半固态成型工艺具有不同于传统成型工艺的许多优点，具有广阔的应用前景。这项技术的关键是如何获得半固态组织，这也是最近的研究热点。获得半固态组织有多种方法，其中等温热处理方法出现的时间较晚，但却非常实用。这种方法与其他方法相比，具有成本低，工艺简单，易于推广等优点。另外，关于铸造铝合金及其他的有色金属的半固态组织的获得已有多种方法，而关于高强度铝合金的相关研究相对较少。本文研究了高强度7075铝合金等温热处理后的半固态组织，确定了等温热处理的工艺参数，为今后半固态成型技术的应用提供了参考。 　　本实验所用的材料为高强度7075铝合金。实验温度范围在固液两相区，固、液相的温度分别为477和635℃。从原金属棒材上取4mm×4mm×8mm的试样15个，然后在580、600和615℃分别进行保温，在各个温度的保温时间为5、15、30、45和60min。待炉温升到预定温度时将相应组的试样放入箱式电阻炉中，温度误差控制在±1℃。待试样完成预定的热处理工艺后迅速取出水淬，将试样镶嵌磨抛后在光学显微镜下观察相应组织。 　　在高固相率温度区间，当保温时间相同时，随保温温度升高，晶粒的尺寸和球化程度均增加。当加热温度相同时，晶粒尺寸随保温时间的延长逐渐增加，圆度先减小然后增大。从晶粒大小和圆整度综合考虑最合理的工艺参数为：加热温度615℃、保温时间15min。

本文介绍了镁合金的基本性能和优势，重点论述了半固态加工技术、连续铸轧技术、半固态镁合金连续铸轧技术及其未来展望，指出其加工技术将得到进一步发展。    镁合金是目前应用最轻的金属结构材料，密度小，比强度、比刚度高，具有优良的导电、导热性能，尺寸稳定性好，电磁屏蔽性好，在航空、汽车运输行业，计算机、通讯等产业得到快速发展。我国是镁资源大国，但目前我国的镁合金生产规模还比较小，生产技术还不成熟，应抓住这难得的机遇，把我国的镁合金生产水平提到一个新高度。     一、镁合金的基本性能     （一）镁合金的物理及力学性能     镁合金与其它相关材料的物理和力学性能如下表所示。 镁合金与相关材料的物理和力学性能比较表材料名称密度/g·cm-3熔点/℃导热系数/W·(mk)-1抗拉强度/MPa屈服强度/MPa延伸率/%弹性模量/GPa比强度镁合金AZ91D1.8359772281162845188镁合金AM601.79615622701041545180铝合金3802.0595100315160371106碳钢7.861520425171402220080铸铁7.351150552003123.512060塑料ABS1.0390(Tg)0.235—402.141塑料PC1.23160(Tg)0.2104—36.7102     从表1可以看出，镁合金的主要力学性能接近于铝合金，但其密度却小于铝合金，比强度是铝合金的1.8倍，可以说，在应用金属范围内镁合金具有最高的比强度。与工程塑料相比，镁合金的密度虽比其高，但其熔点却是它的4～6倍，比强度是它的1.8倍左右，此外，镁合金的热传导系数是工程塑料的300倍以上，在一些电子产品的应用上具有明显的优势。     （二）镁合全产品具备的优势     1、轻量化：密度 1.8g/cm3 左右，是铁的l/4，铝的2/3，与塑料相近；2、比强度高、刚性好，优于钢、铝；3、对振动/冲击的吸收性高，极佳的防震性，耐冲击、耐磨性良好；4、优良的热传导性，改善电子产品散热问题；5、非磁性金属，抗电磁波干扰，电磁屏蔽性好；6、加工成型性能好，成品外观美丽，质感佳；7、材料可100%回收，回收率高，符台环保法；8、良好的抗蠕变性，尺寸稳定，收缩率小，不易因时间和环境温度变化而改变（相对于塑料）。     二、半固态镁合全连续铸轧技术     （一）半固态加工技术     半固态加工是利用金属材料从固态向液态，或从液态向固态转变过程中，经历半固态温度区间，在该温度区间内实现的加工过程。半固态技术综合了液态铸造成形、固态压力加工的优点，半固态加工技术能大大提高材料的力学性能，达到节约材料的目的，是目前材料领域最热门的研究热点之一。半固态成型技术是近几年兴起的一种高效优质的成型方法。     半固态加工的主要成型手段有压铸和锻造，此外也有人试验用挤压和轧制等方法，其工艺路线有两条：一条是将搅拌获得的半固态浆料在保持其半固态温度的条件下直接成形，通常被称为流变铸造（Rheocasting）；另一条是将半固态浆料制备成坯料根据产品尺寸下料，再重新加热到半固态温度成形，通常被称为触变成形。对于触变成形，由于半固态坯料便于输送成形，易于实现自动化，因而在工业中较早得到了广泛应用。对于流变铸造，由于将搅拌后的半固态浆料直接成形，具有高效、节能、短流程的特点，近年来发展很快。     半固态金属加工成形中，由于采用了非枝晶半固态浆料，可以直接得到几乎均一的球状细晶组织，显著地改善了金属材料的组织性能。半固态成形件表面平整光滑，晶粒细小，力学性能好；半固态浆料的部分凝固潜热已经放出，所以一方面对加工设备的热作用小，设备材料的选择范围扩大，制造设备的难度大大降低，另一方面半固态浆料本身凝固收缩小，产品尺寸精确。由此可见，半固态加工技术比传统的加工技术有很大的优势，目前越来越多的科技工作者高度重视半固态加工技术，在工艺实验和理论等方面开展了广泛的研究。     （二）连续铸轧技术     连续铸轧技术是将熔融金属直接注入两个相向旋转的铸轧辊之间，使其在铸轧辊的冷却与轧制作用下凝固并具有一定的轧制变形量，从而直接获得金属带坯的一种近终成形加工工艺。     连续铸轧过程是集快速凝固与热轧变形于一体的成型过程。在该过程中，铸轧辊起“结晶器”与“热轧辊”双重作用。当高温金属熔体通过与铸轧辊表面接触的区域时，将热量快速传递给轧辊，实现其凝固结晶；又对已凝固的带坯进行轧制，起“热轧辊”作用；同时已凝固的高温带坯在轧制变形过程中，继续将热量传递给轧辊，轧辊继续吸热。轧辊的内表面与冷却水、外表面与周围介质，在轧辊连续旋转过程中不断进行着热交换，使进入工作区域的部分轧辊表面能以较低的温度与金属熔体接触，以保证铸轧过程的顺利进行。     铸轧技术是冶金及材料领域的一项前沿技术，它不同于传统冶金工业中带材的生产工艺，而是将连续铸造、轧制、甚至热处理等串联为一体，铸出毫米级的薄带坯，经在线轧制后一次性形成工业产品。铸轧技术具有以下优点：     1、在同一台设备上同时完成了铸造和轧制两道工序，相比热轧省去了铸锭加热、开坯及热轧等多道工序，减少了废料，节约了能源。     2、省去了铸锭铣面，减少了热轧后的切头切尾，成材率提高15%～20%。     3、设备简单集中，投资少，占地面积小，建造速度快，生产成本低。     4、可连续稳定地进行生产，简化厂生产工艺，缩短了生产周期，使生产效率大大提高，且便于实现自动化。     5、持轧薄带品质不亚于传统工艺，还可以生产出传统工艺难以轧制的材料以及具有特殊性能的新材料。     （三）半固态镁合金连续铸轧技术     将水平双辊连续铸轧技术与半固态加工技术相结合，所获得的半固态板带连续持轧成形技术，将是一种全方位高效、节能、短流程、近终成形的加工方法。把这种技术应用于投台金的加工成形，可以说是具有国际领先水平的技术，具有一定的创新性。这种新型的金属带坯生产工艺，不仅从根本上改变了传统的金属带坯生产方法，即使通常需由铸造、铣面、加热、热轧等多道次工序才能完成的生产工艺流程，仅由铸轧就可以实现，而且可以较方便地实现产品质量调控。     具有球状晶的合金材料加热到半固态时，变形抗力很低，这对轧制成形有利。半固态轧制工艺是将被轧制材料加热到半固态后，送入轧辊间轧制的方法。试验对象主要是板材的轧制成形。结果表明，由于固相率的高低不同，轧辊咬入区内被轧制材料的变形和流动行为有很大不同。在被轧制材料固相率高的情况下（例如固相率在90%以上），其变形和固体金属热轧情况大致相同，内部固相成分和液相成分共同被轧制，可得到均一的轧制成品。固相率在70%以下时，轧辊间隙中轧制材料的液相成分和固相成分的流动、变形分别单独进行，由于轧辊施加的压力而引起的静水压力的影响，轧辊间隙内开始有液相成分从固相成分间隙溢出，流向压力减小的方向，即液相成分从轧辊间隙的入口处被铸轧材料的表面流出，通常被轧辊冷却凝固后再次被引，轧辊间隙里轧制成成品。半固态连续铸轧示意图见下图。    半固态镁合金铸轧工艺模拟仿真是使材料成形工艺从经验走向科学指导的重要手段，是材料科学与制造科学的前沿领域和研究热点。利用计算机模拟材料成形过程，可预测产品的质量，减少试验次数；确定最佳的工艺流程，以达到某一特殊性能的要求；动态显示各个物理量的演变历程和空间分布；提高劳动生产率。因此，在半固态镁合金连续铸轧技术中，数值模拟分析是很重要的一部分。     三、半固态镁合金连续铸轧技术的展望     笔者认为，半固态镁台金的连续铸轧技术将会朝着以下方向发展：     （一）对半固态浆料制备的深入研究，半固态浆料的好坏直接影响铸轧后的成品质量的好坏。     （二）目前流变成形研究只有在实验室，工艺还不成熟，与应用还有一定的距离。流变成形比触变成形更能节省能源、流程更短、设备更紧凑，因此流变成形技术仍然是未来金属半固态加工技术的一个重要发展方向。另外，触变成形技术的研究也是未来工业化发展应用的重点。     （三）对半固态连续铸轧过程中，铸轧材料及轧辊的数值分析的研究，为工业化生产提供技术支持。     （四）半固态镁合金铸轧时，一方面要保证组织得到充分变形，达到改善组织的目的，因此要有一定的变形量；另外，由于多晶镁合金滑移系少，晶粒产生宏观屈服而易在晶界产生大的应力集中，合金很容易产生晶间断裂。因此，镁合金板带轧制以后的退火及热处理技术也是未来研究的热点问题。     （五）半固态镁合金连续铸轧技术应用到工业化大批量生产就在将来的几年。     四、结束语     随着冶炼技术的提高和先进成型技术的出现以及制造成本的降低，镁台金材料才得到了实际应用。现代冶金工业正向着短流程、节能型、连续化、自动化、高质量方向发展，半固态镁合金连续铸轧技术已经得到越来越多研究人员的关注，为镁合金材料进一步工业化生产奠定坚实的技术基础。

