鋁及鋁合金加工材料的研制與開發(fā)趨向

摘 要：隨著科技進步和經(jīng)濟發(fā)展，對鐵道車輛提出了高速化，大型化、輕量化的要求，也為鋁合金發(fā)展創(chuàng)造了條件。作為一個企業(yè)，如果也是以低質(zhì)量低價格產(chǎn)品來搶占市場，必將被淘汰出局。企業(yè)要生存要發(fā)展就必須借助于高科技、專業(yè)技術(shù)員工及先進設(shè)備來加快研制新產(chǎn)品，建立和鞏固發(fā)展自己的品牌。入世以來，更加確定了鋁合金材料走向高科技、高質(zhì)量、高服務(wù)發(fā)展的品牌型擴張之路。

關(guān)鍵詞：鋁合金；企業(yè)；科技

中圖分類號 ：TGI46.21 文獻標識碼 ：A 文章編號：1671-3362（2013）10-0252-02

引言

鋁型材的良好性能，決定了它一經(jīng)投放市場便受建筑設(shè)計師及用戶的歡迎。鋁合金材料的迅速發(fā)展，使得很多的集團企業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)、個體企業(yè)和大量私人小工廠隨之一哄而起，特別是私人小工廠以降低產(chǎn)品質(zhì)量：利用廢料、減薄型材的厚度、使用價格低廉質(zhì)量差的五金配件來減少產(chǎn)品的成本，打低價格戰(zhàn)，混亂市場，給其造成了不良的影響，誤導(dǎo)了消費者對它的信賴。

1鋁合金材料優(yōu)點

（1）鋁的比重約為鋼的1/3，鋁合金材料有質(zhì)輕的特點，可有效減輕產(chǎn)品自重。

（2）用鋁合金替代傳統(tǒng)鋼鐵作為加工材料，可減小產(chǎn)品重量的30%～40%，研究表明，汽車所用燃料約有60%消耗于汽車自身重量，車身質(zhì)量每減輕100 kg，每公里的燃油消耗將減少0.4 L～0.8 L，油價一再上漲的今天，車子省油就等于省錢，而且節(jié)油車輛目前已成為一種趨勢。

（3）鋁合金材料與普通碳鋼材料相比，它還有防腐功能，可裝載腐蝕性物品，這是鋁合金材料的又一大特點。

（4）鋁合金材料輕量化，意味著降低了產(chǎn)品的耗能量和排污量，也意味著它環(huán)保。如果尾氣排放中含有大量二氧化碳，對環(huán)境是一大污染源，因此鋁合金材料的應(yīng)用，為環(huán)保做出了貢獻。

2軋制技術(shù)新進展

（1）軋制技術(shù)新進展如下：板凸度、板形控制技術(shù)參見表1。

（2）高速軋制技術(shù)：隨著板材的薄板化以及帶卷的大型化，為確保提高生產(chǎn)率，積極推進冷軋機的高速化，軋制造度現(xiàn)已達2000m/min。國內(nèi)八一鋼鐵公司已成功應(yīng)用無槽軋制技術(shù)于高線機組上，軋制典型Φ5.5mm線材時，其寬展最大延伸率在28.6%，最小為9.6%，30道次軋制，對于個別道次，軋機采用滾動導(dǎo)衛(wèi)，以解決軋件的扭轉(zhuǎn)和脫方等。在其無槽軋制過程中氧化皮的脫落容易，使開軋溫度降低了30℃，減少了燃耗。同時軋制成材率提高了0.4%。輥耗也得到了極大降低，低至0.12kg/t。另外，軋制的鋼種覆蓋的范圍很廣，質(zhì)保數(shù)據(jù)得知，產(chǎn)品質(zhì)量均達到或超過國標要求，該無槽軋制技術(shù)的應(yīng)用不僅提高了生產(chǎn)效率，而且取得了顯著的節(jié)能降耗，具有明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。

