張 燕，鄭汝寧

（昆明有色冶金設計研究院股份公司，云南 昆明 650000）

熔鑄是鋁合金加工中的第一道工序，熔鑄技術(shù)水平的高低直接影響到鋁材的質(zhì)量。近幾年，我國的鋁型材行業(yè)快速發(fā)展，新產(chǎn)品、新用途和新工藝的鋁型材不斷出現(xiàn)，大大的推動了國家的科技進步與行業(yè)發(fā)展。鋁合金具有很好的塑性，便于塑性加工。同時，鋁合金還有過熱敏感性，在加工過程中需要控制好加熱的溫度。

1 鋁合金加工技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

鋁合金材料具有強度好、比重小、導熱性能好和耐腐蝕的優(yōu)點，被廣泛用于建筑工程、道路交通、航空航天和機械電子等領域。鋁合金在金屬材料的應用中僅次于鋼鐵排名第二，鋁合金是當前經(jīng)濟建設中的重要材料，人們的生活與國家科技發(fā)展離不開鋁合金。隨著鋁合金的社會需求量不斷增加，鋁合金加工技術(shù)也得到了快速的發(fā)展，當前的鋁合金加工技術(shù)具有以下發(fā)展特點。

（1）工藝裝備更新快。鋁合金的加工工藝設備更新?lián)Q代的時間比較快，在信息時代下，鋁合金的加工設備開始往大型化、精密化、自動化和緊湊化的方向發(fā)展。

（2）節(jié)能技術(shù)。國家堅持走可持續(xù)發(fā)展的道路，在發(fā)展工業(yè)的同時注重節(jié)能減排。在這種發(fā)展形勢下，鋁合金的加工技術(shù)不斷創(chuàng)新，開始往節(jié)能降耗、高速高效和精簡連續(xù)的方向發(fā)展。

（3）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整。鋁加工企業(yè)重視工具和模具的結(jié)構(gòu)設計與材料選擇，不斷改進鋁加工工藝、熱處理工藝和表面處理工藝等。那些傳統(tǒng)的、低檔次的產(chǎn)品逐漸被淘汰，新型的高科技產(chǎn)品快速占據(jù)市場，滿足人們的物質(zhì)需求和文化需求。

（4）加工過程現(xiàn)代化管理。為了適應市場的變化和社會發(fā)展，鋁加工企業(yè)對鋁合金加工生產(chǎn)的過程進行調(diào)整，對產(chǎn)品生產(chǎn)過程進行自動化和現(xiàn)代化管理，制定科學的管理機制。重視科技創(chuàng)新與信息開發(fā)[1]。

2 鋁合金加工技術(shù)的發(fā)展趨勢

（1）鋁合金材料的發(fā)展趨勢。鋁合金的材料種類有上千種，常規(guī)使用的多達450種，很多新型的鋁合金還在研發(fā)階段。隨著科技進步、經(jīng)濟發(fā)展和裝備工業(yè)的需要，人們對鋁合金材料提出了高強度、耐磨性、高韌性、耐疲勞、耐低溫、防火、防爆、可表面處理、可焊接等多項和綜合性能的要求。最具代表性的是為適應航空航天器高機動性、高載荷、高抗壓和高耐疲勞及高速與高可靠性的要求而研制的高強高韌鋁合金，高性能除應用于航空航天工業(yè)外，交通運輸?shù)牡罔F、輕軌、高速列車、重載煤車等，弱電的電子電容產(chǎn)品、精密機械制造以及滿足不同用途的功能膜材料，薄化及強化的包裝材料等都在輕量化、高性能、均質(zhì)性以及特殊功能方面有著越來越多的要求。

最適應航空航天器的高強高韌鋁合金具有高載荷、高抗壓、高耐疲勞、高可靠性的特點，主要包括PM粉末冶金法制造的鋁合金、鋁基復合材料、SF噴射成型法制備的鋁合金、超塑性鋁合金等。

（2）熔鑄技術(shù)。鑄坯的質(zhì)量對鋁材的最終質(zhì)量會產(chǎn)生很大的影響，在鋁合金加工中工作人員會使用新科技手段提高鋁合金鑄錠的冶金質(zhì)量。熔鑄技術(shù)的未來發(fā)展趨勢主要是：優(yōu)化鋁合金的化學成分、主要元素配比、微量元素的含量等，提高鋁錠的純度；優(yōu)化鋁熔體在線凈化處理技術(shù)，減少熔體匯總的氣體、夾雜物的含量；優(yōu)化變質(zhì)處理技術(shù)和細化處理技術(shù)，不斷完善AI-Ti-C、AI-Ti-B的細化工藝，改進P、Na、Sr等變質(zhì)處理工藝；使用先進的鑄造方法，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，節(jié)能降耗等等。①熔鑄設備。傳統(tǒng)的熔鑄設備追求大型、節(jié)能、高效和自動化的發(fā)展方向，西方國家使用傾動式靜置爐和大型頂開圓形爐，實現(xiàn)了熔鋁爐裝料的完全機械化。熔煉爐燃燒系統(tǒng)使用快速切換蓄熱式燃燒技術(shù)，也稱“第二代再生燃燒技術(shù)”，采用迅速頻繁切換、機械性能可靠的四通換向閥，采用的蜂窩型蓄熱體維護簡單可靠、壓力損失小。使用計算機控制熔鑄生產(chǎn)的過程，實現(xiàn)熔鑄自動化生產(chǎn)是目前熔鑄技術(shù)的發(fā)展趨勢[2]。

