高强度铝合金替代铜与锌的技术经济分析
新闻来源： 发布时间：2017.06.28 浏览量:
现时铜与锌都大幅涨价，行内人士都不约而同地寻找替代品。而对于水暧器材与装饰行业，以及其它机电制造行业，用高强度变形铝合金代替铜与锌，不但具有工业技术可行性，更会带来很好的经济效益。
1. 从综合机械性能看高强度变形铝合金对铜合金、锌合金的替代
1.1抗拉强度的对比
用量多广铜合金为HPb59-1黄铜，其抗拉强度为370-450Mpa。而锌合金的抗拉强度则只有250-320Mpa。
由于变形铝合金，如LD2-2（6070）、LD10（2014）、LD30（6061）、LD31（6063）、LY12（2024、2124）、LY16（2219）、LC4（7075）的抗拉强度在310-570Mpa之间。
对照下表可知，2024与2124牌号的抗拉强度恰好与黄铜的相对应，而6061变形铝合金的抗拉强度为310Mpa，可与锌合金相对。
1.2硬度方面
HPb59-1的硬度一般大于HB80，与6061的硬度HB95差不多，而2024、2124的硬度则大于HB135。
压铸锌合金的硬度为HB80-95，与6061的硬度HB95差不多。
1.3延伸率方面
HPb59-1挤压材的延伸率为10-16%，铸态的要比这个数值低，与6061、7075硬铝合金的10-12%相当。
压铸锌合金的延伸率只有1-2%，非常低。随便一种变形铝合金都要比它高得多。
1.4抗腐蚀、阳极氧化与表面装饰处理比较
与铝合金相比，黄铜与锌基合金的抗腐蚀性能差距较大，未加表面处理时，后者装饰性很不好，所以一般都需要用其它的表面处理方式如电镀等进行保护或装饰。
现时铝合金的镀装饰铬技术十分成熟，生产成本与铜、锌的镀装饰铬差不多。
变形铝合金经阳极氧化后，不但具有很好的抗腐蚀性，而且也有很好的装饰性。由于铝合金阳极氧化比镀铬成本更低，这种装饰性表面的竞争优势，使得它有不错的市场份额。
1.5焊接性能与成形工艺特点
变形铝合金的另一个特点是可以焊接，这个性能是传统所有的铸造铝合金与铜、锌合金所不能比拟的。但变形铝合金一定要求要清除内部的气孔，所以，其成形工艺要求是挤或锻。
典型铝合金的机械性能(Typical Mechanical Properties)
典型铝合金的机械性能(Typical Mechanical Properties)
铝合金 牌号及状态 拉伸强度(25°C Mpa) 屈服强度(25°C Mpa) 硬度500kg力10mm球 延伸率1.6mm(1/16in)厚度
5052-H112 175 195 60 12
5083-H112 180 211 65 14
6061-T651 310 276 95 12
7050-T7451 510 455 135 10
7075-T651 572 503 150 11
2024-T351 470 325 120 20
2 经济性的简单分析
因铜合金比重为铝合金的3倍，其单价是铝合金3.3倍，单位成本则为3.33×3=10倍。如能用变形铝合金代替铜合金，可降低成本80%，其效益无可比拟。
而锌的比重为铝合金的2倍，现时锌的售价约为铝的1.5倍高，单位成本2×1.5=3倍。用变形铝合金代替锌，可节约成本近一半。
用变形铝合金生产不锈钢类装饰制品，其生产成本也可降一半，有相近的意义。
3. 高强度变形铝合金毛坯的生产工艺
由于我国连铸连锻技术取得了显著的进步，运用“挤压压铸模锻机”，不但能生产出压铸件结构一样复杂的变形铝合金毛坯，其车间成本相近，且生产出来的锻 压毛坯，表面光洁度达到7级，内部金相为破碎组织，比传统铸造方法，还具有更好更高的综合机械性能。现已生产出包括极限运动摩托车、踏板车等高品质装饰与耐 冲击性产品，出口欧美等市场。
因此，使用变形铝合金替代传统的铸造铝合金、铜合金、锌合金生产毛坯，其技术经济性都是完全可行的。
从市场反馈的信息看，这已成为一种潮流与趋势了。
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