（3）連續(xù)軋制技術(shù)：就鋁連鑄工藝而言有兩種：

連鑄連軋法：連軋工藝是我國 90 年代從芬蘭引進的技術(shù)，其最大特點是將傳統(tǒng)的融化鑄造、管材加工生產(chǎn)合二為一，組建成一條完整的管材生產(chǎn)線。由于取消了熱穿孔擠壓、皮爾格軋制等工序，從而縮短了生產(chǎn)流程，可直接由水平連鑄機組生產(chǎn)出大規(guī)格管坯，經(jīng)銑面、軋制后得到合格的管坯，其成品率可達 80%。

連鑄法：要是對原有的軋制技術(shù)進行再創(chuàng)新，35crmo鋼板，形成了的四輥軋制技術(shù)、三輥軋制大口徑銅管技術(shù)及三輥高速軋制技術(shù)，Q235B工字鋼。該軋制新技術(shù)使得銅管晶粒組織更加均勻，對下一步冷加工、增加表面光潔度十分有利。

3 擠壓技術(shù)新進展

目前，擠壓新技術(shù)主要仍是反向擠壓、等溫擠壓和Conform連續(xù)擠壓以及Castex連續(xù)擠鑄技術(shù)。

4 鋁箔生產(chǎn)技術(shù)進展

鉛箔生產(chǎn)技術(shù)進展如下：

（1）軋速高，目前已超過1500m/min。

（2）坯料卷大，目前已達25t卷重。

（3）機械和自動化：鋁材厚度自動控制，卷材自動傳送，斷帶自動停車，快速換輥等。

（4）新型潤滑劑：目前普遍采用低閃點輕礦物油加以不同濃度高分子添加劑。

5 新產(chǎn)品

（1）泡沫鋁合金

該合金是新型建筑裝飾材料，高級包裝材，利用直接發(fā)泡法或粉末壓制+高溫發(fā)泡制成的泡沫鋁，質(zhì)輕、耐熱、不燃、隔音、隔熱、耐蝕、抗電磁波干擾，可用作建筑物內(nèi)外隔墻、幕墻、屏蔽墻、天棚、地板及高級包裝材料。

（2）蜂窩結(jié)構(gòu)鋁合金復(fù)合板

它是理想的外墻裝飾材料，由內(nèi)層為鋁箔、玻璃鋼或紙質(zhì)蜂窩，外層為鋁合金薄板復(fù)合而成的高級裝飾板。

（3）鋁塑復(fù)合板、復(fù)合管

采用可塑聚乙烯為基板，以鋁箔鋁板的面板和底板通過一定的工藝復(fù)合而成，并通過表面處理，使其質(zhì)輕，耐腐蝕、防火、防潮、可彎曲、易施工、美觀高雅光澤艷麗，廣泛用于建筑墻面、柱面、角面裝飾、裝模；鋁塑復(fù)合管主要用于工業(yè)建筑水管、煤氣管。

（4）鋁空氣電池

作為電動汽車（理想交通工具）候選電源之一的鋁-空氣電池（極板材料），美國電技術(shù)公司已在小汽車上進行了成功試用。

（5）汽車用鋁

據(jù)美國鋁業(yè)協(xié)會調(diào)查，到2005年，全球汽車耗鋁量將達1000萬t，是目前的3倍。

（6）超塑性鋁合金

超塑性鋁合金于20世紀60年代初首次研究，主要是一些共晶鋁合金或共析鋁合金，目前已開發(fā)出的工業(yè)用、具有優(yōu)良耐腐蝕性的超塑性鋁合金正引起人們重視。

（7）鋁-鋰合金

Al-Li合金在宇航工業(yè)中達到減輕結(jié)構(gòu)重量的功用，開辟了宇航工業(yè)新的合金系。

（8）易拉罐坯料

3004、5082、5042鋁合金的特薄帶材。

6鋁合金加工材料發(fā)展重點方向和趨勢

（1）鋁合金功能摸技術(shù)