②晶粒細化。在鋁液中加入晶粒細化劑，改變鑄錠的組織。晶粒細化的方式較多，目前使用最廣泛的是二元合金AI-4Ti和三元合金AI-Ti-B。國外常將細化劑做成棍棒形，加入到鑄造流槽中能夠提升細化效果，常用產(chǎn)品有AI-3Ti-1B、AI-6Ti等。

（3）軋制技術(shù)。鋁合金板、箔材的產(chǎn)量占鋁加工材料總產(chǎn)量的60%左右，鋁材的用途十分廣泛，軋制技術(shù)也有了新的發(fā)展方向?，F(xiàn)階段的熱軋機開始向大型化、自動化和精密化的方向發(fā)生，二人轉(zhuǎn)的老式軋制將被淘汰，熱粗軋+熱精軋的生產(chǎn)方式在鋁材加工中應用較為廣泛。美國研制出的那臺高速薄壁連鑄軋機組能夠生產(chǎn)厚度為2mm、寬2000mm的連鑄軋板材，可以直接供給鋁箔毛料，也可以是易拉罐的毛坯料。1+3、1+5的熱連軋生產(chǎn)方式大大的提高了生產(chǎn)的效率與鋁產(chǎn)品質(zhì)量。連鑄軋開始向高速、高精、超寬、薄壁的方向發(fā)展。冷軋向高速、寬幅、高精和自動化的方向發(fā)展，冷連軋技術(shù)大幅度的提高了生產(chǎn)效率。鋁箔軋制向更寬。更薄、更精的方向發(fā)展，噴霧成形的方式在鋁箔生產(chǎn)中也得到了廣泛的應用。

（4）鍛壓技術(shù)。鍛壓液壓機開始往大型化和精密化的方向發(fā)展，鍛壓技術(shù)主要生產(chǎn)重要受力結(jié)構(gòu)件，鋁合金模鍛間的品種較多、批量小、模具成本高，目前有多家企業(yè)使用數(shù)控加工的方法代替大型模鍛件。我國的300MN、美國的450MN、法國的650MN、俄羅斯的750MN都屬于重型鍛壓水壓機，最大的模鍛件能夠達到3.5m2，最大重量在1.5t以上。多向模鍛、精密模鍛和等溫模鍛等新工藝成為鍛壓技術(shù)的發(fā)展方向。

（5）擠壓技術(shù)。鋁合金擠壓型材的用途較廣，在新技術(shù)不斷創(chuàng)新的發(fā)展中鋁合金擠壓型材開始網(wǎng)大型化、薄壁化、扁寬化、自動化、復雜化、高質(zhì)量和高效率等方面發(fā)展。350MN歷史反向擠壓機是世界上最大的擠壓機，能夠生產(chǎn)直徑為1500mm的管材，80MN的擠壓機可以生產(chǎn)大型、扁寬和薄壁的空心/實心型材，多坯料擠壓、半固態(tài)擠壓和連續(xù)擠壓的新技術(shù)不斷被應用到生產(chǎn)中，提高了鋁合金生產(chǎn)制造的自動化水平。

（6）質(zhì)量檢測。要想提高鋁合金產(chǎn)品的質(zhì)量，需要在企業(yè)中建立質(zhì)量保證體系，將新研發(fā)出來的新產(chǎn)品、新工藝和新技術(shù)進行質(zhì)量檢測，保證鋁合金產(chǎn)品的形位精度、化學成分、內(nèi)部組織、力學性能和表面質(zhì)量等能夠達到技術(shù)的標準要求。

3 結(jié)語

在市場經(jīng)濟體制的變革下，很多企業(yè)實現(xiàn)了轉(zhuǎn)型。先進的技術(shù)與設備不斷被應用到各個領域中，我國的鋁產(chǎn)業(yè)從最初的電解鋁冶煉進入到精深加工階段中，鋁合金加工技術(shù)越來越嫻熟，鋁型材行業(yè)呈現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢。在經(jīng)濟發(fā)展的過程中，國家對工業(yè)生產(chǎn)提出了節(jié)能、環(huán)保、高效、安全的新要求，使用先進的技術(shù)達到節(jié)能減排的目標。我國的鋁合金加工行業(yè)面臨著新一輪的改革，鋁作為一種可再生能源，是一種綜合性選擇的最佳材料之一，再生節(jié)能效果好。目前，我國的鋁加工企業(yè)開始網(wǎng)大型化、集團化、規(guī)?；F(xiàn)代化和國際化方向發(fā)展，通過對產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)不斷調(diào)整，鋁加工技術(shù)呈現(xiàn)出高效、節(jié)能、自動化、高精度發(fā)展趨勢。

[1]黃亮.溫度對鋁合金加工技術(shù)的影響分析[J].硅谷,2013,(14):45-45,49.

[2]方靜.淺談溫度對鋁合金加工技術(shù)的影響[J].科技創(chuàng)業(yè)家,2013,(22):57-57.