铝是地壳中发现的最丰富的金属元素，这也是我们每天使用的许多物体中都使用铝的部分原因。事实上，它是最广泛使用的有色金属(意思是它不含任何铁)。铝既存在于普通物品中，如铝箔或铝罐，也存在于极端的特殊应用中，如宇宙飞船和潜艇的部件。

商品铝的性能

铝之所以是最常用的有色金属，原因有很多。它具有相当的延展性和延展性，这使得它适用于广泛的应用。它的延展性使它可以制成铝箔，而它的延展性使铝可以被拉成棒和线。

铝还具有很高的耐腐蚀性，因为当材料暴露在空气中时自然形成的保护性氧化层。这种氧化也可以被合成诱导，以提供更强的保护。铝的天然保护层使其比碳钢更耐腐蚀，但它无法与不锈钢的铬含量竞争。此外，铝是热和电的良导体，在这两方面都优于碳和不锈钢。

它比钢更快、更容易加工，而它的强度与重量比使它成为许多需要坚固、坚硬材料的应用的好选择。最后，与其他金属相比，铝的回收性很好，所以更多的芯片材料可以被保存、熔化和再利用。与生产原铝相比，回收铝可以节省高达95%的能源。

当然，使用铝也有一些缺点，尤其是与钢相比。它不像钢那么硬，这使得它成为一个糟糕的选择，因为它将经历更多的冲击或极高的承载力。铝的熔点也明显较低(660℃，而钢的熔点较低约为1400℃)，因此它不能承受极端高温的应用。它还具有很高的热膨胀系数，因此，如果在加工过程中温度过高，它就会变形，难以保持严格的公差。最后，由于在使用过程中需要更高的功率，铝可能比钢更贵。

铝合金

市售的铝，或者你在CNC加工项目中使用的铝，都不是纯铝——它总是含有少量的合金元素。这些合金元素赋予原本很软的金属以强度和硬度。按重量计算，标准铝中仍含有99-99.6%的铝(元素)，其余的部分由硅、锰、镁、铜和锌等普通材料组成。

只要对合金元素的含量稍加调整，就可以制成无数种铝合金。然而，一些组合物已被证明比其他组合物更有用。这些常见的铝合金按主要合金元素分类。每个级数都有一些共同的性质。例如3000、4000、5000系列的铝合金不能进行热处理，所以要进行冷加工，也就是所谓的加工硬化。

主要铝牌号

1000系列

铝1xxx合金含有最纯的铝，按重量计至少含有99%的铝。没有特定的合金元素，这些几乎都是纯铝。例如，铝1199含有99.99%的重量铝，用于制作铝箔。这些是最软的等级，但它们可以加工硬化，这意味着它们在反复变形时变得更强。

2000系列

2000系列铝以铜为主要合金元素。这些等级的铝可以沉淀硬化，这使得它们几乎和钢一样坚固。沉淀硬化包括将金属加热到一定的温度，使其他金属的沉淀从金属溶液中出现(同时金属仍然是固体)，并有助于提高屈服强度。然而，由于添加了铜，2xxx铝牌号具有较低的耐腐蚀性。铝2024还含有锰和镁，用于航空航天部件。

3000系列

铝3xxx级含有锰作为其最重要的添加元素。这些铝合金也可以加工硬化(这是必要的，以达到足够的硬度水平，因为这些等级的铝不能热处理)。铝3004也含有镁，是用于铝制饮料罐及其硬化变体的合金。

4000系列

4000系列铝以硅为主要合金元素。硅降低了铝4xxx等级的熔点。铝4043作为焊条材料用于焊接6000系列铝合金，铝4047在建筑中用作板材和包层。

5000系列

镁是5000系列的主要合金元素。这些等级具有最好的耐腐蚀性，因此它们通常用于船舶应用或其他面临极端元素的情况。铝5083是一种经常用于船舶部件的合金。

6000系列

镁和硅都被用来制造一些最常见的铝合金。这些元素的组合用于创建6000系列，通常很容易加工，可以沉淀硬化。特别是6061是最常见的铝合金之一，也具有很高的耐腐蚀性。它通常用于结构和航空航天应用。

7000系列

这些铝合金是由锌，有时铜，铬和镁制成的，通过沉淀硬化可以成为所有铝合金中最强的。7000级通常用于航空航天应用，因为它们的高强度。7075是一种常见的牌号，它的耐腐蚀性比其他合金低，尽管它的耐腐蚀性高于2000系列材料。这种合金被广泛使用，但特别青睐于航空航天应用。