铝的商场报价:     铝合金在国际上的生意和生意是在建于１８７７年的伦敦金属生意所（London Metal Exchange (LME))进行的。别的还有几个专为区域性商场效劳的区域交生意商场，如上海金属生意所 (Shanghai Metal Exchange)。铝合金象产品相同被分门别类，报价取决于不同的商场条件。商场上的买家和进行铝合金买卖者理解，铝合金在商场上的崎岖不断的报价改变一部分原因是供需原因，其它象产品商场上的投机行为也是一个要素。     决议铝合金产品报价的最大要素是伦敦金属生意所的生意报价。伦敦金属生意所每天报出生意纯铝（大约99.7%）的报价，这个报价定时在多种期刊上（如《华尔街时报》）以美元和公吨为单位刊出。这个报价除于2,204.6就是威望的伦敦金属生意所的英镑报价，在美国金属交所 American Metal Market (AMM),每天的公报和《Platt金属生意周刊》 Metals Week中，都能看到这些报价，伦敦金属生意所曾阅历周期性的剧烈报价动摇，现在已有下降这些报价崎岖的多种办法或东西。

一、JIS A.A 1000 系列－－纯铝系 1、1060作为导电材料IACS保证61%，需要强度时使用6061 电线 2、1085 1080 1070 1050 1N30 1085 1080 1070 1050 — 成形性、表面处理性良好，在铝合金中其耐蚀性最佳。因为是纯铝、其强度较低，纯度愈高其强度愈低。日用品、铝板、照明器具、反射板、装饰品、化学工业容器、散热片、溶接线、导电材 3、1100 1200 AL纯度99.0%以上之一般用途铝材，阳极氧化处理后之外观略呈白色外与上记相同。一般器物、散热片、瓶盖、印刷板、建材、热交换器组件 1N00 －强度比1100略高，成形性良好，其化特性与1100相同。 二、日用品 2000 系列－－ AL x Cu 系 1、 2011快削合金，切削性好强度也高。但耐蚀性不佳。要求耐蚀性时，使用6062系合金音量轴、光学组件、螺丝头。 2、2014 2017 2024 含有多量的Cu，耐蚀性不佳，但强度高，可作为构造用材使用，锻造品亦可适用，航空器、齿轮、油、压组件、轮轴。 3、 2117固溶化热处理后，作为铰钉用材，为延迟常温时效速度之合金。 4、2018 2218 锻造用合金。锻造性良好且高温强度较高，因此使用于需要耐热性之锻造品，耐蚀性不佳，汽缸头、活塞、VTR汽缸。 5、 2618锻造用合金。高温强度优越但耐蚀性不佳。活塞、橡胶成形用模具、一般耐热用途组件。 6、2219强度高，低温及高温特性良好，溶接性也优越，但耐蚀性不佳。低温用容器、航太机器。 7、2025 锻造用合金。锻造性良好且强度高，但耐蚀性不佳。 螺旋桨、磁气桶。2N01－锻造用合金。具耐热性，强度也高，但耐蚀性不佳。航空器引擎、油压组件。 三、3000 系列－－AL x Mn 系 1、3003 3203 强度比1100约高10%，成形性、溶接性、耐蚀性均良好。一般器物、散热片、化妆板、影印机滚筒、船舶用材 2、3004 3104 强度比3003高，成形性优越，耐蚀性也良好。铝罐、灯炮盖头、屋顶板、彩色铝板 3、3005 3005 强度比3003高约20%，耐蚀也比较好。 建材、彩色铝板 4、 3105 3105 强度比3003略高，其他之特性与3003类似。 建材、彩色铝板、瓶盖 四、4000 系列－－AL x Si 系 1、4032耐热性、耐摩秏性良好，热膨胀系数小。活塞、汽缸头 2、4043凝固收缩少，用硫酸阳极氧化处理呈灰色之自然发色。溶接线、建筑嵌板 五、5000 系列－－AL x Mg系 1、 5005强度与3003相同，加工性、溶接性、耐蚀性良好，阳极氧化后之修饰加工良好，与6063形材颜色相称。建筑用内外装、车辆之内装、船舶之内装 2、5052为中程度强度之最具代表性合金，耐蚀性、溶接性及成形性良好，特别是疲劳强度高，耐海水性佳。一般钣金、船舶、车辆、建筑、瓶盖、蜂巢板 3、5652限制5052之不纯物元素，并抑制过氧化氢分离之合金，其他特性与5052同过氧化氢容器 4、5154强度比5052约高20%，其他特性与5052相同 与5052同样、压力容器 5、5254限制5154之不纯物元素，并抑制过氧化氢分解之合金，其他特性与5154相同。过氧化氢容器 6、5454强度比5052约高20%，其特性与5154大致相同，但在恶烈环境下之耐蚀性比5154良好。汽车用车轮 7、5056耐蚀性优越以切削加工作表面修饰，阳极氧化处理性及其染色性良好。相机本体、通信机器组件、拉鍊 8、5082强度与5083相近，成形性、耐蚀性良好。 罐盖 9、5182强度比5082约高5%，其他之特性与5082相同。 罐盖 10、 5083溶接构造用合金。在实用非热处理合金中是最高强度之耐蚀合金，适用于溶接构造。耐海水性、低温特性良好船舶、车辆、低温用容器、压力容器 11、5086强度比5154高，为耐海水性良好的非热处理系溶接构造用合金。船舶、压力容器、磁气圆盘5N01－强度与3003相同，光辉处理后之阳极氧化处理可有很高的光辉性。成形性、耐蚀性良好。厨房用品、相机、装饰品、铝板 5N02 铰钉用合金，耐海水性良好铰钉 六、6000 系列 －－AL x Mg x Si 系 1、6061热处理型之耐蚀性合金。用T6处理能有非常高的耐力值，但溶接接口之强度低，因此使用于螺钉、铰钉船舶、车辆、陆上构造物 6N01 中强度之挤型用合金，有6061与6063之中间的强度，挤出性冲压淬火性均良好，可作复杂形状之大型薄肉形材，耐蚀性、溶接性均佳。车辆、陆上构造物、船舶 2、6063代表性的挤出用合金，强度比6061低，挤出性良好，可作复杂的断面形状之形材，耐蚀性及表面处理性均佳建筑、公路护栏、高栏、车辆、家具、家电制品、装饰品 3、6101高强度导电用材。55% IACS保证电线 4、6151锻造加工性特别好，耐蚀性及表面处理性亦佳，适用于复杂的锻造品。机械、汽车组件 5、6262 耐蚀性快削合金，耐蚀性及表面处理性比2011更佳，其强度与6061相同。相机本体、氧化器组件、制动器组件、瓦斯器具组件 七、7000 系列－－AL x Zn x Mg 系 1、7072电极电位低，主要用于防蚀性覆盖皮材，亦适用于热交换器之散热片。铝合金合板材之皮材，散热片 2、7075铝合金中具有最高强度的合金之一，但耐蚀性不佳，与7072之覆盖皮材可改善其耐蚀性，但成本提高。航空器、滑雪杖 7050 7050 改善7075淬火性之合金，耐应力腐蚀裂痕性良好，适用于厚板、锻造品航空器、高速回转体 7N01 溶接构造用合金，强度高而且溶接部之强度于常温放置，可回后到接近母材的强度。耐蚀性也非常良好。车辆、其他陆上构造物、航空器 3、7003溶接构造用挤出合金，强度比7N01略低，但挤出性良好，可作薄肉之大型形材，其他之特性大致与7N01相同。车辆、机车车轮外圈

