)航空航天鑄造鋁合金的主要特性及用途 Tab 9 Main characteristics and application of casting aluminum alloy used for China aeronautics and aerospace 合金 ZL101 主要特性 SiMg 系合金， 可熱處理強(qiáng)化 Al流動(dòng)性高， 氣密性好， 熱裂傾向性小， 良好 的抗蝕性和可焊性， 是一種應(yīng)用廣泛的鑄造鋁合金 是 ZL101 鋁合金的改進(jìn)型， 各項(xiàng)雜質(zhì)含量低， 添加微量元素， 調(diào)整了鎂含 量， 力學(xué)性能比 ZL101 鋁合金的

2、高， 其他性能與 ZL101 鋁合金的大體相當(dāng) AlSi 系共晶型合金， 流動(dòng)性好， 無(wú)熱裂與疏松傾向， 氣密性較高， 力學(xué)性能 低， 可切削性差 ZL102 鋁合 AlSiMg 系合金， 可熱處理強(qiáng)化， 鑄造性能優(yōu)良， 強(qiáng)度比 ZL101 、 金的高， 但形成針孔的傾向性大， 熔煉工藝較復(fù)雜 AlSiCuMg 系合金， 可熱處理強(qiáng)化， 鑄造性能良好， 氣密性較高， 中等熱強(qiáng) ZL105 ZL104 等鋁合金的， 但由 合金。高溫力學(xué)性能和可切削性能均高于 ZL101 、 于含銅， 其塑性與抗蝕性下降 由于其雜質(zhì) 含 量 比 ZL105 鋁 合 金 的 低， 并 控 制 鎂 含 量， 因而其強(qiáng)

3、度比 ZL105 鋁合金的高， 其他性能與 ZL105 鋁合金的基本相同 SiMg 系高強(qiáng)度合金， 是在 ZL101A 合金基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的 Al既有良好的 鑄造性能又有比 ZL101A 鋁合金高的力學(xué)性能 含有鈦和鈹?shù)?ZL101 型鋁合金， 綜合性能比 ZL101 鋁合金的高， 鑄造性能 中等的室溫力學(xué)性能， 抗熱裂傾向強(qiáng)， 抗蝕性高， 氣密性好 與可焊性良好， AlCuMn 系合金， 室溫力學(xué)性能較高， 可焊性與可切削性均好， 有疏松及熱 裂傾向 ZL201 鋁合金的改進(jìn)型合金。 由于采用高純?cè)牧稀?降低雜質(zhì)含量、 調(diào)整 ZL201A 合金成分和鑄造工藝， 使其力學(xué)性能達(dá)到某些變形鋁合

4、金的水平， 其他性 能與 ZL201 鋁合金的相當(dāng) ZL204A CuMnCd 系合金， 高強(qiáng)與熱處理可強(qiáng)化 Al其鑄造、 焊接、 可切削性、 抗蝕 性等與 ZL201A 鋁合金的大體相當(dāng) 抗拉強(qiáng)度最高的鑄造鋁合金之一， 其力學(xué)性能與某些變形鋁合金的相當(dāng)， ZL205A T5 狀態(tài)鑄件綜合性能良好， T6 狀態(tài)鑄件抗 有較大的熱裂與顯微疏松傾向， T7 狀態(tài)的既有高的強(qiáng)度又有相當(dāng)強(qiáng)的抗應(yīng)力腐蝕性能 拉強(qiáng)度最高， ZL206 CuRE 合金， 可熱處理強(qiáng)化的高強(qiáng)度耐熱 Al成分比 ZL208 鋁合金的簡(jiǎn)單 Cu 系合金的相當(dāng) 而又有良好的工藝性能， 其他性能與 AlAlRECu 系合金， 有很高

