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管材、棒材、型材的生产 通常的工序是:先采用热挤压制成坯料,再经轧制(或拉伸)、精整和热处理制成成品。也可用热挤压法直接制成成品,现已由短锭发展为长锭挤压,按挤压机的挤压力用统一直径的铸锭,由分流组合模和舌形模挤制各种型材、管材,制品长度可达60米以上,经拉伸矫直后,切成所要求的长度。用于铝材生产的挤压机为20000吨。可挤成直径为800毫米的带肋管。建筑型材是60年代发展起来的挤压制品,已占挤压制品总量35%以上,其中80%用做门窗框。建筑型材几乎全部采用铝镁硅系合金(LD30和LD31)。这种制品经阳极氧化和着色处理,表面形成各种颜色氧化膜,具有良好耐蚀性,制成门窗美观,密封性好。除热挤压外,还发展出冷挤压,等温挤压、无残料挤压和静液挤压等方法(见铝的氧化着色)。
铝和铝合金的挤压采用正向挤压法和反向挤压法。应依据不同合金选择适宜的挤压速度。为获得组织和性能良好的铝合金挤压制品,一次挤压成品时,型材,棒材的挤压系数(λ)大于8~12,供锻造用坯料的λ大于5。挤压模对挤压产品质量影响很大。挤压棒材、型材常用平模,管材则常用锥形模。挤压形状复杂的空心型材和管材,则广泛使用分流组合模和舌形模。有的采用液氮冷却挤压模,延长模子寿命和**制品精度,一个模子可挤压30吨铝材。某些铝合金的挤压制品易出现“粗晶环”,即制品经热处理后,周边出现一层粗大晶粒区。高温挤压可以减轻这种现象。一些热处理可强化的铝合金挤压制品经固溶时效处理后,强度提高而塑性下降。**制品终性能的热处理称为成品热处理,包括成品退火、固溶处理、淬火、自然时效和人工时效处理;此外,还发展出分级时效和形变热处理工艺。时效处理不仅改善制品的力学性能,而且改善制品的抗应力腐蚀性能和断裂韧性。固溶加热后至淬火前的转移时间一般应控制在30秒以内。淬火的冷却速度,既要**获得过饱和固溶体,又要不使制品产生过大的淬火应力和弯曲变形。带卷和板材在强有力循环通风的箱式炉、井式炉、立式板材连续退火炉或气垫式连续退火炉中进行退火,新式炉采用保护气氛。淬火一般在盐浴槽中进行加热,新工艺采用气垫式连续淬火炉淬火。
冷轧常在室温下进行,通过冷轧可获得尺寸精确、表面光洁和平整的较薄的板材和带材,并可获得具有特定力学性能的加工硬化的板材和带材。冷轧主要采用带式法生产工艺,应用四辊可逆轧机或四辊不可逆轧机进行冷轧,当前发展不可逆轧机进行冷轧。轧机装备有液压压下、液压弯辊、厚度自动控制系统或测辊缝的厚度自动控制系统及板形控制仪,由微型电子计算机控制、记录、储存各种参数,以获得尺寸精确、板形平整的板带材,如 0.18毫米带材公差可达±5微米。小工厂也有块式法生产板材的。退火后铝的冷变形率可达90%以上。多相的硬铝合金冷加工硬化明显,需中间退火。中间退火后的冷变形率为60~70%。热轧用乳液润滑,冷轧已由乳液发展为全油润滑。采用单独控制喷嘴的多段冷却系统,以减少铝板和轧辊的摩擦,冷却轧辊,控制辊型,洗除及其他杂质,以获得良好的表面质量及板形。
经冷轧和热处理后的带卷常在辊式矫直机上或在拉弯连续矫直机列上进行精整。平整淬火后的板片应在时效孕育期内进行,一般在淬火后30~40分钟内完成。淬火板的平直压光总变形量不应**过2%。
1955年试验成功的铝板带连续铸轧可生产薄板和铝箔坯料。中国于70年始用此法生产薄板。
中国铝加工材约有300种合金、1500个品种,是世界上产品品种丰富的国家之一。在众多的铝加工材品种中,涌现出一大批**产品和国家**产品,代表着我国现代铝加工技术发展和应用的主流方向。
产量
2000年以来,我国国民经济和高新技术的稳定、持续、快速发展,促使我国铝冶炼和铝型材加工业发展十分迅速。我国铝材 铝合金型材 工业铝型材产量在2006年已达879.3万吨,**过美国成为世界位;2007年产量高达1250.8万吨,同比2006年增长42.25%,再创历史新高;2007年进口工业铝材69.0万吨,同比2006年增长0.6%;出口工业铝型材185.3万吨,同比2006年增长49.4%,铝合金型材净出口116.3万吨;2007年,我国工业铝材表观消费量为1134.5万吨。
工艺
中国铝加工工艺技术的特点是与落后同时存在,广大中小企业的技术与装备多还停留在20世纪70-90年代水平。由此形成了我国铝加工工业大而不强、小而不精的现状,从而使国民经济和现代科学所需一些高、精、尖铝材仍要依靠国外进口的被动局面。
价格
随着我国经济迅猛增长,作为现代经济和高新技术发展支柱性原材料的铝材需求旺盛,铝材 铝合金型和 铝型材加工业特别是工业铝型材加工业和我国整个有色金属工一直保持着持续快速发展态势,产量持续增长,经济效益大幅提高,进出口贸易额不断增长,进出口产品结构逐步优化,技术进步加快,节能减排成效**;我国铝材,铝型材加工业和有色金属工业整体实力不断提高,已经成为世界有色金属和铝材 、铝型材特别是工业铝型材加工业大国,正在积极向世界有色金属和铝工业强国迈进。
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**,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**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**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。