金属元素-铝     铝是地球上含量极丰富的金属元素，其蕴藏量在金属中居第2位。至19世纪末，铝才崭露头角，成为在工程应用中具有竞争力的金属，且风行一时。航空、建筑、汽车三大重要工业的发展，要求材料特性具有铝及其合金的独特性质，这就大大有利于这种新金属－铝的生产和应用。    当1886年Charles Hall在美国俄亥俄州和Paul Heroupt在法国各自独立地将溶解在熔融冰晶石中的氧化铝(Al2O3)的电解还原技开发成功之时，世界上首批以内燃机为动力设备的车辆问世，随之而来的便是作为汽车业需用的、具有越来越大的工程价值的材料－铝及其合金对汽车工业的发展开始起重要的作用。电气化也要求将大量质轻的导电金属－铝用于长距离输送电，用于建造支撑架空电缆纲络所需要的塔架，以便以发电厂传输电能。    铝工业的发展还不只限于上述内容。铝在商业上应用于诸如镜框、门牌和餐用托盘之类的新颖物品。铝制的炊事用具也成为市场上的一类商品。现在，铝已发展成具有各种各样用途的材料，其范围之广足以使现代生活的各个侧面直接地受到铝的应用的影响。    铝的生产      所有铝的生产均基于Hall-Heroult法。将从铝土矿制得的氧化铝溶于冰晶石电解液，其中加有几种氟化物的盐类以控制电解液的温度、密度、电阻率以及铝的溶解度。然后，通入电流电解已熔的氧化铝。这样，氧在碳阳极上生成并与后者起反应，而铝则在阴极上作为金属液层而聚集。已分离出的金属可以定时用虹吸法或真空法移出度坩埚中，然后将铝液转移到铸造设备中浇铸成锭。 Courtesy of Kamkiu Aluminium Extrusion Co. Ltd     冶炼出来的铝含有的主要杂质是铁与硅，锌、镓、钛、钒也通常作为微量杂质存在。国际上铝的最低纯度是以确定的成分及其数值作为基本标准。在美国，以形成常规做法是将铁与銈的相对浓度作为更重要的标准来考虑。未合金化的金属级别，可由其纯度来决定，如含铝量为99.70%的铝，或者由美国铝协会制订的方法来决定，该法规定以Pxxx级别为标准。在后一种情况下，字母P后的数字表明硅与铁各自的最大的百份之零点几数值。     全世界原生铝产量总数为17.304 x 106Mg 。美国的铝产量占1988年世界产量的22.8%，而欧洲占21.7%。其余55.5%的铝由亚洲(6.6%)、加拿大(8.9%)、拉丁美洲(含南美洲)(8.8%)、大洋洲(7.8%)、非洲(3.1%)和其它地区(21.3%)生产。    铝的主要特性:     铝及其合金的优良特点是其外观好、质轻，可机加工性、物理和力学性能好，以及抗腐蚀性好，从而使铝及铝合金在很多应用领域中被认为最为经济实用。      铝的密度只有2.7g/cm3，约为钢、铜或黄铜的密度(分别为7.83g/ cm3，8.93g/ cm3)，的1/3。在大多数环境条件下，包括在空气、水(或盐水)、石油化学和很多化学体系中，铝能显示优良的抗腐蚀性。      铝的表面具有高度的反射性。辐射能、可见光、辐射热和电波都能有效地被铝反射，而阳极氧化和深色阳极氧化的表面可以是反射性的，也可以是吸收性的，抛光后的铝在很宽波长范围内具有优良的反射性，因而具有各种装饰用途及具有反射功能性的用途。     铝通常显示出优良的电导率和热导率，具有高电阻率的一些特定铝合金也已经研制成功，这些合金可用于如高转矩的电动机中。铝由于它的优良电导率而常被选用。在重量相等的基础上，铝的电导率近于铜的两倍。铝合金的热导量率大约是铜的50-60%，这对制造热交换器、蒸发器、加热电器、炊事用具，以及汽车的缸盖与散热器皆为有利。    铝是非铁磁性的，这对电气工业和电子工业而言是一重要特性。铝是不能自燃的，这对涉及装卸或接触易燃易爆材料的应用来说是重要的。铝无毒性，通常用于制造盛食品和饮料的容器。它的自然表面状态具有宜人的外观。它柔软、有光泽，而且为了美观，还可着色或染上纹理图案。    一些铝合金在强度上超过结构钢材，但是纯铝及某些铝合金的强度和硬度极低。在现代生活中，铝已经广泛地应用在建筑行业中。     可机加工性:     铝的可机加工性是优良的。在各种变形铝合金和铸造铝合金中，以及在这些合金产出后具有的各种状态中，机加工特性的变化相当大，这就需要特殊的机床或技术。    可成形性:     这是铝及许多铝合金较重要的特性之一。特定的拉伸强度、屈服强度、可延展性和相应的加工硬化率支配着允许变形量的变化。商业上可提供的铝合金在不同形态下成形性的额定值取决于成形的工艺方法。这些额定值在作金属加工特性的定性对照中仅能起大致的指导作用，即不能定量地作为成形性的极值。    可锻性:     铝合金可以锻造成形状与品种繁多的锻件，它们的最终部件锻造设计标准的选择范围(基于预定的用途)是很宽的。 连接铝可用各式各样的方法连接，包括熔焊、电阻焊、硬焊焊、软焊焊、粘结以及诸如铆接和栓接之类的机械方法。     可回收性:     铝具有极高的回收性,再生铝的特性舆原生铝几乎没有别。这点使铝成为环保人仕的宠儿。

铝是一种轻金属，密度是2.7 g／cm3，具有杰出的导电传热性及延展性，1克铝可拉成37 m的细丝，它的直径小于2.5×10-5 m，也可展成面积达50 m2的铝箔，其厚度只要8×10-7 m。     铝的导电性仅次于银、铜，因为它具有很高的导电才能，被很多用于电器设备和做高压电缆。铝对波长为0.2～1.2×10-6 m的光有90％以上的光反射率。因而它是极为重要的反光材料。     铝粉与四氧化三铁反应时能发生高达3 500 ℃以上的温度，可用于特殊的焊接技能。铝粉焚烧时宣布耀眼光芒，这种特殊性被用于照明术和军事上。用含铝粉28％、硝酸68％、虫胶4％合作制成的混合物就是一种常用的照明剂。     纯度大于99.95％时，铝能抵抗大多数酸的腐蚀，但溶于。制作业和建筑业是铝工业最大的商场。运送东西是铝的第二大商场，在国防工业中铝也有很广的用处，用铝制的舰艇，不只速度快，不被海水腐蚀，并且没有磁性，能避免磁性突击。     铝在冶金工业中，用于冶炼高熔点金属（铬、钒、锰、钼等），还用做炼钢过程中的脱氧剂。铝粉可用于制作银粉油漆。从制铝工业的废猜中还能够提取金属镉。     铝在低温环境中，强度和机械功能依旧很好，乃至有所提高，所以铝不光可用作冷冻食物运送、液化设备、冰冷区域建筑物，还可用于火箭的液氢液氧储存箱等零件。铝在1.2K以下成为超导体。     今日铝已被广泛用在金属用具、东西、简便用器、体育设备等方面。     铝中参加少数的铜、镁、锰等，构成坚固的铝合金，这种合金被称为坚铝，它具有坚固漂亮、轻盈经用、持久不锈的长处，是制作飞机的抱负材料。据统计一架飞机大约有50万个坚铝做的铆钉。用铝和铝合金做材料制作的飞机元件分量占飞机总分量的70％。每枚的用铝量约占分量的10％～15％。国外已有用铝质铺设的火车轨迹。     铝青铜是铝铜合金，有时也含一些硅、锰、铁、镍和锌。这些轻质铝合金具有很高的抗张强度和有高度的抗腐蚀功能，因而它们广泛应用于制作汽油发动机的机轴箱和连杆。     含有50％铁、20％铝、20％镍和10％钴的磁性合金，它能吸起为自身分量4 000多倍的铁。Al-Ni-Co合金是重要的永磁性合金。某些铝合金具有超塑性，如Al-Sn合金，在20 ℃～170 ℃之间，其伸长最大极限为原长度的4850倍。而Zn-Al合金在250 ℃时，其塑性变得像口香糖相同软。

