铝合金 1100-H14
铝合金 1100-H14 简介
铝合金 1100-H14 是一种商业纯铝合金（铝含量≥99.0%），具备优异的耐腐蚀性、高导热/导电性能，以及出色的加工成形性。H14 状态表示该合金经过一定程度的冷加工硬化，强度提升至中等水平，在保持良好成形性的同时，获得更好的刚性与尺寸稳定性。
铝合金 1100-H14 常用于 CNC 加工 非结构件、电气外壳、换热器翅片与化工介质处理设备等场景，在这些应用中，耐腐蚀性与导电/导热性通常比机械强度更关键。
铝合金 1100-H14 的化学、物理与机械性能
化学成分（典型值）
元素 | 成分范围（质量百分比） | 主要作用 |
|---|---|---|
铝 (Al) | ≥99.0 | 基体元素，提供导电/导热性能与耐腐蚀性 |
铜 (Cu) | 0.05–0.20 | 轻微提升强度，但可能降低耐腐蚀性 |
铁 (Fe) | ≤0.35 | 残余元素 |
硅 (Si) | ≤0.45 | 残余元素 |
锌 (Zn) | ≤0.10 | 残余元素 |
锰 (Mn) | ≤0.05 | 细化晶粒（微量） |
其他 | ≤0.15（总量） | 综合残余元素 |
物理性能
性能 | 典型值 | 测试标准/条件 |
|---|---|---|
密度 | 2.71 g/cm³ | ASTM B311 |
熔化范围 | 643–657°C | ASTM E299 |
导热系数 | 222 W/m·K（25°C） | ASTM E1952 |
电导率 | 61% IACS（20°C） | ASTM B193 |
线膨胀系数 | 23.6 µm/m·°C | ASTM E228 |
比热容 | 900 J/kg·K | ASTM E1269 |
弹性模量 | 69 GPa | ASTM E111 |
机械性能（H14 状态）
性能 | 典型值 | 测试标准 |
|---|---|---|
抗拉强度 | 110–150 MPa | ASTM E8/E8M |
屈服强度（0.2%） | 95–125 MPa | ASTM E8/E8M |
延伸率 | ≥10% | ASTM E8/E8M |
硬度 | 35–45 HB | ASTM E10 |
疲劳强度 | 45 MPa | ASTM E466 |
冲击韧性 | 优秀 | ASTM E23 |
铝合金 1100-H14 的关键特性
优异的导电与导热性能（ASTM B193）： 1100-H14 的电导率可达 61% IACS，导热系数约 222 W/m·K，适用于母排、换热器与电气壳体等对导电/散热要求高的零部件。
在中性与弱酸性环境中耐腐蚀性能突出： 在食品级、建筑装饰与一般工业环境中表现稳定，点蚀与晶间腐蚀风险低。
高加工成形性并具备中等强度（SAE J452 成形性指数 9/10）： 易于轧制、旋压与拉深成形，且 H14 相比退火态（O 态）刚性更好，更利于装配与薄壁零件保持形状。
可焊接且焊后性能衰减小： 适用于 MIG/TIG 焊接，可使用 1100 或 4045 填充材料；热影响区耐腐蚀性保持良好。
不可热处理，但可通过冷加工强化： 强度来自加工硬化（H 状态），在不依赖热处理的情况下获得更稳定的尺寸控制，并较软态材料具有更好的可加工性。
铝合金 1100-H14 的 CNC 加工挑战与解决方案
加工挑战
材料非常软： 过于激进的切削容易产生变形或毛刺。
强度低 → 表面质量风险： 若刀具不够锋利或系统振动较大，较难获得高质量表面与稳定公差。
高导热导致粘刀倾向： 冷却/润滑不足时容易形成积屑瘤（BUE），影响表面与刀具寿命。
优化加工策略
刀具选择
参数 | 推荐方案 | 原因说明 |
|---|---|---|
刀具材料 | DLC 涂层或抛光硬质合金刀具 | 降低粘刀与积屑瘤，提升刀具寿命 |
刀具几何形状 | 正前角、抛光前刀面 | 改善表面质量并增强排屑顺畅性 |
切削速度 | 300–600 m/min | 实现“干净切削”，降低工件热影响与粘刀风险 |
进给量 | 0.10–0.25 mm/rev | 适用于小件或薄壁件的稳定控制 |
冷却方式 | 轻微雾化或气吹 | 减少“糊刀”，保持表面清洁 |
铝合金 1100-H14 切削参数（符合 ISO 513）
加工工序 | 速度 (m/min) | 进给 (mm/rev) | 切削深度 (mm) | 冷却液压力 (bar) |
|---|---|---|---|---|
粗加工 | 300–450 | 0.20–0.25 | 2.0–3.5 | 25–35（微雾） |
精加工 | 450–600 | 0.05–0.10 | 0.2–1.0 | 30–50（微雾/气吹） |
铝合金 1100-H14 CNC 零件的表面处理
阳极氧化： II 型透明阳极氧化可增强耐腐蚀性并获得更均匀的表面外观。
粉末喷涂： 形成 60–100 µm 的厚膜耐久涂层，适用于装饰或防护目的。
电解抛光： 去除微毛刺并提升光亮度，适合电气面板与反光表面零件。
钝化处理： 清洁表面以提升涂层附着力与整体耐腐蚀性。
拉丝处理： 获得均匀哑光质感，适用于建筑与展示类外观件。
阿洛丁涂层： 在保持导电性的同时提升耐腐蚀性，可满足 MIL-DTL-5541 等要求。
UV 涂层： 为灯具外壳或建筑应用提供抗紫外与透明保护层。
清漆涂层： 提升表面光泽与外观耐久性。
铝合金 1100-H14 的行业应用
电气与电力： 母排、电气外壳、接地板与导电连接件等，充分利用高导电性优势。
食品与饮料加工： CNC 加工储罐、面板与洁净室部件，强调耐腐蚀与卫生环境适配性。
建筑装饰与标识： 装饰条、铭牌、标牌与家电面板，适合获得干净的阳极氧化外观。
HVAC 与通风： 翅片管、导热面板与风管部件，兼顾轻量化与散热/导热需求。
消费品： 轻量化外壳、照明零件与家电框架等，满足外观与耐腐蚀的平衡需求。
