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鋁金屬特性介紹

鋁材具備輕量、高強度、耐蝕、美觀、易散熱、易成形、易加工、易導電、無磁性、易處理提高反射率、表面色彩多樣化等優異之性能。鋁合金具有足夠的強度,超硬鋁合金的強度可達600Mpa,普通硬鋁合金的抗拉強度也達200~450Mpa,它的比強度遠高於鋼,因此在機械製造中得到廣泛的運用。鋁的導電性僅次於銀和銅,居第三位,適用於製造各種導線。鋁具有良好的導熱性,可用作各種散熱材料。
鋁合金最大之應用市場為運輸工具,這方面之競爭材料主要有鎂合金、工程塑膠、鋼鐵等,鎂合金雖然有密度較低之優點,但其成形性(伸長率)、剛性(楊氏係數)、比剛性等不如鋁合金,故在需要剛性之結構件應用上,鋁合金仍較具優勢。

鋁合金分類

鋁合金依據加工方法可分為鍛軋鋁合金及鑄造鋁合金兩大類:

1.鍛軋鋁合金(Wrought aluminium alloy)
鍛軋鋁合金適用於軋延、擠型、鍛造、沖壓等加工,因主要合金元素比例不同而有不同之物理、化學、機械性質及其應用範圍,依強度等級可分為兩大類:
※ 非熱處理型鋁合金:包含1000、3000、4000、5000系,主要靠固溶強化、應變(加工)硬化與散佈強化來達到強化效果,此類合金具有中低強度,其中5000系(Al-Mg)具良好之耐蝕性、銲接性與加工性,強度較3000系(Al-Mn)及4000系(Al-Si)高,但亦未達400Mpa。
※熱處理型鋁合金:包含2000、6000、7000系,主要靠析出強化,以7000系(Al-Zn-Mg,Al-Zn-Mg-Cu)的強度最高,例如7055 T7751可達660Mpa,2000系列(Al-Cu,Al-Cu-Mg,Al-Cu-Mg-Si)居次,而6000系列(Al-Mg-Si)的強度最低,其中6063鋁合金擁有良好的擠型性、延展性、耐腐蝕性與易於表面處理(如陽極處理),使用最為普遍。

2.鑄造鋁合金(Cast aluminium alloy)
鑄造鋁合金可分成一般鑄件與壓鑄件兩大體系,而一般鑄件可分成砂模、金屬模與精密鑄造三大類。美國AA規範中,鑄鋁合金依據添加合金種類可分成1xx~9xx系列,以最通用的Al-Si合金來說, 抗拉強度在300~350MPa(依Cu含量而異)就很高了。鑄鋁合金以2xx(Al-Cu)及7xx(Al-Zn)系列強度相對較高,其中鋁銅合金抗拉強度約可達到400MPa左右。

鋁及鋁合金之應用

鋁及鋁合金可加工成板、片、捲、箔、型材、管、棒、線及鑄造、鍛造品,因此在運輸工具、航太、民生、軍事、建築、機械、3C、家電、電力、醫療、印刷、半導體、光電及石化產業等之應用相當廣泛,下游加工應用產業廠商眾多,包含車輛、船舶、運動器材、鋁罐、瓶蓋、管配件、鋁門窗、百葉簾、帷幕牆、散熱片、食品容器、廚具、家具、3C產品殼件、電子鋁箔、褙紙鋁箔、機械五金等,參見下表。

 
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