摘要：铝合金是一种非常实用的金属材料，其不仅拥有较高的强度和耐腐蚀功能，而且容易进行加工，可对其进行有效的回收和利用。铝合金材料具有节能环保的功效，在交通、电力、航空航天等领域中应用十分广泛。由于我国高度重视工业生产，因此，对于铝合金的需求量正在不断增加。在许多领域中，钢铁正逐渐被铝合金所替代，因此，铝合金材料的发展前景十分乐观。

关键词：铝合金;材料应用;加工成形;技术

随着科学技术的进步以及经济的飞速发展，节能、环保已经成为当今社会发展的主题。铝合金作为轻质金属结构材料，具有耐蚀、比强度高、易加工及回收成本低、回收率高等优点，广泛应用在航空航天、交通、电力、化工等领域，被誉为绿色环保材料。随着我国工业的快速发展，对铝合金需求日益增多，目前在金属材料的应用中铝合金仅次于钢铁位居第二，而且在越来越多的领域逐渐替代钢铁。

一、铝合金的基本性能

铝合金是现在国内工业生产中大范围生产并大范围的投入到使用中去的一种材料，其拥有许多材料所不能拥有的良好性质，例如，铝合金的密度低但是强度却很高，相比于同类型的钢材而言，铝合金材料将以同体积更小的质量以及更大的安全性能、抗压性能为各种工程施工、高科技产品提供良好的物理支持。在地壳中，铝的含量达到7.7% 以上，位列金属第一。铝合金的密度很小，仅为钢的三分之一，其在航空航天、建筑和交通等领域中多有应用。采用铝合金材质的装备，不仅质量轻便，而且成本较低。铝合金具有良好的力学性能，虽然铝的强度比较低，但由于其可塑性高，可与多种元素相结合从而形成高强度铝合金。铝合金具有良好的耐腐蚀性能，为了避免合金发生氧化，铝合金会形成一层氧化膜，用于保护合金的性能，抵抗外界所带来的腐蚀。铝合金的导热性能良好，这主要是由于铝具有很高的导热性。在制造散热器和取暖器时，可采用铝合金。铝合金具有良好的装饰性能，可将其加工成多种规格的产品，还可对其表面进行处理。铝合金的种类比较多，可根据其使用范围对其进行分类，比如防锈铝、硬铝和超硬铝等。铝合金的各项性能非常优越，可适用于多个领域之中。相关人员只需根据自身的需求选择合适的铝合金类型，就可以充分发挥出铝合金的作用。

二、铝合金的加工成形技术

铝合金成形方法主要包括铸造、轧制、挤压、拉拔、锻造、3D 打印等。目前，主流的铝合金成形方法主要为铸造、轧制和挤压，新兴的成形方法为3D 打印。

1、铝合金铸造。铸造就是将铝合金熔化成熔体，利用其良好的流动性和可填充性，将铝合金浇铸到各种模具中，制造形状复杂、壁厚较薄或要求气密的承受中等载荷的零件。铸造出的铝合金零件，如缸体、支架、箱体、轮毂等，可用于航空航天和交通等领域。

2、轧制成形。轧制是锭坯依靠摩擦力被拉进旋转的轧辊间，借助于轧辊施加的压力，使其横断面减小，形状改变，厚度变薄而长度增加的一种塑性变形过程。根据产品品种不同，可分为板、带材轧制，棒材轧制，管材轧制等。根据轧制温度分为热轧和冷轧，热轧是在金属高温时进行轧制成形，以此保证产品质量的稳定，同时明显降低了能耗，提高了生产效率，从而获得良好的经济效益。热轧主要用于生产厚板，其特点是效率高、性能优良，用于制备易拉罐、汽车车身板及航空航天用带材的冷轧坯料;冷轧主要是用于生产铝合金薄板、铝箔毛料等，为了提高生产效率和产品质量，可用多机架连续冷轧的方法生产。