5、的耐熱性， 可在 300 400 工作， 鑄造工藝性 能良好， 但集中疏松傾向性大， 不可熱處理強(qiáng)化， 室溫力學(xué)性能較低 CuNiCoZr 系 合 金， 可熱 處 理 強(qiáng) 化 的 Al綜 合 性 能 良 好， 可 在 250 300 長(zhǎng)期工作， 瞬時(shí)工作溫度可達(dá) 350 ， 鑄造性能較好， 可切削性好 Mg 系合金， 不可熱處理強(qiáng)化的 Al抗蝕性與可切削性均優(yōu)， 可焊性與耐熱 Si性高于 Al系合金的， 室溫力學(xué)性能較低 AlSiCu 系壓鑄合金， 鑄造性能良好， 力學(xué)性能較高， 氣密性與抗熱裂性高 Zn 系合金， 有較強(qiáng)的自然時(shí)效能力的 Al鑄造性能、 可焊性、 室溫力學(xué)性能 均好， 熱強(qiáng)性

6、、 抗蝕性差， 密度大。也可以進(jìn)行人工時(shí)效 適于砂型鑄造的較大載荷的中等復(fù)雜程度以下的航 空零件 框、 肋、 臂及導(dǎo)彈連接 鑄造大載荷 零 件 如 飛 機(jī) 掛 梁、 框， 火箭發(fā)動(dòng)機(jī)前裙、 后裙等關(guān)鍵零件 砂型等鑄造的在 250 350 工作的發(fā)動(dòng)機(jī)零部件 和附件 金屬型、 砂型、 熔模鑄造耐熱的和承受氣壓、 液壓的零 件 在 250 350 工作的航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件等 工作溫度 300 以下的中等復(fù)雜程度的高強(qiáng)優(yōu)質(zhì)鑄件 用途 要求氣密性的承受中等載荷的飛機(jī)結(jié)構(gòu)零件 、 儀器儀 表附件、 發(fā)動(dòng)機(jī)零件、 燃油泵殼體等 用于鑄造形狀復(fù)雜與要求氣密性好的各種優(yōu)質(zhì)零件 用壓力鑄造和金屬型鑄造形狀復(fù)雜的薄壁

7、非受力零 部件 適于砂型、 金屬型鑄造， 也可以壓鑄， 可用于鑄造中等 載荷、 工作溫度不超過(guò) 180 的飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)零部件 ZL101A ZL102 ZL104 工作溫度至 用于鑄造形 狀 較 復(fù) 雜 和 承 受 中 等 載 荷 、 250 的各種發(fā)動(dòng)機(jī)零件和附件 ZL105A 可采用砂型、 金屬型和熔模鑄造形狀較復(fù)雜的中等載 荷、 工作溫度 250 以下的發(fā)動(dòng)機(jī)零件和附件 鑄造航空結(jié)構(gòu)一些重要的大型薄壁結(jié)構(gòu)件代替變形 鋁合金鈑金結(jié)構(gòu)組合件 受力飛機(jī)零件和有氣密性要求的零件， 可在 200 以 下長(zhǎng)期工作 中等復(fù)雜的飛機(jī)受力件 工作溫度可至 300 ， ZL114A ZL116 ZL201

8、ZL207 ZL208 ZL303 ZL112Y ZL401 砂型與金屬型鑄造耐腐蝕零件 壓鑄復(fù)雜薄壁力學(xué)性能高的飛機(jī)附件和儀表殼等 復(fù)雜薄壁飛機(jī)附件和儀表零件等 12 !"#$ ，%&(# ，$ 代人類的月球登陸船的外層絕熱材料也使用了鋁 箔。蜂窩結(jié)構(gòu)在大型飛機(jī)上的應(yīng)用見(jiàn)圖 10 。 圖9 蜂窩夾層結(jié)構(gòu) Fig 9 Honeycomb sandwich structure 鋁箔制造的蜂窩結(jié)構(gòu)具有重量輕、 強(qiáng)度高的特 20 世紀(jì) 70 年 點(diǎn)， 在航空器 、 航天器上也有所應(yīng)用 。 圖 10 波音 B707 飛機(jī)上的鋁箔蜂窩結(jié)構(gòu) Fig 10 Aluminum honeyco

