断桥铝

断桥铝又称断桥铝合金，用于铝合金型材上“断桥”技术，利用导热系数低的非金属材料隔离两种金属，从而达到隔热效果。它也是一种绿色、节能的建筑材料。20世纪初，美国出现了一项专利，描述了一种将类似密封蜡的混合物倒入门窗铝材中间进行隔热的方法。20世纪80年代，法国圆角轧制技术的发展提高了铝合金型材的节能效果。20世纪80年代，中国开始开发建筑用热切割铝型材。进入21世纪后，隔热节能技术被应用到断桥铝上，标志着断桥隔热铝合金窗技术的不断进步和创新。 Famous Encyclopedia String

断桥铝合金又轻又软、强度高、耐腐蚀性强、可塑性高、再生容易，主要用在2000系列、5000系、在6000系列铝合金上，由于其可塑性和溶解性，它与其他金属结合在一起，合成了独特的断桥铝合金。断桥铝作为一种新型材料，因其灵活的形状和绿色节能可回收的特点被广泛应用于建筑中、汽车等方面。

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1937年10月，美国第一个专利描述了铝合金材料是如何绝缘的。它的主要思想是在门窗的铝材中间倒入一种类似封蜡的混合物进行隔热。1952年，一项关于通过粘合或机械压力将未成型的聚合物固定在铝合金型材专用隔热槽中的专利诞生了这种方法是今天 铸造技术。

80年代初，法国开发了插条轧制技术，通过插入的隔热条，（尼龙66材料）断开铝合金型材的热桥，从而实现铝合金型材的节能效果。在欧、在美国和其他国家，断桥铝门窗有相同的木材、塑料门窗已成为建筑门窗的主要形式之一。 Famous Encyclopedia String
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断桥铝门窗在中国的发展始于20 年20世纪80年代，当时中国开始开发建筑用断热铝型材，并通过注射成型成功试制了断热铝型材、辽宁营口、沈阳黎明、北京通州的铝型材生产企业已先后完成小批量试生产和工程试验，积累了一定的经验。然而，由于型材的高价格、国内保温化学建材供不应求，正在推广、应用没有形成气候。从1996年到2000年，中国成功开发了热切割铝型材用高强度玻璃纤维增强聚胺 (PA66GF25)t型隔热条，成功试制了节能铝门窗专用加工设备，为该技术的全面推广创造了条件。 qwbaike.cn
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2000年后，我国建筑规模不断扩大，铝窗发展进入成熟阶段，出现了断桥铝窗。2010年，随着建筑节能的不断升级，铝窗进入了节能时代。2010年，断桥隔热铝窗占铝合金门窗市场的比例不到20%凭借铝合金门窗庞大的市场基础，断桥铝合金门窗在随后的时间里被广泛应用。

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基本结构

断桥铝的内外层主要由铝合金型材构成，中间由导热系数较低的非金属隔热材料连接“隔热桥”复合材料，称为隔热型材。冷桥用隔热材料堵住，避免了上述现象。这样设计叫“断桥”设计。 Famous Encyclopedia String

基本原理

隔热断桥铝合金的原理是在传统铝合金 的基础上将原来一体成型的型材分成两部分，然后通过机械复合的方式将分离的两部分连接在一起， 承受的力与铝材相同，因此， 要求隔热材料也必须具有与铝合金型材接近的抗拉强度、抗弯强度 ，膨胀系数 ，弹性模量 ，否则隔热桥会断裂破坏。简单来说就是在铝型材中间插入隔热条，铝型材断开形成断桥，可以有效阻止热量的传导。

质轻且柔软：断桥铝合金又轻又软。它的密度为2.71克/立方厘米，大约是钢的密度(7.87克/立方厘米)的1/3。与钢铁相比，扬 断桥铝合金的s模量约为1/3这使得断桥铝合金的抗力较弱。但是断桥铝合金的轻便和柔韧使它成为一辆汽车、建筑等行业的重要材料。 Famous Encyclopedia String

