铝件制造新技术(你知道吗？影响铝工业发展的十大技术突破)

改革开放35年来，铝已迅速发展成为了每个中国人生活中不可缺少的材料。中国人住房中的铝合金门窗，铝合金家具，浴卫器具，炊具，家用电器，出行所用的所有交通工具，例如自行车，电动车，摩托车，小轿车，高铁，飞机，轮船，日常工作和生活中使用的电脑，手机等等，都不同程度地采用了铝，而且铝的应用还在不断地扩大。

正是由于13.8亿中国人这种巨大的用铝需求，使我国的铝工业在短短的二十几年（我国铝工业的迅速发展始于1991年）内跃居世界之首。目前中国的铝土矿需求量，氧化铝的产量和消费量，电解铝的产量和消费量，铝材的产量和消费量都跃居世界第一，并超过了所有发达国家产量和消费量的总和，同时还造就了像魏桥这样的世界氧化铝和电解铝生产巨头，造就了像创新这样的世界铝合金棒生产巨头，改革开放为我国的铝工业发展提供了广阔的空间。

120多年来在铝工业辛勤耕耘的国外铝业公司所积累的技术及设备成果为中国铝工业的发展插上了双翅，才使得中国铝工业在短短的二十几年内，走完了国外铝工业120多年才走完的路程。

饮水不忘掘井人，我们要感恩国内外铝业前辈们在铝工业发展中所有的发明，这些发明不计其数，很难一一例举。在本文中仅例举了对世界和中国铝工业有根本影响的十大技术突破，没有这十大技术突破，世界和中国的铝工业就不可能取得今天的辉煌成就。

一、铝土矿的发现和利用

铝土矿是生产金属铝的最佳原料，其用量占世界铝土矿总产量的90%以上。铝土矿1821年首次被法国地质学家发现。从铝土矿生产铝，首先需制取氧化铝，然后再电解制取铝。铝土矿的开采始于1873年的法国，从铝土矿生产氧化铝始于1894年，采用的是拜耳法。到了1900年，法国、意大利和美国等国家有少量铝土矿开采，年产量才不过9万吨。随着现代工业的发展，铝作为金属和合金应用到航空和军事工业，随后又扩大到民用工业，从此铝工业得到了迅猛发展，到2016年，全世界电解铝产量已经达到了5700多万吨，2016年所开采的铝土矿增至2.62亿吨。据美国矿业局2017年资料，全世界铝土矿储量为280亿吨，地球所赋予人类的铝土矿资源为世界及中国铝工业提供了原料。

铝土矿开采

二、拜耳法生产氧化铝

拜耳法是一种工业上广泛使用的从铝土矿生产氧化铝的方法，于1887年由奥地利的工程师拜耳所发明，目前世界上95%的氧化铝公司都在使用拜耳法生产氧化铝。

拜耳法生产氧化铝流程图

三、霍尔-埃鲁法生产电解铝

1886年美国人霍尔和法国人埃鲁分别独立发明了冰晶石-氧化铝熔盐电解法生产铝，到目前为止，世界上所有的铝都是用电解法生产出来的。

冰晶石-氧化铝熔盐电解法

四、铝合金熔炼

熔炼是使金属合金化的一种方法。它是采用加热的方式改变金属物态，使基体金属和合金化组元按要求的配比熔制成成分均匀的熔体，并使其满足内部纯洁度、铸造温度和其他特定要求的一种工艺过程。熔体的品质对铝材的加工性能和最终使用性能产生决定性的影响，如果熔体品质先天不足，将给制品的使用带来潜在的危险，因此，熔炼又是对加工制品的品质起支配作用的一道关键工序。

铝合金的熔炼

五、铝熔体处理技术

金属中的夹杂物、氢气含量对材料的强度、疲劳抗力、耐腐蚀性、应力腐蚀开裂性能以及加工性能等均有重大的不良影响。有效地控制熔体的氢气含量和氧化夹杂物含量，以提高铸棒和轧板的质量已成为各国冶金、铸造及材料工业共同追求的目标。目前广泛采用电磁搅拌，炉内精炼，炉外在线变质，在线除气，在线过滤方法来减少铝合金熔体中氢气含量和夹杂物含量，提高铸锭的力学性能和外观质量。

在线精炼除气设备

六、直接水冷铸锭

美国铝业公司发明了直接水冷铸造的技术，这种技术在20世纪30年代已被美国铝业所有的工厂所采用。在20世纪50年代，直接水冷铸造的锭子可用于制造航空航天，船舶和运输行业所需的大型产品。随着直接水冷铸造技术和设备的进步，铸锭尺寸在不断的增加，目前的板坯可重达45吨，挤压用铝棒的直径可达1.2米。

铝棒浇铸

七、铝加工和压铸

铝加工，是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。

铝及铝合金加工材中以压延材(板、带、条、箔材)和挤压材(管、棒、型、线材)应用最广，产量最大，据统计，这两类材料的年产量分别占世界铝材总年产量(平均)的58%和39%左右，其余铝加工材，如锻造产品等，仅占铝材总产量的百分之几。

压力铸造简称压铸，是一种将熔融合金液倒入压室内，以高速充填钢制模具的型腔，并使合金液在压力下凝固而形成铸件的铸造方法。压铸机、压铸合金与压铸模具是压铸生产的三大要素，缺一不可。所谓压铸工艺就是将这三大要素有机地加以综合运用，使能稳定地有节奏地和高效地生产出外观、内在质量好的、尺寸符合图样或协议规定要求的合格铸件。

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八、可热处理强化铝合金

德国科学家在1908年发现了铝一铜一镁系铝合金的时效强化现象，大大提高了铝合金的强度，扩大了铝合金的应用领域。

新的合金不断地被各个国家开发出来，目前在美国铝业协会注册的变形铝合金已达到了680个，其中用量最多的是美国铝业公司1954年注册的铝一镁一硅系中的6063铝合金。

时效处理

九、铝的表面处理技术

近六十年来，铝制品的表面处理技术发展极为迅速，经过表面处理后的铝合金产品给人以十分美观、精致的外观。化学转化膜处理是我们最常见的一种表面处理技术。像阳极氧化法、复合阳极氧化、微弧氧化法、电泳涂漆处理等都是属于化学转化膜处理。化学转化膜处理相比其他的表面技术处理来说，更加成熟稳定。但现在使用更多的是一种复合技术，复合技术就是集合各种技术的优点,规避其缺点。如加弧辉光技术、离子束联合溅射技术等,离子束联合溅射技术中将磁控溅射与离子注入,离子溅射结合有速度快、温度低、结合力好等优点.还有将激光与溅射结合等。

多彩氧化

十、铝工业的环保技术

铝工业的主要污染物包括氧化铝生产过程中产生的赤泥、电解生产的含氟废气、碳素煅烧和焙烧烟气、电解槽大修废料、铝加工的废水废油等工业废弃物，这些废渣、废气、废水一直以来都是环保监控的重点目标，关系到职业健康安全和社会、生态以及经济可持续发展。

为了使铝行业不断向绿色、低碳化方向发展，相应的环保节能装备不断的被研发出来，力求从环保、智能、集成控制等各个方面，提升铝工业的整体环保水平。

电解铝生产车间

国内外的每个涉铝公司在享受世界铝工业的技术和设备成果的同时，也在为铝工业的发展作出了大小不同的贡献。

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