鋁合金功能膜技術(shù)有：

1、計算機磁盤膜片；2、太陽能熱水器的光/熱轉(zhuǎn)換膜；3、電/色轉(zhuǎn)換膜；4、絕緣膜；5、耐磨潤滑膜；6、反光鏡膜。

（2）鋁鎂合金基電子器件封裝復(fù)合材料

由于鋁鎂合金基復(fù)合材料密度小，可使器件質(zhì)量大幅下降，導(dǎo)熱率比鐵鎳合金大，線膨脹系數(shù)小，而且是可控的，抗腐蝕性強，有很大應(yīng)用前途。

（3）電子儀器用鋁的開發(fā)

1）磁盤基板是安裝了磁膜的基盤，目前已實用化，使用了高純鋁錠作基體及采用了最嚴格處理的Al-Mg合金。

2）感光磁鼓。電子照片式復(fù)印機和激光印刷機的感光鼓支承體用鋁合金管。

3）包銅箔的鋁壓層板：包銅箔鋁壓層板及加工成的印刷線板具有散熱快、加工性和電子屏蔽效果等特性。

（4）電工鋁材

鋁用作導(dǎo)體始于1876年，歐美發(fā)達國家1995年以后將鋁用作配電線，我國電工部門用鋁量約占全國鋁消耗量的1/3，由此可知，發(fā)展電工鋁材，大量提倡以鋁代銅具有很大經(jīng)濟價值。

（5）通信工程用鋁材

目前，車輛用的電子通訊設(shè)備，例如車用收音機、電話機、計算機和無線電收發(fā)機等需求量進一步增加，為減輕車體質(zhì)量、節(jié)約能源和便于高速化，必然大量使用輕質(zhì)鋁合金材料。

（6）汽車車輛用鋁材的發(fā)展

世界高速工業(yè)化進程加速了能源危機，汽車工業(yè)為了減少汽油消耗，提出了汽車輕量化方案，于是汽車用鋁材以及汽車工業(yè)以鋁代銅方案日趨成熟。由于鋁材是汽車輕量化的理想材料，因此，汽車鋁化成為世界性的課題。

（7）鐵道車輛用鋁

隨著科技進步和經(jīng)濟發(fā)展，對鐵道車輛提出了高速化，大型化、輕量化的要求，也為鋁合金敞篷車也得到了發(fā)展。

（8）鋁材在包裝業(yè)的應(yīng)用

鋁材在包裝業(yè)的應(yīng)用極為廣泛，飲料、香煙、食品、化妝品和醫(yī)藥等的包裝每年都使用大量鋁板和鋁箔，現(xiàn)在世界饈業(yè)用鋁量占全部鋁消費量的20%，我國包裝業(yè)用鋁權(quán)占消費量的5%，1986年以來，每年包裝業(yè)用鋁6萬t左右，用得較多的是易拉罐和煙草業(yè)。1995年和2000年我國包裝業(yè)用鋁量。

7 結(jié)束語

鋁合金加工材料的優(yōu)勢在世界上已有幾十年的歷史了，它的獨特性能：體輕，耐蝕，強度、剛度高，無毒，耐高溫，防火、環(huán)保性能好，使用壽命長。已被世人所公認。早在二戰(zhàn)時，西歐一些國家的部分建筑物上已經(jīng)出現(xiàn)鋁合金門窗了，而我國在20世紀80年代初，鋁合金門窗也在我國各建筑物上安家落戶，鋁合金加工材料憑借著其他材料無法比擬的優(yōu)點，越來越受設(shè)計者及用戶的高度重視。

參考文獻

[1] 網(wǎng)絡(luò).湖北成龍威成功研制鋁合金罐車-湖北成龍威專用汽車改裝廠[OL].http：//www.clqc8.com，2011-03-28.

[2]余東梅.我國建筑鋁型材的生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J].北京：世界有色金屬，1998-04-15.

[3] 孫獻秋；任繼嘉.鋁在電氣和電子工業(yè)中的應(yīng)用（開發(fā)鋁材新品種·擴大鋁材新用途·拓寬鋁材新市場系列文章之十）[J].北京：輕合金加工技術(shù)，1993-03-02.