据德国《汽车周刊》报道，在刚举办完的法兰克福车展上，大众公布了大规模电动车发展计划《RoadmapE》，到2030年大众全部车型都将有电动版，投资高达700亿欧元，其中500亿欧元将投向电动车电池。大众CEO穆伦(MatthiasMüller)强调：“我们已经计划下一代电动车电池：里程超过1000公里的固态电池”。他表示大众将与合作伙伴共同开发，将在中国、欧洲和北美寻找、发展长期战略性伙伴。业内人士指出，全球技术领先的特斯拉动力电池电芯全面升级后，电芯的比能量已经达到300wh/kg，再往上提升的难度已非常大。压榨动力电池能量密度的下一阶段，业界认为最好的出路是固态电池。 固态电池的能量密度至少是当下传统锂电池的三倍，充电时间缩短的同时，续航里程更远，充放电次数更高(更耐用)，真正进入市场应用后，将会给动力电池产业带来颠覆性变化。 国内在无机全固态锂电池领域的研究己经开展了很多年，主要集中在微型器件使用的薄膜固态锂电池方面。近年，中国科学院宁波材料技术与工程研究所在大容量无机全固态锂电池用正极材料、固体电解质材料以及电极/电解质界面改性研究等方面也取得了不错的结果。而要发展这种新型化学储能技术，同样面临着很多的科学问题有待解决，主要包括:高稳定性、高离子导电特点锂离子导电材料体系的构效关系与材料设计研究、电极/电解质固固两相界面调控与反应机制研究、全固态体系中锂离子嵌脱过程引起的材料应力分布变化和对电池性能的影响及调控研究，以上技术与科学问题的解决对推动全固态锂电池的实用化将具有重要的现实意义。 从当前的大形势来看，固态电池现在的制备技术成熟度不高，能形成规模产能的企业有限，技术规模化扩产需要克服的困难还有很多，仍处于推广发展期。总的来说，大容量全固态锂电池的发展前景是非常光明的，影响大容量全固态锂电池性能的科学与技术问题正在逐步解决，大容量全固态锂电池在未来储能甚至动力领域中必将得到广泛应用!

铝合金压铸类产品主要用于电子，汽车，电机和一些通讯行业等，当然主要的用途还是在一些器械的零件上，那么我们在铝合金的压铸中需要注意社么呢? 　　一、考虑脱模的问题， 　　二、考虑铝合金压铸壁厚的问题，厚度的差距过大会对填充带来影响 　　三、在结构上尽量避免出现导致模具结构复杂的结构出现，不得不使用多个抽芯或螺旋抽芯 　　四、有些压铸件外观可能会有特殊的要求，如喷油 　　五、设计时考虑到模具问题，如果有多个位置的抽芯位，尽量放两边，较好不要放在下位抽芯，这样时间长了铝合金压铸下抽芯会出现问题。

6063稀土铝合金是一种最常用的变形合金，多用于工业和民用建筑，其成份（%）为Mg0.67～0.70，Si0.45～0.48，Fe0.20～0.21，余为铝。在该合金熔炼过程中加入0.20～0.25%的稀土金属，抗拉强度提高24%，挤压速度提高0.5倍，成材率提高3%，并改善了表面质量。增加了耐蚀性和着色性。另外还有添加稀土的Al-Si-M(M=Cu,Mg,Mn)合金用于制造汽缸缸体和活塞。 　　稀土锌铝热镀合金 　　为防止钢材腐蚀，通常用Zn-Al热镀合金（Galfan）比镀锌具有更好的加工成形性和耐腐蚀性，但锌耗较高，耐蚀性也有待改善。近年Zn-Al-Mg-RE热镀合金开发成功并投入生产。这种稀土热镀合金的流动性、耐蚀性、镀层的形成性能都优于锌和Zn-Al合金。 　　稀土铜耐磨合金 　　一般轴瓦材料用锡青铜（即巴氏合金），但价格较贵。稀土耐磨铅青铜合金（RPH）的使用寿命是巴氏合金的1.5倍，而吨成本比后者又降低了5000～6000元。目前已在纺织机械中使用。 　　稀土硬质合金 　　硬质合金用于金属切削、钻头、模具等方面，其硬度大、强度高，但抗弯性差、易打损。稀土添加剂同粘结剂与硬质相WC、TiC一起球磨钛，制备硬质合金原料粉，再经压型烧结工艺过程生产的硬质合金，抗弯强度提高约15%，硬度提高0.5RHA，使用寿命提高一倍以上。 　　稀土镁合金 　　稀土镁合金比强度高，对减轻飞机重量，提高战术性能具有广泛的应用前景。中国航空工业总公司研制的稀土镁合金包括铸造镁合金及变形镁合金约有10个牌号，很多牌号已用于生产，质量稳定。稀土元素在镁合金中溶解度大，因而有明显的热处理强化作用。在铸造和变型镁合金中加入金属钕、钇显着地提高强度和工艺性能。目前已工业生产的铸造镁合金有ZM2、ZM4、ZM6；变型稀土镁合金有BM6、BM25。

近几年来，由于铝材成本下降，性能提高，品种规格扩大，其应用领域越来越大。主要用于航天航空、交通运输、汽车、船舶、能源动力、电子通讯、石油化工、冶金矿山、机械电器等领域。

5056为Al-Mg系防锈型铝合金,不可热处理强化。该合金的化学成分除锰含量偏低外,基本与5B05合金相近,其中镁含量稍高于5A05合金,各项性能与5B05基本相近。合金在退火状态有良好的塑性,其耐蚀性良好,焊接性尚可。 　　5056合金常用语铆接铝合金和镁合金组合件的铆钉。还有5056包覆铝线,广泛用于制作窗纱和其他要求耐蚀性好的线材产品。 　　力学性能 　　抗拉强度 σb (MPa)：≥305 　　注 ：管材室温力学性能 　　试样尺寸：壁厚/mm （所有）上海锴欣铝业提供图片 　　状态：铝及铝合金拉(轧)制无缝管 (H32) 　　其他：　　单个：0.05 合计：0.15

由于钛铝合金具有密度小、高温强度高等特点,所以C-T-i Al合金在汽车用材上的应用也已引起人们的关注。C-T-iAl合金排气阀已成功通过了苛刻的长周期发动机试验。1997年底,用单相C-T-i Al合金制成的涡轮机叶轮复盖盘和空气密封圈通过了工程论证。钛铝合金在先进的喷气涡轮发动机中的主要应用有:     (1)钛铝合金的比刚度较常用发动机材料高50%左右,可用来制作框架、密封支撑、机匣、隔板、涡轮叶片以及喷口区域的零件。     (2)钛铝合金在600~750e内有良好的抗蠕变性,可以部分替代高密度的镍基合金。     (3)良好的抗燃烧性能使钛铝合金有可能替代密度较大、价格昂贵的钛基阻燃合金。     美国已试制了一些喷气式发动机的零件,如框架、密封支架、叶轮片和隔如框架、密封支架、叶轮片和隔板等。新一代航天飞机(x-30)已将钛铝合金作为发动机部件、支架和蒙皮的候选材料，美国国家航空航天局(NASA)将建造一个超音速单机轨道运输飞行器,钛铝合金是其中的重要材料。据预测,钛铝合金未来将应用于高速飞行运输机(HSCT)、单级入轨(SSTO)太空船(RLV),C-T-i Al合金板材在热结构及热保护系统中的应用已纳入未来欧洲航空运输研究计划(FESTIP)。     除了在航空航天及汽车产业中的应用外,钛铝合金在化学工业、生物医用材料(如人体植入髋关节替代品)、近海工业、能源工业中的应用也逐渐增加。此外,钛铝合金在体育用品和日常消费品领域(如高尔夫球棒、自行车或珠宝饰物等)中的需求量也越来越大,已经成为人们日常生活中的一部分。总之,由于钛铝合金的优良性能,其应用和发展前景广阔。

