铝合金 1100 是一种商业纯铝合金(≥99.0% Al),以优异的耐腐蚀性、高导热性以及出色的加工成形性而闻名。虽然与其他铝合金牌号相比其强度较低,但在对强度要求不高、而更看重成形性、电/热导率与化学稳定性的应用中仍非常理想。
在轻量化、耐腐蚀零部件的 CNC 加工 中应用广泛,铝合金 1100 常见于换热器、食品与化工加工设备、标识牌以及电子元件等领域。
元素 | 含量范围(重量 %) | 主要作用 |
|---|---|---|
铝 (Al) | ≥99.0 | 基体金属,提供高耐腐蚀性与延展性 |
铜 (Cu) | ≤0.05–0.20 | 轻微提升强度 |
铁 (Fe) | ≤0.95 | 残余元素 |
硅 (Si) | ≤0.95 | 残余元素 |
锌 (Zn) | ≤0.10 | 残余元素 |
锰 (Mn) | ≤0.05 | 残余元素 |
镁 (Mg) | ≤0.05 | 残余元素 |
其他(单项) | ≤0.05 | 总残余 ≤0.15 |
性能 | 典型值 | 测试标准 / 条件 |
|---|---|---|
密度 | 2.71 g/cm³ | ASTM B311 |
熔点 | 643°C | ASTM E299 |
导热系数 | 222 W/m·K(25°C) | ASTM E1952 |
导电率 | 59% IACS(20°C) | ASTM B193 |
线膨胀系数 | 24.0 µm/m·°C | ASTM E228 |
比热容 | 900 J/kg·K | ASTM E1269 |
弹性模量 | 69 GPa | ASTM E111 |
性能 | 典型值 | 测试标准 |
|---|---|---|
抗拉强度 | 150–165 MPa | ASTM E8/E8M |
屈服强度(0.2%) | 125 MPa | ASTM E8/E8M |
延伸率 | ≥10% | ASTM E8/E8M |
硬度 | 35 HB | ASTM E10 |
疲劳强度 | 55 MPa | ASTM E466 |
冲击韧性 | 高 | ASTM E23 |
卓越的加工性与成形性:1100 是延展性最好的铝合金之一,可轻松进行拉深、旋压或小半径折弯而不易开裂——非常适合深拉伸零件与复杂的 CNC 成形几何结构。
优异的耐腐蚀性:可抵抗大气与化学腐蚀,尤其在中性与弱酸性环境中表现良好。常用于食品级以及近海相关应用。
出色的导热与导电性能:其导热系数为 222 W/m·K、导电率为 59% IACS,使其非常适合散热器、母排以及电子热管理外壳等应用。
机械强度较低:屈服强度约 125 MPa,因此在无加强结构的情况下不适用于承载类应用。更常用于受力较小的外观件或功能件。
不可热处理:仅可通过冷加工(加工硬化)提高强度,H14 与 H18 等状态在成形性与耐用性之间提供较好的折中。
“黏性”切屑形成:高延展性可能导致切屑不易断裂并产生涂抹现象。
积屑瘤(BUE):材料易粘附在切削刀具上,导致刃口变钝。
软表面易受损:加工与搬运过程中更容易产生咬粘或外观划伤。
参数 | 推荐方案 | 理由 |
|---|---|---|
刀具材料 | 高速钢或无涂层硬质合金 | 降低粘附并提供锋利切削 |
几何形状 | 大前角、锋利刃口 | 改善切屑形成并减少积屑瘤 |
切削速度 | 200–500 m/min | 提升表面质量与排屑控制 |
进给量 | 0.10–0.30 mm/rev | 在不撕裂的前提下保持良好切屑形态 |
冷却方式 | 轻微微量冷却或干切 | 减少积屑瘤,同时避免污染 |
加工工序 | 速度 (m/min) | 进给量 (mm/rev) | 切削深度 (mm) | 冷却压力 (bar) |
|---|---|---|---|---|
粗加工 | 200–300 | 0.20–0.30 | 2.0–4.0 | 干切或微量冷却 |
精加工 | 400–500 | 0.05–0.15 | 0.2–1.0 | 干切或微量冷却 |
阳极氧化:适用于 II 型装饰性阳极氧化(5–25 µm)。可提供良好的表面硬度(约 ~200 HV)与耐腐蚀保护。由于纯度较高,颜色均匀性可能受限。
粉末喷涂:形成 60–100 µm 膜厚,具备抗紫外与抗冲击性能。为保证附着力,需要进行前期表面处理(如铬化或蚀刻)。
电解抛光:可获得 Ra ≤0.2 µm 的表面,用于食品与医疗级部件的美观与卫生要求。
钝化处理:通常不单独作为最终处理使用,但可作为其他涂层前的清洗步骤。
拉丝处理:装饰性表面处理方法,可形成 Ra 0.8–1.2 µm;适用于标识牌、面板与消费类设备。
阿洛丁涂层:在需要导电性且同时要求耐腐蚀的场景中使用——尤其常见于电子外壳。
UV 涂层:5–15 µm 透明涂层可保护可见表面,并减少铝合金外壳的指纹残留。
清漆涂层:用于展示级产品与装饰表面的外观保护与提升。
消费电子:散热器、显示边框与外观外壳等部件对外观与热性能要求较高。
食品与化工加工:用于需要高纯度与耐腐蚀性的储罐、管路与包装设备。
建筑:墙面板、标识牌与幕墙等,要求装饰性表面处理与轻量稳定性。
电气与热管理系统:母排、接线端子以及高导热框架与外壳。
暖通空调(HVAC)与换热器:散热片、风管与冷凝器部件等,对导热性与耐腐蚀性要求较高。