强度高：断桥铝合金是一种非常坚固耐用的材料。断桥铝合金与纯铝相比，具有更高的抗拉强度和硬度，即能承受更大的力和压力而不变形不断裂。纯铝的抗拉强度只有80MPa，仅为1/5。断桥铝合金由于强度高，可以用来制造需要强度和刚度的零件，如建筑中的窗框和墙板，汽车中的车身和发动机零件。与其他金属相比，断桥铝合金的重量更轻。

断桥铝

耐腐蚀性强：断桥铝合金具有良好的耐腐蚀性。铝合金具有特殊的化学性质，暴露在空气中会自动形成致密的氧化保护膜。这层氧化膜由氧化铝制成，可以防止腐蚀。更重要的是，断桥铝合金还可以通过“氧化铝膜处理法”以全面提高其耐腐蚀性。这种方法通过电解氧化和其他方式产生具有极高硬度的约10微米厚的层、透明致密的氧化铝膜，从而大大提高了铝合金材料的耐腐蚀性能。这也使得断桥铝合金在恶劣环境下仍能长期稳定使用，且不易受到自然环境或其他因素的破坏。 Famous Encyclopedia String

可塑性强：断桥铝合金具有优良的可加工性由于其挤压变形能力强，可以生产多种不同形状的零件其次，断桥铝合金型材可以切割、冲孔、钻孔、还可以根据需要进行多种二次加工操作，例如刨削、卷曲、折叠等操作。重塑调整也可以通过加热或锤击进行。

易于再生：断桥铝合金是一种高强度、耐腐蚀建筑材料。这种材料的主要成分是铝，还添加了硅、镁、断桥铝合金与其他建筑材料相比有很多优点，其中最引人注目的是易于再生。因为铝的熔点相对较低（约为660℃）对于废弃物的处理，只需要将废弃的断桥铝合金加热至其熔点，即可轻松进行再加工。而且，这种处理过程不会产生任何对环境有害的气体和污染。 www.qwbaike.cn

绘图过程

在断桥铝合金型材的挤压过程中，通常需要进行热处理以达到优异的性能指标。然而，热处理后，由于外力的作用，可能会产生一些缺陷，如弯曲、扭曲、波浪、扩口和间隙等。为了解决这些问题，有必要采用拉伸矫直工艺对型材进行处理。这个过程将在轮廓的两端施加外力当拉伸变形超过断桥铝合金材料的屈服极限时，各纵向纤维的弹性回复能力趋于一致，因此回弹后各部分的弯曲量不会超过允许值。拉伸矫直能有效矫正产品的弯曲、消除波浪和扭曲，对断桥铝合金型材起到整形和强化作用。拉伸矫直是最有效的矫直方法之一，也是复杂截面形状断桥铝合金型材的重要精加工工艺之一。 Famous Encyclopedia String

冲压工艺

冲压工艺是将断桥铝合金材料放在压机上，通过模具压制而成。

断桥铝合金冲压工艺要求严格，应采用高强度、一种可塑性好贴膜性能好的板材。虽然热处理后抗拉强度可以达到700MPa，但与钢板相比，断桥铝合金的室温塑性较低，成形性不好。比如抗拉强度300MPa的T3、T4断桥铝合金板的延伸率仅为25%而同强度钢的延伸率为42%因此，有必要对断桥铝合金薄板的冲压工艺进行优化，以满足生产要求。 Famous Encyclopedia String
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此外，在设计断桥铝合金冲压件时，需要考虑成形过程中的影响因素，根据实际情况适当调整冲压工艺，如增加模具圆角半径等、加大压边力、优化拉延筋的位置和分布等。而且断桥铝合金在成形过程中容易变形，因此模具的设计必须保证冲压件的定位精度和稳定性。通常采用导柱和导柱的复合导向措施，断桥铝合金冲压件通过弹性压紧稳定，使其在加工过程中与模具绑定。 Famous Encyclopedia String