牌号 用处举例ZL101 适用于砂型、金属型和熔模铸造等工艺办法，制作形状杂乱、壁厚较薄或要求气密的接受中等载荷的零件，如支臂、支架、液压元件、附件壳体，仪器外壳等。ZL101A 可用于飞机发起机动的各种机匣，泵体、壳体等。ZL102 用于形状杂乱、作业温度在200以下要求高气密性接受低载荷的零件，如外表壳体、活塞、制动器外壳等。ZL104 适用于砂型或金属型铸造形状杂乱的薄壁零件，合适制作中等载何而作业温度不超越180的零件，如机匣、结构、缸体等ZL105 适于铸造形状较杂乱和接受中等载荷，作业温度至250的各种发起机零件和附件零件如汽缸件、机匣、油泵壳体等ZL108 ZL109 用于发起机活塞等高温下（≤250）作业的零件。当要求热膨胀系数小，强度高，耐磨性高时，也可采用。ZL111 用于形状杂乱，接受高载荷，气密性要求高的大型零件。ZL201 适用于制作接受较高载荷或在175-300下作业的，形状不太杂乱的零件，如飞机的外挂架、支臂等ZL201A 接受较大载荷、作业温度达300、中等杂乱程度的高强度铸件，如梁、框、肋和轮毂等ZL203 用于形状简略，接受中等静载荷 和冲击载荷，作业温度不超越200，并要求切削性杰出的零件，如曲轴箱、支架、飞轮盖等。ZL204A 是一种新式合金，其使用规模和作业条件与ZL201A类似，但具有更高的强度功能，其作业温度限于200以下。该合金已用于替代2A14制作重要部件，还可用于飞机承力部件，如各种梁、框等。ZL205A T5状况用于承力构件，如和飞机的梁框、支臂、支座等零件，减轻分量；并可替代2A50等锻铝，削减工时； T6状况用于接受大载荷零件，可替代2A14锻件。也可替代中碳钢，做雷达的横轴等； T7状况合金用于在腐蚀气氛中作业的承力构件，如替代45号钢制作超高压线路架线中轮。ZL207 用于制作作业温度达400并要求气密的零件，如飞机空气分配器和电动活门壳体等，可替代铜或钛合金，明显减轻分量，降低成本。ZL301 用于要求耐蚀性高的飞翔器零件ZL303 在对耐蚀性有特殊要求的条件下（海水或其他腐蚀介质）或作业温度较高（200）时用。如水上飞机的一些承载不大的零件或装修件。ZL401 用于外表薄壳体压铸零件，作业温度不宜超越200ZL402 用于接受高的静载荷和冲击载荷而又不便于进行热处理的零件，亦可用于要求同腐蚀介质触摸和尺度稳定性高的零件，如高空飞翔氧气调节器等。

适用于工业与民用建筑的观景阳台、落地窗户、楼梯扶手、平台、花台、外置空调机台的护栏以及庭院、道路、街区护栏。 　　技术开发背景：目前，国内外通常采用轻型钢管或白钢管，现场进行焊接、打磨、喷漆涂饰作业的方式安装护栏。由于原材料、油漆、有机稀释剂、焊具、线缆等物品相继进入工地，给建筑区域环境造成污染；在安全生产、文明施工和成品保护诸方面产生不利因素。即使将完成烤漆的成品护栏运至现场安装，其焊接部位的防腐漆膜会因电焊产生的高温而受到无法补救的损害。 　　轻钢护栏致命的症结在于易氧化生锈。尤其是室外护栏的焊接点，在短时期内便会出现锈蚀缺损现象；而白钢护栏不仅品味单一，更明显的劣势是为了降低成本，通常使用300#一下的材质，因此导致色光渐渐变乌。加之多数白钢护栏均使用下差壁厚的管材，不仅埋下安全隐患，建筑物整体品质亦受影响。 　　因此，防腐性能明显优于钢材的铝合金制品应运而生，并受到建筑设计师和开发商的青睐。

空间网格结构是由大致相同的格子或尺度较小的基本结构单元组合而成，可均匀三向传递力流的空间结构.本文所涉及的铝合金空间网格结构包含单、双层网壳和网架.若按节点刚度分类，铝合金网架和双层网壳属铰接体系，铝合金单层网壳属刚接体系.即在对网架和双层网壳进行结构分析时，可假定节点为铰接，杆件只承受轴力;对单层网壳可假定节点为刚接，杆件除承受轴力外，还承受弯矩、扭矩和剪力等.若按单元组成分类，铝合金空间网格结构均属刚性单元结构，包括以梁单元作为基本构件的单层网壳和以杆单元作为基本构件的网架和双层网壳.上述两种分类方法中，杆单元对应于铰接体系，节点具有3个自由度，构件单元仅受轴力作用；梁单元对应于刚接体系，每个节点具有6个自由度，构件单元在承受轴力的同时受到不可忽略的弯矩作用。事实上用于工程中的任何节点体系都是既非理想铰接又非理想刚接，节点都处于半刚性状态，而结构分析中所采用的模型只是一种分析简化方法，在结构分析中应尽可能采用符合结构实际受力行为的结构模型，充分考虑其合理性以保证结构的安全性。　　　　从形态学角度来看，网架结构构件密度高于单层网壳，杆件的高密度布置导致网架构件的高冗余性，存在承载力过剩问题，而单层网壳冗余构件较少或不存在冗余构件，这对结构整体屈曲性能有着不可忽视的影响。　　　　2.1铝合金空间网格结构在国外的应用　　网壳结构最早可追溯到1863年，有“穹顶之父”之称的德国人Schwedler设计建造了第一个钢网壳结构.最早的网架结构于1940年建成于德国，采用Mero体系.近几十年来，以网壳和网架为代表的空间网格结构飞速发展。相比于钢网架和网壳结构，铝合金空间网格结构出现较晚，1951年建成的英国“探索”穹顶是世界上建成最早的铝合金网壳结构.随着加工技术的不断发展，制造工艺的改进，节点体系的不断创新，计算分析以及设计水平的提高，铝合金空间网格结构不但在诸如体育场馆、会展中心、剧场等公共建筑中被采用，而且在大型石油化工产品的储罐、火力发电厂的干煤库及污水处理厂等工业领域也得到了广泛的推广和应用。 　　2.2铝合金空间网格结构在我国的应用　　空间结构在我国的应用始于上世纪五十年代，其中最具代表性的是1956年建成的天津体育馆屋盖，我国的螺栓球节点体系也是70年代引入Mero节点体系概念发展起来的.自20世纪90年代以来，铝合金空间网格结构在我国的应用也逐渐增多.到目前为止，我国各地已建成了多座包括网壳、网架在内的铝合金空间网格结构。