3、挤压成形。挤压是将锭坯装入挤压筒中，通过挤压轴对金属施加压力，使其从给定形状和尺寸的模孔中挤出，产生塑性变形而获得所要求的挤压产品的一种加工方法。挤压成形能显著提高铝合金的变形能力，改善铝合金的组织、性能。采用挤压工艺不仅可生产形状简单的管、棒、带材产品，还可以生产断面形状非常复杂的实心和空心型材，以及阶段变断面和逐渐变断面型材。挤压成形制备的铝合金线材可用于制备导线等，挤压成形的铝管材可用于制备导电管、暖水管、建筑用铝管等。

4、3D 打印成形。3D 打印是一种新兴的成形技术，金属零件3D 打印技术基本原理是利用三维建模软件建立成形件的三维数据模型，然后利用切片软件对三维数据模型进行切片分层，得到各截面的二维轮廓数据，随后控制高能激光束按照每层的轮廓对金属粉末进行扫描熔化，层层叠加形成三维金属零件。该技术免去了开模具、部件组装等复杂的过程，可以一次成形，具有快速柔性、高效等特点。国内外已经使用3D 打印技术生产了铝合金航天部件， 3D 打印的铝制无人机时速达到141 公里/ 小时。3D 打印的铝合金零件在航空航天、武器装备、模具制造等领域具有广阔应用前景。

三、铝合金的应用

1、航空航天。铝合金的应用范围非常广阔，其中铝合金用于飞机制造是航空发展行业中的主要原料。飞机上的起落架和蒙皮都可以利用铝合金来制造，在波音科技中所采用的铝合金重量占道约81%左右。另外在航天飞行船中应用的燃料箱或仪器舱等也都是利用铝合金所制造而成。

2、交通行业。随着我国交通行业的不断迅猛发展，汽车轻量化是节能减排的重要关键，所以铝合金作为一种性能优良的轻质材料在我国的汽车发展制造业中成为了材料的首选，并且在铸造过程中铝合金多数用于制造发动机以及轮胎轴承等零件。变形的铝合金材料则主要应用于行李箱或车身面板以及车门保险杠等部分的构造，汽车内外板上都可以利用铝合金来代替钢板，可以大大的减轻汽车的重量，并且铝合金对减重效果非常明显，还能够促进汽车的节能减排发展。

3、包装领域。锂合金的应用范围可谓非常广泛，我们日常生活中所使用的一些生活必需品例如桶或易拉罐等物质都需要进行轻质包装，这些包装都是利用铝合金材料构成的广泛的被应用于各大行业的生产包装当中，例如饮料，食品以及香烟药品或化妆品等工业生产过程中，极大地减轻了人们的生活负担，为各大行业的工业制造发展带来了新的发展机遇。

4、建筑行业。建筑行业时，我国发展过程中的重要发展。支撑行业在此过程中，建筑行业多利用铝合金材料来进行门窗设计，在足够的耐腐蚀性和高强度抗压性的基础上，选取铝合金材料来进行装饰，可以使得房屋建筑过程中的门框和窗框以及吊顶等装饰部件形成高强度高抗压性的房屋组成部分。

5、电子领域。电子领域发展过程中，随着现代科技技术的智能化有着充分发展的潜能，铝合金的广泛应用是借助于其导电性的特点。

通过对铝合金材料的应用及其加工成形技术进行研究与分析。首先对铝合金材料的特性特点与主要的应用领域进行了一定程度上的阐述，然后在此基础之上从铸造成形、轧制成形、挤压成形以及3D打印成形四个方面分析了铝合金加工成形技术。综上所述，铝合金材料凭借着自身的优良特性，使其在航空航天、汽车制造、建筑、生产包装等领域中有着广泛的应用。未来需要进一步改善与优化铝合金的生产工艺，进一步提升铝合金质量，满足各个领域的需求，具有十分广阔的发展前景。

参考文献

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