铝加工基本知识

铝加工 - 加工铝的方法

铝加工，用塑性加工方法将铝坯锭加工成材，主要方法有轧制、挤压、拉伸和锻造等。

铝加工在20世纪初开始以工业方式进行生产，30年代以前，基本上沿用铜加工的生产设备，产品主要用于飞机制造。60年代后，铝材生产发展很快，每年大约增长4～8%，产品广泛应用于航空、建筑、运输、电气、化工、包装和日用品工业等部门。产量仅次于钢铁，居金属材料第二位。

中国于50年代中期建成较大型的铝加工厂，形成了生产体系，产品已系列化，品种有七个合金系，可生产板材、带材、箔材、管材、棒材、型材、线材和锻件（自由锻件、模锻件）八类产品。

发展

从经济增长的宏观层面、行业演变的中观视角、企业发展的微观行为，我们都发现目前铝产业从初级电解铝的冶炼步入精深加工都将成为一种必然的趋势。铝加工产品一般以“铝价+加工费”的方式定价，在下游需求总量与结构增量出现快速增长时，具备技术优势、渠道优势、成本优势、区位优势的公司，其加工费率不仅可以得到保障，还存在提升的可能，若叠加产能扩张因素，业绩的增长将是快速而显著的。

近年来，中国铝型材行业迅速成长，已经完全发展成为一个竞争激烈的行业。截至2010年末，中国规模以上的铝型材企业有824家，经过快速发展阶段和激烈的市场竞争的锤炼，基本格局初步形成。目前，我国铝箔行业生产企业众多，产业集中度较低，没有一家企业占有显著的市场份额，也没有一家企业能够对整个产业的发展产生决定性影响。2010年，全国铝箔产量约为200万吨，从事铝箔生产的企业约250多家，平均产量约0.8万吨，平均规模偏小，小企业较多，在低附加值产品领域存在过度竞争的状况。

随着中国金属门窗、建筑幕墙、交通运输业、化工业、电力设备业、国防军工等行业的快速发展，对铝型材的需求将会不断增长，同时，新产品、新工艺、新用途的铝型材将不断出现，从而推动技术进步和行业持续健康发展，2011-2015年铝型材行业仍会呈现良好的发展态势。

随着中国铝型材行业持快速增长，铝型材行业的销售收入也将逐年增加。

统计数据，2005-2010年，中国铝型材行业销售收入年复合增长率为35.20%。根据当前国内外经济形势，结合2005-2010年中国铝型材行业销售收入数据及中国经济增长数据，粗略估计2011-2015年中国铝型材行业销售收入年复合增长率为20%，2015年，中国铝型材行业销售收入将达到10498亿元。随着铝箔下游行业的快速发展，其对铝箔的需求量将不断增多，到2012年铝箔消费量将达到180

万吨，2013年将达到210万吨，2011-2013年的年复合增长率达17%。

简介

铝和铝合金的塑性加工，应保证产品达到稳定、一致的所需尺寸精度，力

学性能和良好的表面质量。还要注意防止机械损伤和腐蚀，控制晶粒度和组织结构，这些质量要求主要靠生产工艺及设备来保证。

铝及其合金一般具有较好的塑性，易于塑性加工。硬铝的相组分较复杂，

存在低熔相和金属间化合物等脆性组织，它的塑性加工具有一些特点：如进行均匀化处理消除坯锭冷却时产生的内应力和晶内偏析；坯锭表面要进行铣削加工，去掉低熔相产生的表面偏析物。某些铝合金为提高耐蚀性和加工性还要进行包铝。铝合金有过热敏感性，必须严格控制加热温度。

熔炼铸造

熔炼

是为塑性加工提供坯锭。熔炼炉多用燃气反射炉或燃油反射炉，一般容量

为20～40吨或更大；也采用电阻加热反射炉，容量一般为10吨左右。为缩短装炉时间，提高熔化效率，减少吸收气体和卷入氧化膜，工业上已采用倾转式顶装料圆型炉。

熔炼时最好应用快速分析仪器分析合金成分，并及时调整。为保证熔体纯洁，防止有害气体的污染和控制化学成分，除了尽可能缩短熔炼时间外，宜用以氯化钾和氯化钠为主的粉状熔剂覆盖，一般用量为炉料重量的0.4～2%。熔炼温度通常控制在700～750℃。

熔化后的金属还需进行精炼和过滤，以除掉金属中的有害气体氢和非金属

夹杂物，以提高金属纯洁度。精炼通常用固体精炼剂或气体精炼剂。固体精炼剂

一般以氯盐为主，也用以六氯乙烷代替氯盐的精炼剂。早期使用活性强的氯气作气体精炼剂，净化效果虽好，但对环境污染严重，因此发展出氮-氯混合气体、惰性气和三气体（N2、Cl2、CO）精炼剂，效果较好。为保证精炼效果，精炼气体中的氧和水分含量一般应分别小于0.03%（体积）和 0.3克/米3。动态真空除气法也具有较好的除气和除钠效果。

过滤是让熔体金属通过中性或活性材料制成的过滤器，除去熔体中处于悬浮状的夹杂物。常用玻璃丝网、微孔陶瓷管和板、氧化铝粒作过滤床进行过滤，也可用电熔剂精炼、熔剂层过滤。

铸造

铸造一般采用立式或水平式水冷半连续铸造法。为改善立式铸造的坯锭组织和表面质量，还发展出电磁结晶槽、矮结晶槽和热顶铸造法（见金属的凝固）。水冷半连续铸造法是通过流槽将液体金属导入用水冷却的结晶器内，使液体金属冷却形成凝固的外壳，由铸造机底座牵引或靠自身重量均匀下降而脱出结晶器，形成坯锭。工艺参数因合金成分和坯锭尺寸的不同，差异很大。一般应尽量提高铸造速度和冷却速度，降低结晶槽的高度。铸造温度通常比合金的液相线高50～110℃。此外，还发展出铝板带连续铸轧工艺。

板材、带材生产采用平辊轧制，基本工序为热轧、冷轧、热处理和精整。对化学成分复杂的 LY12、LC4等硬铝合金，热轧前应进行均匀化处理。处理温度一般低于合金中低熔点相的共晶温度10～15℃，保温12～24小时。硬铝合金的包铝是将包铝板放在经过铣面的坯锭两面，借助于热轧焊合。包铝层的厚度一般为板材厚度的4%。

热轧一般在再结晶温度以上进行。热轧可在单机架可逆轧机上进行，或在多机架上实行连轧。为提高成品率和生产效率发展大铸锭轧制，锭重达10～15吨以上。年产量在10万吨以下的工厂，一般用四辊可逆热轧和采用热上卷工艺，热轧带材厚度为6～8毫米左右。产量10万吨以上的工厂，多在四辊可逆热轧机开坯后采用单机架或两机架、三机架、五机架连轧，实行热精轧，带材厚度可达2.5～3.5毫米。热轧带材成卷后作为冷轧坯料。为保证金属有最佳的塑性，应在单相组织状态下进行热轧。LY11、LY12等合金的热轧开坯温度为400～455℃。