鋁是地殼中發(fā)現的最豐富的金屬元素，這也是我們每天使用的許多物體中都使用鋁的部分原因。事實上，它是最廣泛使用的有色金屬(意思是它不含任何鐵)。鋁既存在于普通物品中，如鋁箔或鋁罐，也存在于極端的特殊應用中，如宇宙飛船和潛艇的部件。

商品鋁的性能

鋁之所以是最常用的有色金屬，原因有很多。它具有相當的延展性和延展性，這使得它適用于廣泛的應用。它的延展性使它可以制成鋁箔，而它的延展性使鋁可以被拉成棒和線。

鋁還具有很高的耐腐蝕性，因為當材料暴露在空氣中時自然形成的保護性氧化層。這種氧化也可以被合成誘導，以提供更強的保護。鋁的天然保護層使其比碳鋼更耐腐蝕，但它無法與不銹鋼的鉻含量競爭。此外，鋁是熱和電的良導體，在這兩方面都優(yōu)于碳和不銹鋼。

它比鋼更快、更容易加工，而它的強度與重量比使它成為許多需要堅固、堅硬材料的應用的好選擇。最后，與其他金屬相比，鋁的回收性很好，所以更多的芯片材料可以被保存、熔化和再利用。與生產原鋁相比，回收鋁可以節(jié)省高達95%的能源。

當然，使用鋁也有一些缺點，尤其是與鋼相比。它不像鋼那么硬，這使得它成為一個糟糕的選擇，因為它將經歷更多的沖擊或極高的承載力。鋁的熔點也明顯較低(660℃，而鋼的熔點較低約為1400℃)，因此它不能承受極端高溫的應用。它還具有很高的熱膨脹系數，因此，如果在加工過程中溫度過高，它就會變形，難以保持嚴格的公差。最后，由于在使用過程中需要更高的功率，鋁可能比鋼更貴。

鋁合金

市售的鋁，或者你在CNC加工項目中使用的鋁，都不是純鋁——它總是含有少量的合金元素。這些合金元素賦予原本很軟的金屬以強度和硬度。按重量計算，標準鋁中仍含有99-99.6%的鋁(元素)，其余的部分由硅、錳、鎂、銅和鋅等普通材料組成。

只要對合金元素的含量稍加調整，就可以制成無數種鋁合金。然而，一些組合物已被證明比其他組合物更有用。這些常見的鋁合金按主要合金元素分類。每個級數都有一些共同的性質。例如3000、4000、5000系列的鋁合金不能進行熱處理，所以要進行冷加工，也就是所謂的加工硬化。

主要鋁牌號

1000系列

鋁1xxx合金含有最純的鋁，按重量計至少含有99%的鋁。沒有特定的合金元素，這些幾乎都是純鋁。例如，鋁1199含有99.99%的重量鋁，用于制作鋁箔。這些是最軟的等級，但它們可以加工硬化，這意味著它們在反復變形時變得更強。

2000系列

2000系列鋁以銅為主要合金元素。這些等級的鋁可以沉淀硬化，這使得它們幾乎和鋼一樣堅固。沉淀硬化包括將金屬加熱到一定的溫度，使其他金屬的沉淀從金屬溶液中出現(同時金屬仍然是固體)，并有助于提高屈服強度。然而，由于添加了銅，2xxx鋁牌號具有較低的耐腐蝕性。鋁2024還含有錳和鎂，用于航空航天部件。

3000系列

鋁3xxx級含有錳作為其最重要的添加元素。這些鋁合金也可以加工硬化(這是必要的，以達到足夠的硬度水平，因為這些等級的鋁不能熱處理)。鋁3004也含有鎂，是用于鋁制飲料罐及其硬化變體的合金。

4000系列

4000系列鋁以硅為主要合金元素。硅降低了鋁4xxx等級的熔點。鋁4043作為焊條材料用于焊接6000系列鋁合金，鋁4047在建筑中用作板材和包層。

5000系列

鎂是5000系列的主要合金元素。這些等級具有最好的耐腐蝕性，因此它們通常用于船舶應用或其他面臨極端元素的情況。鋁5083是一種經常用于船舶部件的合金。

6000系列

鎂和硅都被用來制造一些最常見的鋁合金。這些元素的組合用于創(chuàng)建6000系列，通常很容易加工，可以沉淀硬化。特別是6061是最常見的鋁合金之一，也具有很高的耐腐蝕性。它通常用于結構和航空航天應用。

7000系列

這些鋁合金是由鋅，有時銅，鉻和鎂制成的，通過沉淀硬化可以成為所有鋁合金中最強的。7000級通常用于航空航天應用，因為它們的高強度。7075是一種常見的牌號，它的耐腐蝕性比其他合金低，盡管它的耐腐蝕性高于2000系列材料。這種合金被廣泛使用，但特別青睞于航空航天應用。

