铝合金型材,精密管匠心打造

          高铁车厢是用铝材焊接的，有的高铁线经过零下三四十摄氏度的高寒地带；南极科考船上的一些仪器、装备与起居用品是以铝材制造的，需要经受零下六七十摄氏度的考验；由中国经北极到欧洲的商船上有些装备也是用铝材制造的，其中的一部分露在外面，环境温度也在零下五六十摄氏度；它们能在这样的寒冷环境中正常运转吗？没问题，铝合金及铝材是*不怕寒冷酷热的。说说铝合金的低温性能--铝及铝合金是*好的低温材料，没有低温脆性，不像普通钢材、镍合金等那样有明显的低温脆性，它们的强度性能虽然随着温度的降低而升高，但是塑性与韧性却随着温度的下降而降低，即有明显的低温脆性。可是铝及铝合金则大不一样，没有一丝丝低温脆性，它们的一切力学性能均随着温度的降低而明显上升，与材料的成分无关，不管是铸造铝合金还是变形铝合金，也不管是粉末冶金合金，还是复合材料；与材料状态也没有关系，不管是加工状态的，还是热处理状态的；也与锭坯制备工艺无关，不管是用铸锭轧制的，还是用熔体连续铸轧的或连续连轧的；与铝的提取工艺更无关系，电解的、碳热还原的、化学提取，通通都没有低温脆性；与纯度也无关，不管是99.50%~99.79%的工艺纯铝，还是99.80%~99.949%的高纯铝、99.950%~99.9959%的超纯铝（Super Purity）、99.9960%~99.9990%的极纯铝（extreme purity）、>99.9990%的超高纯铝等都没有低温脆性。有趣的是，另两个轻金属——镁、钛跟铝一样也没有低温脆性。高铁车厢铝材有Al-Mg系的5005合金板材、5052合金板材、5083合金板材及型材，Al-Mg-Si系的6061合金板材及型材、6N01合金型材、6063合金型材，Al-Zn-Mg系7N01合金板材及型材、7003合金型材。标准状态有O、H14、H18、H112、T4、T5、T6。由表中的数据可明显地看出，不管哪种铝合金，它的力学性能均随着温度的降低而上升，所以铝材是一类绝妙的低温结构材料，火箭的低温燃料（液氢、液氧）储罐、液化天然气（LNG）运输船上与岸基储罐、低温化工产品容器、冷库、冷藏车等都可以用铝材制造。在地球上跑的高速列车的车厢与车头的结构件凡是可用铝合金制造的零部件都可以用现行的相应铝合金制造，不需要另辟蹊径研究一种在高寒地区运营的厢体结构铝合金及其生产工艺，当然如果能研发一种各项性能比6061合金大10%左右的6XXX合金，或比7N01合金约大8%的7XXX合金，那当然是功劳很大的。实际上，在我国黑龙江省，以及以后在内蒙古自治区、新疆维吾尔族自治区、西藏自治区、青海省跑的高铁对铝合金结构来说算不了“高寒”，不需要对合金成分作特殊处理，也不需要对材料生产工艺参数作专门调整。只要为高张高铁或以后为在其他寒冷地区运营的高铁车辆厢体生产的铝材性能符合中国GB、欧洲EN、日本JIS、美国ASTM等标准要求，就是合格的产品，不需要采取特殊措施，以免加大成本。车厢铝合金的发展趋势：在现在轨道车辆厢体制造和维护中用的板材合金有5052、5083、5454、6061等合金，用的挤压型材有5083、6061、7N01等，此外一些新的合金诸如5059、5383、6082等也有所应用。它们都有良好的可焊性，焊丝为5356或5556合金，当然*好是采用摩擦搅拌焊（FSW），不但焊接质量高，而且不用焊丝。后来日本研发的7N01合金（Mn0.20~0.7、Mg1.0~2.0、Zn4.0~5.0，单位%），在轨道车辆制造中获得广泛应用；德国在制造高铁Trans Rapid车厢时采用5005合金板制作壁板，用6061、6063、6005合金挤压所用的型材。