铝合金锻压出产及锻件的运用　　刘静安，潘伟深，盛春磊　　摘要：全面体系深化地介绍了铝合金锻压出产在国民经济中的重要位置，出产现状及开展水平，分析了锻件的商场需求及运用远景，主张我国抓住缔造几条大、中型铝合金锻压出产线是非常必要的，这对国民经济的高速继续开展和国防军工现代化有严重的现实含义和久远含义。　　要害词：铝合金锻压出产；大、中型铝合金锻件；出产技能；开展水平；运用开发；飞机铝锻件；轿车铝车轮　　1锻压出产在国民经济中的重要位置　　锻压出产是向各个工业职业供给机械零件毛坯的首要途径之一。锻压出产的优越性在于：它不光获得机械零件的形状，并且能改善材料的内部安排，前进力学功用。一般来讲，关于受力大、力学功用要求高的重要机械零件，大都选用锻压办法来制造。　　在飞机上锻压件的分量占70%，坦克上锻压件的分量占60%，轿车上锻压件分量占50%，电力工业中水轮机主轴、透平叶轮、转子、护环等均是锻压而成。从这些比如能够看出，锻压出产在工业职业中占有极重要的位置。　　铝合金因为比重小、比强度、比刚度高级一系列长处，已许多运用在各个工业部门，铝合金锻压件已成为各个工业部门机械零件必不行少的材料。但凡用低碳钢能够锻出的各种锻件，都能够用铝合金铸造出来。铝合金能够在锻锤、机械压力机、液压机、顶锻机、扩孔机等各种铸造设备上铸造，能够自由锻、模锻、轧锻、顶锻、辊锻和扩孔。　　一般来说，尺度小、形状简略、误差要求不严的铝锻件，能够很容易地在锤上铸造出来，可是关于规格大、要求剧烈变形的铝锻件，则宜选用水(液)压机来铸造。关于大型杂乱的全体结构的铝锻件则非选用大型模锻液压机来出产不行。关于大型精细环形件则宜用精细轧环机轧锻。特别是近十年来，跟着科学技能的前进和国民经济的开展，对材料提出越来越高的要求，迫使铝合金锻件向大型全体化、高强高韧化、杂乱精细化的方向开展，大大促进了大中型液压机和锻环机的开展。　　跟着我国交通运送业向现代化、高速化方向开展，交通运送工具的轻量化要求日趋激烈，以铝代钢的呼声越来越大，特别是轻量化程度要求高的飞机、航天器、铁道车辆、地下铁道、高速列车、货运车、轿车、舰艇、船只、火炮、坦克以及机械设备等重要受力部件和结构件，近几年来许多运用铝及铝合金锻件和模锻件以代替本来的钢结构件，如飞机结构件简直悉数选用铝合金模锻件；轿车(特别是重型轿车和大中型客车)轮毂、保险杠、底座大梁；坦克的负重轮；炮台机架；直升机的动环和不动环；火车的气缸和活塞裙；木工机械机身；纺织机械的机座、轨迹和绞线盘等等都已运用铝合金模锻件来制造。并且，这些趋势正在大幅度添加，乃至某些铝合金铸件也开端选用铝合金模锻件来代替。　　现在，国际上大型锻压液压机为数不多，我国更是屈指可数，跟着国防工业的现代化和民用工业特别是交通运送业的开展，铝合金模锻件的种类和产值，不只不能满意国内商场的需求，国际商场也有很大缺口。因而，我国抓住缔造几条大、中型铝合金锻压出产线是非常必要的、及时的，对国民经济的高速开展和国防军工现代化有重要的现实含义和久远含义。　　2铝合金锻压件的特性及运用范畴　　2.1铝合金锻压件的特性　　①密度小，只需钢锻件的34%，铜锻件的30%，是轻量化的抱负材料。　　②比强度大、比刚度大、比弹性模量大、疲惫强度高，宜用于轻量化要求高的要害受力部件，其归纳功用远远高于其它材料。　　③内部安排细密、均匀、无缺点，其牢靠性远远高于铝合金铸件和压铸件，也高于其它材料铸件。　　④铝合金的塑性好，可加工成各种形状杂乱的高精度锻件，机械加工余量小，仅为铝合金拉伸厚板加工余量的20%左右，大大节约工时和本钱。　　⑤铝锻件具有杰出的耐蚀性、导热性和非磁性，这些都是钢锻件无法比拟的。　　⑥表面光洁、漂亮，表面处理功用杰出，漂亮经用。　　可见，铝锻件具有一系列优秀特征，为铝锻件代替钢、铜、镁、木材和塑料供给了杰出条件。　　2.2铝合金锻件的运用范畴　　近几年来，因为铝材本钱下降，功用前进，种类规格扩展，其运用范畴越来越大。首要用于航天航空、交通运送、轿车、船只、能源动力、电子通讯、石油化工、冶金矿山、机械电器等范畴。首要铸造铝合金的特征及用处见表1。　　3铝合金锻压出产技能与开展水平　　3.1国外开展状况与水平分析　　锻件出产是一个很陈旧的职业，但铝合金锻件的许多出产运用是从1950年代开端的。通过几十年的现代化改造，不管在工业配备上，模具规划和制造上，出产工艺和技能上，仍是在产种类类规格、出产规划和质量等方面都得到飞速开展，尤其是美国、俄国、德国、日本、法国、意大利、捷克、奥地利、瑞士等国的锻压出产的开展到达了适当高的水平。　　现在，全国际有锻压厂上千家，锻压机数千台，年产锻件近500万吨/年，其间，铝合金模锻件30万吨/年左右(年耗费近50万吨/年)。全球有大小水(液)压机500余台，其间100MN以上的大型水(液)压机10余台。300MN以上的重型锻压机的散布状况是：俄国4台。其间一台是750MN，为国际之最；美国5台(其间包含2台450MN)；法国1台，为650MN；德国2台；我国1台(我国正在缔造和制造450MN和800MN巨型模锻液压机)；罗马尼亚1台；英国1台。这些大型水(液)压机的首要特色是结构紧凑、功用多、主动化程度高、配备有操作机和快速换模设备、平面配备合理、有利于接连作业、出产功率高。　　此外跟着铝合金模锻件大型化、精细化程度前进，大型精细多向模锻液压机日益受到重视，各国已具有多台大型多向模压液压机，其间美国3台，最大为300MN；法国1台为650MN；英国1台为300MN；我国1台为100MN，俄国2台为200MN和500MN；德国1台为350MN。多向模锻机归于精细锻压设备，配备了西门子模块体系和计算机操控体系，可对能量、行程、压力、速度进行主动调理，对要害部件最佳作业点进行操控，对各项作业状况进行监控和显现，对体系故障、设备过载、过温文失控等进行预告和维护，对制质量量进行操控。有的还包含有偏移检测、同步体系、作业台和机架变形补偿、磁包存储器、集成电路、光纤通讯、五颜六色屏等，可完成全机或全机列，乃至整个车间的主动操控与科学管理。　　除此以外为了出产各种规格和种类的大、中型精细锻件，各国还装配了各种类型的精锻机，50吨以上的大型锻锤、平锻机及Φ5～Φ12M的大型精细轧环机，如美国的Φ12M、俄国的Φ10M精细轧环机，我国也配备了多台Φ5M的精细轧环机。　　表1铸造铝合金的特性及用处　　在铝及铝合金锻件技能方向研制开发出了许多的锻压新工艺、新技能，如液体模锻、半固态模锻、等温铸造、粉末铸造、多向铸造、无斜度精细模锻、分部模锻、包套模锻等，对简化工艺、削减工序、节约能耗、扩展质量、添加规格、前进质量和出产功率、维护环境、下降劳动强度、前进经济效益等方面发挥了严重效果。专用的计算机软件对操控铸造温度、锻压力、变形程度(欠压力)和工艺光滑等首要工艺参数，操操控品尺度和内部安排、力学功用等供给了牢靠的确保。　　模锻的规划与制造是铝合金锻压技能的要害，锻件CAD/CAM/CAE体系已非常老练和遍及，在美国，CAD/CAM/CAE体系正被CIM(计算机一体化)所代替。CIM包含成套技能、计算机技能、CAD/CAM/CAE技能、机器人、专家体系、加工方案、操控体系以及主动材料处理等，为模锻件的优化规划和工艺改善供给了条件。如轿车工业上，对前梁、羊角、轮毂、曲轴等零件进行规划和工艺进程优化，可使优化规划后的羊角减重15%，轮毂减重30%，曲轴减重20%，并且大大前进出产功率，下降能耗。　　在产种类类和质量上获得了打破性开展，现在国际上研制开发的铸造铝合金有上百种，十几个状况，可大批量出产不同合金、不同状况、不同功用、不同功用、各种形状、各种规格、各种用处的铝合金锻件，规划在30000吨/年以上的大型厂商已有十来家。现在国际上可出产的铝合金模锻件的最大投影面积达5m2(750MN)，最长的铝锻件达15m，最重的铝锻件达1.5吨，最大的锻环直径达11.5m，根本上可满意最大的飞机、飞船、火箭、、卫星、航艇、航母以及发电设备、起重设备等的需求。产品的内部安排、力学功用和尺度精度也能满意各种用户要求，在产品开发上到达了适当高的水平。　　因为近年来，除我国正在缔造450MN和800MN巨型模锻机外，国际各国在大、中型锻压机的新建和改造方面力度不大，因而，总的来说，国际铝合金锻件的出产尚不能满意交通运送轻量化对铝锻件的需求，有必要新建若干条现代化的大、中型铝锻压出产线。　　3.2国内开展现状和水平分析　　锻压出产在我国有悠长的前史，3300多年曾经的殷墟文明前期，锻压已用于武器出产。解放前，锻压出产非常落后。解放后，锻压出产迅速开展，180MN以下的自由锻水压机、300MN模锻水压机、160KN以下的模锻锤、16000KN以下的冲突压力机、8000KN以下的热模锻压机已成系列配备了各锻压厂。　　但到现在为止，我国铝加工厂商仅有300MN、100MN、60MN、50MN、30MN10台大、中型铝锻压水(液)压机和1台100MN多向模压水压机及Φ5m轧环机2台，铝锻件年出产才能仅为20000吨左右，最大模锻件投影面积为2.5 m2(铝合金)及1.5 m2(钛合金)，最大长度为7m，最大宽度为3.5m，锻环最大直径Φ6m，以及盘径为Φ534mm～Φ730mm的铝合金绞线盘和Φ650mm左右的轿车轮箍。