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阳极氧化过程

阳极氧化工艺是指断桥铝合金阳极氧化过程中，需要通电使水失去电子，产生氢离子和氧原子。这些氧原子与作为阳极的断桥铝合金结合形成氧化铝并释放大量热能。同时，在电解液中，氢离子会与铝反应生成氢气，这将导致氧化铝膜部分溶解。

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断桥铝合金阳极氧化是一个复杂的过程，需要三个阶段才能形成所需的氧化铝膜。
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第一阶段，断桥铝合金表面会形成一层致密优质的氧化铝阻挡层。然后随着时间的推移和膜厚的增加；

在第二阶段，阻挡层将经历化学反应和电化学溶解，从而形成多孔氧化铝阻挡层；

最后，当阻挡层的生长速率等于其溶解速率时，多孔阻挡层将不再继续生长，进入第三阶段，即孔隙生长阶段。

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隔热工艺

断桥铝有两种隔热处理方法。一种是使用隔热条材料和铝型材，并通过机械齿开口、穿条、滚压等工序形成“隔热桥”，称为隔热型材“穿条式”另一种是将隔热材料倒入铝合金型材的隔热空腔内，然后将其固化并去除断桥金属“隔热桥”，称为“浇注式”隔热型材。隔热型材的内表面和外表面可以是具有不同截面的型材或具有不同表面处理方法的不同颜色的型材。

断桥铝常用的主要铝合金包括2000系列铝合金、5000系列铝合金和6000系列铝合金。每种合金都有其特定的物理和化学性质，适用于不同的环境和用途。 Famous Encyclopedia String

2000系列铝合金

2000系铝合金是最早开发和应用的硬质铝合金之一。这些合金以铜为主要合金元素，包括a-CuMg-Fe-Ni合金和Al-Cu-Mn合金等。这些是可热处理的高强度铝合金、良好的耐热性和加工性能。然而，与大多数其他铝合金相比，它们的耐腐蚀性较差，并且在某些环境中容易发生间接腐蚀问题。所以在使用过程中通常需要使用纯铝或者其他耐腐蚀性更好的铝合金来覆盖其表面。

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特点
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耐用性：它的硬度比较高，因为材料中含有高铜元素，更耐用耐磨；

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塑形：具有优良的锻造性能，可通过模具锻造成各种形状的零部件。

强度：因为使用了可以通过热处理强化的铝合金，所以具有优异的机械强度。

焊接性能：2000 系列铝合金也表现良好。这是因为这种材料含有一定量的铁，这使得它可以进行出色的焊接。此外，2000 系列铝合金由于其小晶体而具有良好的疲劳寿命和蠕变范围。
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抗腐蚀性：2000 系列铝合金的耐腐蚀性不如其他工业铝。因为它含有一定量的铜，很容易被铜离子腐蚀，产生腐蚀坑。因此，在一些腐蚀环境中，需要采取防腐措施来保护20003356系列铝合金的表面免受腐蚀和损坏。

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5000系列铝合金

5000系铝合金是一种中强度铝合金，其主要成分是固溶强化效应，即在铝基体中溶解了适量的镁，Mg 的含量为2.~9.6%这种结构广泛应用于汽车行业。制造中的中型结构部件、油箱、该合金广泛用于航空航天领域，如管道和压力容器。目前，生产和加工这种合金的技术非常成熟。

特点
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抗腐蚀性：优异的耐腐蚀性和优异的低温性能。
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塑性：它不能通过热处理来强化，其塑性在一定程度上受到限制。5000系铝合金的拉延比始终不随温度升高而增加，但在达到峰值后，随着温度的升高而降低
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焊接性能：它具有良好的焊接性能，在低温下几乎没有韧脆转变，因此常被用作低温焊接容器。但随着Mg成分的增加，焊接性能会变差，往往需要添加更多的微量或微量元素来改变其综合性能。

强度：具有普通碳钢板的优良强度、成型性和耐腐蚀性。此外，它比其他铝合金更耐用和耐腐蚀，并且不易受外部环境的影响。然而，由于其热脆性，该材料在高温下可能会破裂或变形。因此，需要进行适当的加工和处理以确保其性能和稳定性。