总之，直到目前无论是中国还是其他 制造高铁车辆基本上仍沿用这些合金。200km/h~350km/h列车厢体铝合金：我们可根据列车运营速度将厢体铝合金分为：速度<200km/h的车辆用的可称为 代合金，它们是常规的合金，多用于制造城市轨道车辆厢体，如6063、6061、5083合金等；第二代铝合金如6N01、5005、6005A、7003、7005合金等用于制造速度为200km/h~350km/h的高铁车辆厢体；第三代合金是6082、含钪的铝合金等。除了6N01、7N01合金（它们是日本合金，N代表Nippon）外，还有7003合金，它的Mg含量比7N01合金的低，是一种低Mg的Al-Zn-Mg合金，它的可焊性及强度与7N01合金的相当，并具有更高的可挤压性能。日本东北和上越新干线、札幌地铁大量采用7003、7N01合金生产壁厚3mm的宽幅型材6005A合金（Si0.50~0.9、Mg0.40~0.7、Mn和Cr 0.12~0.50,%）是法国注册的，与美国6005合金相比，Mg与Si的含量相等，但增加了0.12%~0.50%的Mn的Cr，不但有与6063合金相当的可挤压性能，而且强度性能也有所提高。6N01合金也如此，日本山阳电化铁路3050型车辆厢体侧板（宽507mm、壁厚2.5mm）、宽558mm的地板，以及制造侧板挂钩、檐梁等的大型宽幅空心型材都是用6N01合金挤压的。350ktm/h~450km/h列车厢体铝合金：这是厢体用的新一代铝合金，列车速度高达450m/h，车辆须承受更大的外力，受到的震动也更强烈，因此应研发新一代轻量化高铁铝合金。含钪的铝合金。钪是铝及铝合金*有效的晶粒细化剂，也是优化铝合金性能有效的元素之一，钪的含量都<0.5%，凡含有钪的合金，不管含量多少都统称铝-钪合金。Al-Sc合金有强度高、塑性好、可焊性优良、抗蚀性强等优点，是舰船、航空航天器、反应堆、国防军工器械等领域选用的新一代铝合金之一，当然也可以用于制造铁路车辆结构。不过向现行铝合金添加钪，对组 织性能的改善如何，尚有待系统的研究，钪是一种稀土元素，中国是世界上的钪生产国，在Al-Sc合金研究方面居世界前列，但总的来看还不如俄罗斯，在Al-Sc合金研究与应用方面俄罗斯是领跑者。东北轻合金有限责任公司、中南大学、航天材料及工艺研究所对Al-Sc合金的研发作了许多工作，他们研究的“大尺寸5B70铝-镁-钪合金板材”获2017年度中国有色金属工业科学技术一等奖，获二等奖的也有一项，为“航天用可焊高强Al-Zn-Mg-Sc合金”。

        双色铝型材生产过程中要注意的十个问题：(1)选择宽度、厚度适中的贴膜；由于铝型材加工断面形状复杂，外表向宽、窄悬殊较大，容易将飞边吹起，降低贴膜的遮盖能力，影响喷涂质量。贴膜过窄，则遮盖不住，显然不能喷涂。另一方面，在选择贴膜厚度时，只要能遮盖，具有弹性即可，不一定选择太厚的贴膜，因太厚的贴膜将增加铝型材加工生产成本，而且也没有必要。(2)贴膜后及时喷涂。型材贴膜以后，应及时进行喷涂，停放时间越短越好。如果停放时间太长，由于贴膜上的胶干燥，失去粘度，特则是经风一吹，贴膜脱落，导致喷涂同难。因此，为了确保贴膜及喷涂质量，一般贴膜以后的停放时间不要超过16h。(3)选样粘度适中的贴膜。在双色铝型材加工生产中，贴膜的合理选择是关键。贴膜的粘度过低则贴不住。贴膜容易脱落，给喷涂带来相当大的难度。贴膜的粘度过大，说明贴膜上的胶比较多，当贴膜撕掉后，容易将贴膜上的胶粘在型材上，影响型材的表面质量，另一方面，在选择贴膜时，尽可能选用胶的成分与涂漆成分一致或相接近，这样可减轻对漆膜色泽的影响。