产种类类相对较少，例如工业发达国家的模锻件已占悉数锻件的80%左右，我国只占30%左右。国外模锻件的规划、模具制造方面已引进计算机技能、模锻CAD/CAM/CAE和模锻进程仿真已进入实用化阶段，而我国许多锻压厂在这方面才刚刚起步。工艺配备的主动化水平缓工艺技能水平也相对落后。　　依据以上分析可知，现在我国铝合金锻压工业，不管在技能配备上、模具规划与制造上、产品产值与规划上、出产功率与批量化出产上、产质量量与效益等方面都与国外先进水平存在较大距离。不只不能满意国内外商场对铝合金锻件日益添加的需求，更跟不上交通运送(如飞机、轿车、高速火车、轮船等)轻量化要求以铝锻件代替钢锻件的脚步。　　为此，我国应会集人力、物力和财力，赶快前进我国铝合金锻压出产的工艺配备水平缓出产工艺水平，并赶快新建若干条大中型现代化铝合金锻压液压机出产线，以赶快缩小与国外先进水平的距离，最大程度地满意国内外商场的需求。可喜的是，跟着我国大飞机项目及航母以及其他大型重点项目的施行，正在缔造200MN重型卧式揉捏机和450MN和800MN巨型立式模锻液压机，向国际铝合金锻压大国和强国跨进。　　4铝合金锻件的技能开发及运用远景分析　　4.1铝合金锻件的产、消状况分析　　因为铝及铝合金锻件具有以上一系列的优越性，在航空航天、轿车、船只、交通运送、武器、电讯等工业部门备受喜爱，运用规模越来越广泛。据初步统计，1985年铝锻件占国际锻件总产值的0.5%(即1.8万吨)，2008年上升到18%左右，现在，国际上耗费锻件450万吨左右，其间铝锻件占了80万吨/年左右；钛锻件和高温合金锻件大约占1.5%(即1.8万吨/年左右)；钢锻件仍然占绝大大都。　　从铝加工工业的视点来看，现在全国际的铝产值(包含再生铝)为5000万吨/年左右，其间85%要变成加工材，即现在国际上加工材年产值为4000万吨左右，其间板、带、箔材占57%左右，揉捏材占38%左右。铝合金铸造材因为本钱较高，出产技能难度较大，仅在特别重要的受力部位才运用，所占比重不大。可是，铝铸造材是添加速度最快的铝材，近十多年来，因为军工和民用工业，特别是交通运送业现代化和轻量化的需求，以铝代钢的要求非常火急，因而，铝锻件的种类和运用都得到了迅猛的添加。其在铝材中的份额已由1985年的0.5%添加到了2009年的2.5%，即80万吨/年左右。　　为了满意军工和民用各部门对铝和铝合金锻件日益添加的要求，国际各国都会集人力、物力和财力开展铝锻压出产，规划和制造各种锻压设备，特别是大中型水(液)压锻压机。可是因为锻压设备比较贵，制造周期长，锻件出产技能也比较杂乱，因而很难满意商场需求。现在国际上铝锻件的出产才能大约为80万吨/年左右，不能满意消费量100万吨/年的需求。我国因为大、重型水(液)压铸造设备少，出产才能低，远远不能满意工业部门对铝锻压件的需求，年缺口量在4.0万吨以上。到2015年，因为我国的轿车、飞机、船只及交通运送和机械制造业的许多添加，铝锻件的年耗费量或许到达8万吨/年以上。　　4.2商场需求及运用远景分析　　由以上分析，铝及铝合金锻件的首要用于要求轻量化程度大的工业部门，依据当时各国的运用状况，首要的商场散布如下。　　(1)航空(飞机)锻件：飞机上的锻件占飞机材料分量的70%左右，如起落架、结构、肋条、发动机部件、动环和不动环等，一架飞机上所用的锻件上千种，其间除了少量高温部件运用高温合金和钛合金锻件外，绝大部分已铝化，如美国波音公司，年产飞机上千架，年需耗费铝合金锻件数万吨。我国歼击机等军用飞机和民用飞机也在飞速开展，特别是大飞机项目的发动及航母等大项重点项目的施行，需求耗费的铝锻件也会逐年添加。　　(2)航天锻件：航天器上的锻件首要是锻环、轮圈、翼梁和机座等，绝大部分为铝锻件，只需少量钛锻件。宇宙飞船、火箭、、卫星等的开展对铝锻件的需求日益俱增。如近年来，我国研制的超长途用AL-Li合金壳体锻件，每件重达300多公斤，价值几十万元。Φ1.5～Φ6mm的各类铝合金锻环的用量也越来越大。　　(3)武器工业：如坦克、坦克车、运兵车、战车、、炮架、军舰等常规武器上运用铝合金锻件作为承力件的数量大大添加，根本代替了钢锻件。特别是铝合金坦克负重轮等重要锻件已成了武器器械轻量化、现代化的重要材料。　　(4)轿车是运用铝合金锻件最有出路的职业，也是铝锻件的最大用户。首要作为轮毂(特别重型轿车和大中型客车)、保险杠、底座大梁和其它一些小型铝锻件，其间铝轮毂是运用量最大的铝锻件，首要用于大客车、卡车和重型轿车上。近年来，在中小型轿车、摩托车和高级轿车上也开端运用。据统计，国际上几年来铝轮毂的用量的年添加速度达20%以上，现在的运用量达数十亿个。　　我国刚刚起步，但一汽、二汽等大型轿车厂商正在开端研制，跟着轿车产值的添加(2010年我国轿车产值估计到达1500万辆/年，国际轿车产值或许打破7000万辆/年)，铝轮毂和其它铝锻件的用量将会得到惊人的开展。现在工业上常用的轿车了铝合金车轮的制造办法首要有铸造法和铸造法两种。　　铸造法又分为重力铸造和压力铸造法。铸造法出产的车轮产品的安排致密度和均匀性较差，力学功用亦较低。制造的精度(厚度)也较差，后续加工量大，不能满意高牢靠性的轻量化乘用车功用要求，并且无法满意商用车的车轮的耐冲击和疲惫寿数及承载才能的要求。　　而用铸造法出产的铝合金轿车车轮的力学功用杰出，结构强度高，分量轻(壁厚薄)，抗冲击才能高，防腐蚀功用和抗疲惫强度优秀等长处，能够满意商用车车轮的要求，因而，逐步成为轿车，特别是高级轿车和大型、重型、豪华型客车与卡车用车轮的首选配件，有逐步代替铸造铝合金车轮的趋势。如美国铝业公司用80MN锻压水压机出产的6061T6轿车轮毂，其晶粒变形流向与受力方向共同，强度与耐性及疲惫强度均大大高于铸造合金车轮，而分量则削减20%，伸长率可达12%～16%。并且具有适当高的吸震与承压才能，接受冲击才能强。　　此外，锻铝车轮的致密度高，无疏松、针孔，表面无气孔，具有杰出的表面处理功用。涂层均匀共同，结合力高，颜色谐和漂亮。锻铝车轮有很好的机械加工功用。由此可见，铸造铝车轮具有分量轻、比强度高、耐性和抗疲惫性与抗腐蚀性优秀，导热性好，易于机械加工，圆形度好，抗冲击，运用安全，便于修理，运用本钱低，节能、环保、漂亮经用等特色，是轿车车轮等交通运送滚动部件的抱负材料，有宽广的运用远景。　　(5)能源动力工业上，铝锻件会逐步代替某些钢锻件制造机架、护环、动环和不动环以及煤炭运送车轮、液化天然气法兰盘、核电站燃料架等，一般都是大中型锻件。　　(6)船只和舰艇上运用铝锻件作为机架、动环和不动环、炮台架等。　　(7)在机械制造业上，现在首要用于制造木工机械、纺织机械等中的机架、滑块、连杆及绞线盘等，仅纺织机用绞线盘铝锻件，我国每年就需求数万件，重1500多吨。　　(8)模具工业上用铝合金锻件制造橡胶模具，鞋模具及其它轻工模具。　　(9)在运送机械、火车机车工业上，铝合金锻件许多用作气缸、活塞裙带等。仅国内每年耗费的4032合金的气缸和活塞裙等锻件达数万件。　　(10)其它方面，如电子通讯、家用电器、文体器件等方面也开端运用铝锻件代替钢、铜等材料的锻件。　　5定论　　(1)锻压出产是向各工业部门供给机械零件毛坯的重要途径之一，在国民经济继续高速开展和国防军工现代化中占重要的位置并起着特殊的效果。　　(2)因为铝合金锻件具有一系列优秀特性，其运用规模越来越广泛，商场潜力巨大，运用远景很好。特别是在制造飞机要害部件和轿车车轮方面有宽广运用远景。　　(3)锻压出产的前史悠长，但开展速度较压延和揉捏来说相对缓慢。近几十年来，铝合金锻压出产和技能在国外已获得严重开展，而我国的开展水平缓国外比较仍存在较大距离，应赶快前进我国铝合金锻压出产的工艺水平缓工艺配备水平，并抓住缔造若干条60MN～800MN现代化铝合金锻压液压机出产线，以缩小与国外先进水平的距离，最大程度满意国内外商场的需求，向铝锻压大国强国跨进。　　参考文献　　[1]肖亚庆，谢水生，刘静安等.铝加工实用技能手册.北京：冶金工业出版社，2004　　[2]马鸣图，游江海等.半固态成形铝合金车轮工艺讨论.我国铝业，2009.No.2：29-40　　[3]马鸣图，马露露.铝合金在轿车轻量化中的运用及前瞻技能.新材料工业，2008(9)：43-50　　[4]刘静安，谢水生.铝合金材料的运用与技能开发.北京：冶金工业出版社，2004　　[5]刘静安.铝合金材料及其加工技能的开展趋势.广州：Lw2004铝型材技能(国际)论坛文集　　[6]郑言顺，杨国清.铝轮毂多向等温模锻技能的开发.铝加工，1995(3)　　[7]陈能秀.起落架接头模锻件的尺度和形位公役操控.铝加工，1995(5)　　[8]曾庆华.负重轮模锻件坯料改善研讨.铝加工，2004，(3)　　[9]曾苏民.超厚铝合金锻件热处理新工艺研讨.铝加工，1995(2)　　[10]曾苏民.国际铸造工业的现状与开展远景.铝加工，1996(4)