8000系列

8000系列是铝合金的统称，不适合任何其他类别。这些合金可以包括许多其他元素，包括铁和锂。例如，8176铝含有0.6%的铁和0.1%的硅(按重量计)，用于制造电线。

采购产品铝调理，处理，和完成

热处理是一种常见的调节过程，这意味着它在化学水平上改变了许多金属的材料特性。特别是铝，必须提高硬度和强度。未经处理的铝是一种软金属，所以为了经得起某些应用，它需要经过某种调理过程。对于铝，该工艺由附在等级号末尾的字母标识表示。

热处理

2xxx、6xxx、7xxx系列铝均可进行热处理。这有助于提高金属的强度和硬度，并有利于某些应用。其他合金，如3xxx、4xxx和5xxx只能通过冷加工来提高强度和硬度。合金可以添加不同的字母名称-称为回火名称-以确定所采用的处理。这些名称是:

F表示它是预制的，或者材料没有经过任何热处理。

H表示材料经历了某种加工硬化，无论是否与热处理同时进行。“H”后面的数字表示热处理类型和硬度。

O表示铝经过退火处理，使强度和硬度降低。这似乎是一个奇怪的选择——谁会想要一个更柔软的材料呢?然而，退火产生了更可加工，潜在更坚韧和更具延展性的材料，这对某些制造方法是有利的。

T表示铝经过热处理，“T”后面的数字表示热处理工艺的细节。例如，Al 6061-T6经过固溶热处理(保持在980华氏度，然后在水中淬火以快速冷却)，然后在325到400华氏度的温度下老化。

完成

有许多饰面可以应用于铝，每一个具有美容和/或保护质量适合不同的应用。

as-machinedfinish顾名思义，即加工后不做任何处理。这种完成需要更少的时间和精力，但对于装饰部件来说通常是不够的，并且最适合于您只是测试功能和适合度的原型。

光滑加工是机械加工后的下一步。更小心使用锋利的工具和精加工通道，以产生更光滑的表面光洁度。这也是一种比较精密的加工方法，常用于试验零件。然而，这个过程仍然会留下机器痕迹，所以通常不会用于最终产品。

喷丸产生一个哑光完成喷涂微小的玻璃珠在你的铝部分。这将去除大部分，但不是全部，加工痕迹，并给它一个光滑但颗粒状的外观。一些流行笔记本电脑的标志性外观和感觉来自于阳极氧化前的喷丸处理。

阳极氧化是一种常见的处理方法，当铝暴露在空气中时，它会在铝表面自然形成一层保护性的氧化层。在人工过程中，铝部件挂在导电架上，浸入电解溶液中，其中引入直流电。当溶液的酸度溶解了天然存在的氧化层时，电流在其表面释放氧气，从而建立了氧化铝的新保护层。

通过平衡溶解速率和堆积速率，氧化层形成纳米孔，使涂层的持续生长超出自然可能的范围。之后，有时会在纳米孔中填充其他缓蚀剂或用于美容目的的有色染料，然后密封以完成保护涂层。

铝加工尖端

铝因其高可加工性和高强度重量比而成为数控加工常用的金属。这种可加工性导致更快的加工时间，从而降低了劳动力和机器时间成本。这也使得它更容易加工铝到精密零件所需的更严格的公差。

然而，如果工件在加工过程中温度过高，铝的高热膨胀系数会影响公差，特别是对于薄零件。为了防止任何负面影响，您可以通过创建不长时间关注一个区域的工具路径来避免热量的集中。这种方法可以散热，并且可以在生成CNC加工程序的CAM软件中检查和修改刀具路径。

有些铝合金的柔软性，如果受力过大，在加工过程中容易变形。因此，按照推荐的进给量和速度为您的特定等级的铝(见这篇文章的一般公式)，以创建适当的力在加工过程中。另一个防止变形的经验法则是保持你的零件在所有区域的厚度大于0.020英寸。

铝的延展性的另一个影响是，它可以在切割工具上创建一个积累的材料边缘。这掩盖了刀具的锋利切削面，使刀具变钝，并降低了其切削效率。堆积的边缘也会在你的零件上产生一个糟糕的表面光洁度。为了避免积聚的边缘，实验刀具材料;尝试硬质合金刀片代替HSS(高速钢)，反之亦然，并发挥与切割速度。您还可以尝试调整切削液的数量和类型。