9、mb structure of Boeing 707 airplane 參考文獻(xiàn)： 1 陳亞莉 鋁合金在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用 A 2002 年交通運(yùn)輸用鋁市場(chǎng)暨技術(shù)研討會(huì)論文集 C 北京 2002 : 122 129 安泰安科信息開(kāi)發(fā)有限公司， 2 王祝堂， M 長(zhǎng)沙: 中南大學(xué)出版社， 2005 : 917 933 田榮璋 鋁合金及其加工手冊(cè)( 第三版 3 JENS Hinrichsen Gli ultimi sviluppi dell airbus A380 J Al ALLUMINIO ELEGHE / SETTEMBRE ， 2001 : 171 178 4 工程材料實(shí) 用手冊(cè) M 北京

10、: 中國(guó) 標(biāo)準(zhǔn)出 版 社， 編輯委員 會(huì) 編 工 程 材 料實(shí) 用手冊(cè)第 3 卷 第 2 版 2002 : 358 455 （ 續(xù)完） 新型鋁液過(guò)濾分流袋 我公司經(jīng)過(guò)研究試制， 成功制造出能與大熔鋁爐配套的新型玻璃纖維鋁液過(guò)濾袋、 玻璃纖維過(guò)濾板， 并獲 。 ， 。 得了國(guó)家技術(shù)專利產(chǎn)品證書(shū) 該產(chǎn)品已被多個(gè) 鋁加工 企業(yè)熔鑄生產(chǎn) 中 使 用 效果良好 新型玻璃纖維分流 袋， 主要適應(yīng)大熔鋁爐大扁錠生產(chǎn) 中 使 用， 能 在高 溫 760 鋁 液 情況 下正常使 用， 在 過(guò)濾效果方面， 對(duì)去除氧 化物雜質(zhì)等的過(guò)濾性能特別強(qiáng)， 玻璃纖維過(guò)濾網(wǎng)過(guò)濾 鋁 液 時(shí)， 鋁 液流 量 分 布均勻， 冷卻均

11、衡， 在高 溫下 鋁 液經(jīng) 分流袋雙層過(guò)濾。 600 mm × 130 mm × 170 mm、 目前生產(chǎn)的分流袋規(guī)格有多種， 黃色分流袋有 330 mm × 130 mm × 170 mm、 700 mm × 130 mm × 170 mm。另有 多 種白色 分流袋。 根據(jù) 用 戶需 要， 可以 加工 制 作各種規(guī)格 的三 角形狀 分 流袋。 分流袋的技術(shù)要點(diǎn): 主要原材料是采用高強(qiáng)度的玻璃纖維紗， 此紗經(jīng)鉑金坩堝拉絲、 并捻合股、 絞織、 后處 理、 流水線加工制作而成， 經(jīng)過(guò)高溫樹(shù)脂復(fù)合、 剪切、 縫制、 去污、 修復(fù)至成品。 使用方法: 新型玻璃纖維鋁液分流袋具有含過(guò)濾腔體的外袋， 外袋里另有內(nèi)袋， 本產(chǎn)品采用玻璃纖維制成， 特別適合于熔鑄鋁液過(guò)濾， 外袋的防腐布對(duì)于整個(gè)分流袋起到支撐作用， 提高抗沖力的能力， 不易變形， 待過(guò)濾 的鋁液從內(nèi)袋向外溢流進(jìn)入外袋之后， 通過(guò)外袋的過(guò)濾口進(jìn)行過(guò)濾， 雙層過(guò)濾結(jié)構(gòu)提高了過(guò)濾效率。涂覆有樹(shù) 脂層的內(nèi)袋、 外袋， 進(jìn)一步增強(qiáng)了整個(gè)分流袋的強(qiáng)度; 根據(jù)流量需要， 決定分流袋玻璃纖維網(wǎng)的目數(shù)， 具有可調(diào)