山东铝型网(4)确定颜色、分界面及分界线。铝型材加工在喷涂之前，一定要根据型材的使用功能以及客户的要求(合同要求)，分清每个面所要喷徐的颜色，分界面是哪个面，分界线是哪条线，在什么位置：一般来说，内侧是浅色，外侧是深色在弄清了分界面、分界线及颜色的要求之后才能贴膜，要注意千万不能将膜的位置贴错。(5)贴膜质量：贴膜是双色铝型材加工加工中的一道关键工序，贴膜质量的好坏，直接影响到铝型材加工的表面质量，主要包括以下几个方画：一是贴膜时尽可能不要使贴膜形成过大的张力，也就足说不能使贴膜发生变形，否则贴好后的贴膜容易收缩，使铝型材加工两端出现无贴膜现象；另一方面，铝型材加工两端贴膜断开时，要用刀片切开，而不能拉断，否则，拉断的贴膜仍然要收缩；二是贴膜宽度要与贴面宽度相吻合，一般情况下，贴膜宽度稍大于铝型材加工的贴面宽度，若是贴膜过宽，超出铝型材加工边缘过多，当喷涂时，容易被压缩空气吹起，若是贴膜过窄，不能完全遮盖，显然是不行的；四是贴面分界线在沟槽边缘时，一定要将；贴膜的飞边压入沟槽内，否则，喷涂时气流容易将贴膜吹起，影响铝型材加工喷涂质量；五是贴膜时，一定将贴膜贴平，防止皱折、卷缩等现象；六是对于断面形状复杂的型材，如果一次贴膜困难时，可以分两次或多次贴膜，保证贴膜的覆盖质量；七是对一些壁厚较薄或悬臂较大等特殊断面的铝型材加工，贴膜时不能压得太紧，一定要注意不能使铝型材加工产生变形；八是 次喷涂后，铝型材加工的停放时间不能过长，否则会使型材表而落上灰尘，导致贴膜困难，从而影响贴膜质量：山东铝型材模具厂(6)严格执行贴膜工艺。铝型材加工贴膜必须经过 次喷涂后再贴，不允许型材铬化后直接贴膜，这是因为贴膜上有胶，如果直接将贴膜贴在铬化层上，胶就会粘在铬化层上，或者撕贴膜时，就会将铬化层，撕掉，这样就会大大降低漆膜的附着力，*终影响铝型材加工的喷涂质量，导致漆膜脱落，其后果不堪设想。(7)撕膜时间。铝型材加工经贴膜、喷涂以后，要撕去贴膜，但不能喷涂后马上就撕去贴膜，要控制好撕膜。-般来说，喷涂后经过流平，漆膜基本凝固，这一过程不能少于10min．然后才能撕去贴膜撕膜。否则，漆膜未开，撕膜的过程中容易将贴膜落在铝型材加工上，影响漆膜质量。另一方面，撕膜的时候动作要快，以免影响撕膜质量。(8)避免多次返工。在双色铝型材加工生产过程中，由于各种因素影响，返工是不可避免的，但是每返工一次就要增加一次固化。对漆膜来说。多次喷涂，漆膜厚度不断增加，再经多次固化，降低了漆膜附着力，容易造成漆膜脱落。因此，在双色铝型材加工的生产中尽可能避免多次返工。广东铝型材模具厂(9)膜厚的合理控制、双色铝型材加工生产是要经过两次以上的喷涂，如果我们还像单喷那样操作，就会导致有的面漆膜较厚，有的面漆膜较薄，从而引起膜厚严重不均匀。因此在喷涂时就要进行合理控制， 次喷徐时，只需对着面重点喷涂，而另一面可以不涂或少涂。第二次喷涂叫，闪样尽可能对需要的面重点喷，其他面不喷或少喷，同时还要根据 次喷涂情况以及选用的涂漆颜色．合理地控制第二次喷涂厚度，但必须保证第二次喷涂对前一次喷涂的浚盖效果。(10)喷涂顺序双色铝型材加工，需要涂上两种颜色，有两种颜色必然存在深色与浅色，喷涂必然有先有后，喷涂前必须要考虑哪种颜色先喷，哪种颜色后喷，要根据具体情况而定，若是先喷浅色、后喷深色，则先喷涂的浅色就要经过两次固化，即两次烘烤，容易将浅色烘烤变色，若是先喷深色、后喷浅色，则后喷浅色对前喷深色的覆盖性受到一定影响，要想覆盖深色就要增加漆膜厚度，但是漆膜厚到一定的程度后，又容易产生脱膜现象。因此。在实际生产中，采用先浅后深的工艺较为可行。