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分类

5000系铝合金主要包括5052（5A02）5083、5182、5456和5A06等。其中，合金牌号5083和5182与国际标准一致，而5A02和5A06是中国国家标准牌号。这些合金的常见供应状态包括0状态、h州和H3州等，具体冷变形工艺根据相应合金的特性确定。

6000系列铝合金

常用的6000系列铝合金是铝镁硅合金，通过热处理进行强化。6000系铝合金降低了 Mg 的含量，增加了 Si的含量该合金具有固溶强化的特点，其强度随加热温度的升高和溶质原子的完全固溶而增加。该合金具有良好的成形性，可用作大型中空挤压型材。6000系列铝合金的可加工性也很强，可以制成各种形状的零件和产品，因此在航空领域应用广泛、汽车、建筑、机械等领域。 www.qwbaike.cn

特性

塑性强：它可以通过热处理得到强化，是一种综合性能优异的材料。
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强度高：虽然它是一种轻质材料，但其强度接近不锈钢，尤其是经过T6热处理后，它还具有高硬度。

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质量好：铝合金的密度是2.8克/立方厘米，同样体积下，重量只有不锈钢的三分之一左右。
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耐腐蚀性好：它含有适量的镁和硅，具有很强的耐腐蚀性。在室温下，铝合金表面可以形成一层致密的氧化层，以保护内部免受进一步腐蚀。

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焊接性能好：它具有良好的可焊性，但在空气中焊接时会发生氧化反应。这种氧化反应会形成氧化铝，氧化铝熔点高，稳定性强，不易去除。氧化膜比重大，容易导致夹杂和未熔合，吸收大量水分，产生气孔等缺陷。 Famous Encyclopedia String
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断桥铝作为一种特殊的铝材，现在主要应用在汽车上、建筑等领域。 Famous Encyclopedia String

汽车领域：据测试，断桥铝合金的传热系数k只有223~2.94W/m 2·K）与非隔热铝合金相比，降低40-70%这种导热性能优异的隔热材料具有优异的隔热功能，可以有效减少车辆在夏季和冬季的制冷制热时间。这种材料不仅可以节省大量能耗，降低车辆成本，还可以显著降低油耗，具有非常好的节能效果。因此，用断桥铝材料制造汽车不仅可以满足人们的需求s对车辆安全性能的要求，也有效提高了车辆的节能环保性能。

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此外，断桥铝型材的三向密封结构可以有效隔离水汽腔，实现气水等压平衡，从而显著提高汽车门窗的水密性和气密性。在冬季使用时，可以有效防止结霜和结露，提高驾驶安全性。此外，断桥铝型材采用高强度铝合金和钢化玻璃或夹胶玻璃，抗风压性能好。阳极氧化处理可以提高其耐腐蚀性并保持其美观。同时，它还具有优异的保温性能，可以节约能源，减少室内外温差，减少能量损失。断桥铝型材的使用可以显著提高汽车门窗的性能，确保驾驶的安全性和舒适性。

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建筑领域：断桥铝门窗是一种新型门窗产品使用铝合金材料并在其中浇注PU保温材料可以有效地隔热和隔音，成为现代建筑中不可或缺的重要产品。隔热断桥铝门窗的导热系数k值低，不超过3W/㎡·k，所以与普通门窗相比，它的热量损失减少了一部分，可以减少30左右的供暖费用%左右。主要原理是利用隔热结构的铝框将门窗内外铝框隔离，避免室内外温度和噪音的传递。同时，中空铝门窗还可以与中空玻璃结合，增加门窗的强度和美观度。 https://www.qwbaike.cn

断桥铝门窗采用三重密封结构，可将水气腔完全隔离，实现气水等压平衡。采用这种设计，水密性和气密性明显提高，均符合A1窗国家标准。与其他类型的铝窗和塑窗相比，隔热断桥铝门窗的隔音效果更好，隔音能力超过29分贝。在风力较大的地区，它还可以有效防止室内门道和地板受到灰尘的干扰；它可以有效防止高速公路两侧50米以外的居民区的噪声干扰。

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