8000系列

8000系列是鋁合金的統(tǒng)稱，不適合任何其他類別。這些合金可以包括許多其他元素，包括鐵和鋰。例如，8176鋁含有0.6%的鐵和0.1%的硅(按重量計)，用于制造電線。

采購產品鋁調理，處理，和完成

熱處理是一種常見的調節(jié)過程，這意味著它在化學水平上改變了許多金屬的材料特性。特別是鋁，必須提高硬度和強度。未經處理的鋁是一種軟金屬，所以為了經得起某些應用，它需要經過某種調理過程。對于鋁，該工藝由附在等級號末尾的字母標識表示。

熱處理

2xxx、6xxx、7xxx系列鋁均可進行熱處理。這有助于提高金屬的強度和硬度，并有利于某些應用。其他合金，如3xxx、4xxx和5xxx只能通過冷加工來提高強度和硬度。合金可以添加不同的字母名稱-稱為回火名稱-以確定所采用的處理。這些名稱是:

F表示它是預制的，或者材料沒有經過任何熱處理。

H表示材料經歷了某種加工硬化，無論是否與熱處理同時進行?！癏”后面的數字表示熱處理類型和硬度。

O表示鋁經過退火處理，使強度和硬度降低。這似乎是一個奇怪的選擇——誰會想要一個更柔軟的材料呢?然而，退火產生了更可加工，潛在更堅韌和更具延展性的材料，這對某些制造方法是有利的。

T表示鋁經過熱處理，“T”后面的數字表示熱處理工藝的細節(jié)。例如，Al 6061-T6經過固溶熱處理(保持在980華氏度，然后在水中淬火以快速冷卻)，然后在325到400華氏度的溫度下老化。

完成

有許多飾面可以應用于鋁，每一個具有美容和/或保護質量適合不同的應用。

as-machinedfinish顧名思義，即加工后不做任何處理。這種完成需要更少的時間和精力，但對于裝飾部件來說通常是不夠的，并且最適合于您只是測試功能和適合度的原型。

光滑加工是機械加工后的下一步。更小心使用鋒利的工具和精加工通道，以產生更光滑的表面光潔度。這也是一種比較精密的加工方法，常用于試驗零件。然而，這個過程仍然會留下機器痕跡，所以通常不會用于最終產品。

噴丸產生一個啞光完成噴涂微小的玻璃珠在你的鋁部分。這將去除大部分，但不是全部，加工痕跡，并給它一個光滑但顆粒狀的外觀。一些流行筆記本電腦的標志性外觀和感覺來自于陽極氧化前的噴丸處理。

陽極氧化是一種常見的處理方法，當鋁暴露在空氣中時，它會在鋁表面自然形成一層保護性的氧化層。在人工過程中，鋁部件掛在導電架上，浸入電解溶液中，其中引入直流電。當溶液的酸度溶解了天然存在的氧化層時，電流在其表面釋放氧氣，從而建立了氧化鋁的新保護層。

通過平衡溶解速率和堆積速率，氧化層形成納米孔，使涂層的持續(xù)生長超出自然可能的范圍。之后，有時會在納米孔中填充其他緩蝕劑或用于美容目的的有色染料，然后密封以完成保護涂層。

鋁加工尖端

鋁因其高可加工性和高強度重量比而成為數控加工常用的金屬。這種可加工性導致更快的加工時間，從而降低了勞動力和機器時間成本。這也使得它更容易加工鋁到精密零件所需的更嚴格的公差。

然而，如果工件在加工過程中溫度過高，鋁的高熱膨脹系數會影響公差，特別是對于薄零件。為了防止任何負面影響，您可以通過創(chuàng)建不長時間關注一個區(qū)域的工具路徑來避免熱量的集中。這種方法可以散熱，并且可以在生成CNC加工程序的CAM軟件中檢查和修改刀具路徑。

有些鋁合金的柔軟性，如果受力過大，在加工過程中容易變形。因此，按照推薦的進給量和速度為您的特定等級的鋁(見這篇文章的一般公式)，以創(chuàng)建適當的力在加工過程中。另一個防止變形的經驗法則是保持你的零件在所有區(qū)域的厚度大于0.020英寸。

鋁的延展性的另一個影響是，它可以在切割工具上創(chuàng)建一個積累的材料邊緣。這掩蓋了刀具的鋒利切削面，使刀具變鈍，并降低了其切削效率。堆積的邊緣也會在你的零件上產生一個糟糕的表面光潔度。為了避免積聚的邊緣，實驗刀具材料;嘗試硬質合金刀片代替HSS(高速鋼)，反之亦然，并發(fā)揮與切割速度。您還可以嘗試調整切削液的數量和類型。