铝材作为一种轻质、高强度、耐腐蚀的金属材料，广泛应用于建筑、交通、电子、航空航天等领域。本文将深入探讨铝材的物理性质、牌号与用途、加工工艺及表面处理技术，帮助您全面了解铝材的基础知识。
一、铝材的物理性质
1. 基本信息
铝材是一种银白色、具有光泽的金属，其密度为2.6989g/cm³（20℃），质量轻且无毒、无磁性，撞击时不会产生火花。铝的延展性极佳，延性在金属中排名第六，展性排名第二。纯铝的莫氏硬度仅为2.9，但其通过与铜、镁、锰、硅、锌等金属形成合金，可以获得高强度且重量轻的材料。
2. 导电性与热导性
铝具有高电导率和高热导率，广泛用于电力传输和散热设备。此外，铝对可见光和紫外线的反射率在普通材料中最高，常被用于制造反光器具和隔热材料。
3. 抗腐蚀性
铝在空气中具有高稳定性，表面会自然生成一层薄而透明的氧化膜，有效防止进一步腐蚀。这层氧化膜的厚度在干燥空气中约为50Å（1Å=0.1nm），最厚可达100Å。铝在浓硝酸、浓硫酸及大多数有机酸中表现惰性，但易被卤素腐蚀。
二、铝材的牌号与用途
铝材根据合金元素和加工方法分为变形铝合金和铸造铝合金，并按照铝和铝合金的编号分为八大系列。
1. 1XXX系列（纯铝）
1XXX系列含铝量最高，纯度可达99%以上，具有良好的成型性和耐腐蚀性，常用于装饰件和内饰件。
1050、1100：用于化学打沙、光面、雾面处理，适用于贮存容器、薄板加工件等。
1080、1085：用于镜面铝，适用于亮字、雾面效果。
2. 2XXX系列（铝-铜合金）
2XXX系列硬度高，主要用于航空材料，代表牌号有2014、2024等。
2011：适用于机械加工产品，如音量轴、光学组件。
3. 3XXX系列（铝-锰合金）
3XXX系列具有良好的成型性和耐腐蚀性，常用于液体产品的槽和罐，代表牌号有3003、3105等。
4. 4XXX系列（铝-硅合金）
4XXX系列具有熔点低、耐腐蚀性好、耐热耐磨的特性，常用于建筑材料、机械零件等，代表牌号有4032、4A01。
5. 5XXX系列（铝-镁合金）
5XXX系列具有密度低、抗拉强度高、延展率高的特点，常用于制造飞机油箱、船舶钣金件等，代表牌号有5052、5083。
6. 6XXX系列（铝-镁-硅合金）
6XXX系列集中了4系和5系的优点，具有抗腐蚀性、抗氧化性好、加工性能佳的特点，广泛应用于门窗、车辆、家电等领域，代表牌号有6061、6063。
7. 7XXX系列（铝-锌合金）
7XXX系列是超硬铝合金，具有高强度和耐磨性，主要用于航空材料和模具材料，代表牌号有7075。
8. 8XXX系列（其他合金）
8XXX系列较为常用的为8011，主要用于生产铝箔。
三、铝型材的加工工艺
1. 铝棒铸造
将铝锭加热熔化，并加入合金元素（如镁、硅），然后将铝液倒入铸造机，铸造成直径不同的圆棒。
2. 铝合金挤压
根据型材横断面设计制造模具，利用挤压机将加热好的圆铸棒从模具中挤压成型。
3. 直线度校直
挤压后的型材需要进行直线度校直，以确保其在机械设备上的适用性。
4. 人工时效
将铝合金型材放入时效炉加热并保温2-3小时，以提高其机械性能，特别是硬度。
5. 表面处理
铝型材表面通常采用阳极氧化处理，以提升美观性和抗腐蚀性。
四、铝材的表面处理工艺
1. 钝化
钝化是通过使金属表面转化为不易被氧化的状态来延缓腐蚀速度的方法。
2. 阳极氧化
利用电解原理在金属表面镀上一层金属或合金，提升其装饰性和功能性。
3. 喷涂
在氧化基础上进行喷涂，用于设备的外部防护和装饰。
4. 喷砂
通过喷砂增加表面粗糙度，提升涂装附着力。
5. 化学氧化
形成较薄的氧化膜，具有良好的吸附性，可作为有机涂层的底层。
6. 上色
通过氧化上色或电泳上色技术，满足不同产品的颜色需求。
7. 化学抛光
利用化学溶液对铝材表面进行整平抛光，降低表面粗糙度。
8. 电化学氧化
通过电化学方法形成氧化膜，提升铝材的硬度、耐热性和抗腐蚀性。