拌和磨擦焊技能具有许多共同的长处，关于轻合金材料（如铝、铜、镁、锌等）的衔接在焊接办法、力学功能和出产功率上具有其他焊接办法不行比较的优越性。拌和磨擦焊是一种固相衔接办法，焊缝接头具有优秀的力学功能和小的焊接变形，焊接过程中不需要添加维护气和焊丝，没有熔化、烟尘、飞溅及弧光，是一种环保型的新式衔接技能。实际情况也确实如此，在FSW技能面世后的短短几年内，在焊接机理、适用材料、焊接设备以及工程化运用方面均取得了很大的开展。拌和磨擦焊技能开端首要用于处理铝合金、镁合金及锌合金等材料的焊接。关于拌和磨擦焊工艺的特色和运用等，英国焊接研讨所进行了较多的研讨，关于1993年、1995年申请了国际规模内的专利维护。现在，该所首要是与航空、航天、船只、高速列车及轿车等焊接设备制作厂和国际性的大公司联合，以集体资助或协作的方式（TWI的GSP项目）研讨、开发拌和磨擦焊技能，不断扩大其运用规模。     现在由工业厂商资助的研讨项目包含：大厚度铝合金的拌和磨擦焊、钢的拌和磨擦焊、钛合金的拌和磨擦焊、轿车轻型构件的拌和磨擦焊等。美国的爱迪生焊接研讨所（EWI）与TWI密切协作，也在进行FSW工艺的研讨。美国的洛克希德。马丁航空航天公司、马歇乐航天飞翔中心、美国海军研讨年、Dartmuth大学、德国的Stuttgart大学、澳大利亚的Adelaide大学及澳大利亚焊接研讨所等都有从不同的视点对拌和磨擦焊进行了专门研讨。     1.铝合金拌和磨擦焊在航空航天范畴中的运用    跟着拌和磨擦焊的研讨进一步走向深化，拌和磨擦焊设备也逐步从实验室走向商用。TWI运用此技能为波音公司出产了3个2000系列铝合金航天飞机燃料箱；美国洛克希德。马丁公司、波音-麦道公司、洛克韦乐集团、爱迪生焊接研讨所等多家组织现在正在致力于拌和磨擦焊接的研讨、运用评价和开发。在航空航天范畴适于用FSW技能焊接的结构包含：军用或民用飞机的蒙皮、航天器中的低温燃料箱，航空器油箱、军用机的副油箱、军用或科技勘探火箭等；美国洛克希德。马丁航空航天公司用该技能焊接了航天飞机外部贮存液态氧的低温容器；在马歇乐航天飞翔中心，也已用该技能焊接了大型圆筒形容器。     Boeing公司出资几百万美元，制作了用于Delta运载火箭的大型低温燃料容器的大型专用拌和磨擦焊机，BAE空中客车公司正在对FSW技能进行办法、功能和可行性验证，意图是用来出产中型和大型商用客机，所选用的拌和磨擦焊机由地处合利伐克斯的GRAWFORD-SWIFT公司制作，据说是欧洲功率最大的焊机。美国ECLIPSE（月蚀）航空公司将运用FSW来制作一架10.86m长、翼展11.88m的中型飞机，图1就是美国ECLIPSE公司耗资3亿美元研制成功的E500型新式节能小型喷气高务飞机。公司估量，选用FSW能够将机身壁板上的加强肋、结构的安装时刻削减80%，使飞机本钱下降为83.7万美元。此飞机的首要结构件、蒙皮等悉数选用国际上最新的衔接技能——拌和磨擦焊技能制作，客机的机身基本上悉数运用拌和磨擦焊制作，其间包含飞机蒙皮、翼肋、弦状支撑、飞机地板以及结构件的安装等。  　拌和磨擦焊的运用首要用来前进出产功率和下降制作本钱，会对航空结构件的拌和磨擦焊工艺是由TWI与美国ALCOA公司联合进行实验开发，然后运用于ECLIPSE500型飞机结构件的焊接。公司在2000年9月通过了飞机安全委员会的初步设计评价和认证，2001年6月断定拌和磨擦焊的飞机制作中的可行性，2001年开端制作拌和磨擦焊飞机结构件，2002年6月首飞，并在6月29日~7月1日向大众展现了这种新式飞机的现在已经有上百家客户争相订货这种新式的谦价、切能的商务飞机。　　2.铝合金拌和冲突焊在船只制作范畴中的运用    现在，根据拌和冲突焊在焊接办法、力学功能、制作本钱以及环境等方面的巨大优越性和潜在的工业运用远景，在船只制作范畴里，拌和冲突焊得到了深化细致的研讨和开发。船只制作不只要求速度的添加，并且要求单位报价载荷功能的前进，所以舰艇制作要尽或许的铝合金材料来下降船只分量。但铝合金材料的传统衔接办法为铆钉衔接和弧焊衔接，铆接添加了制作时刻、人力和物料的运用量，而铝合金熔焊时简单发生变形、缺点及烟尘等，也约束了弧焊在铝合金构件上的运用，所以跟着拌和冲突焊技能的开展，用拌和冲突焊来完成高集成度的预成型模块化制作来替代传统的船只来板-加强件结构的制作，是船只制作技能开展的必定和性的前进。    拌和冲突焊在船只轻合金预成形结构件上的运用，在外观、分量、功能、本钱以及制作时刻上具有显着的优越性，不只能够用于船只轻合金结构件的制作，还能够用于现场安装，为现代船只制作供给了新的衔接办法告诉拌和冲突焊替代熔焊完成轻合金结构件的制作，是现代焊接技能开展的又一次腾跃。    FSW技能在船只制作、海洋工业和宇航工业中有广泛的运用远景，适于用FSW技能焊接的结构包含：甲板、壁板、隔板等板材的拼焊、铝揉捏件的焊接、船体和加强件的焊接、直升机下降渠道的焊接等。现在已用该技能焊接快艇中上长为20m的铝合金结构件，焊缝总长度超越500Km。删去

跟着环境污染和能源危机的日益加剧，减轻车重、下降油耗成了轿车行业绿色开展的重要方向。依据相关计算，乘用车的分量减轻10%，油耗将下降6%～8%。可见，轿车轻量化不光能够在必定程度上缓解能源危机，还能对环境污染的操控做出奉献，因而，轿车轻量化这一主题具有了十分严重的现实意义。        国际上最早把铝材运用的轿车上的是印度人。依据相关资料记载，1896年印度人率先用铝制作了轿车曲轴箱。20世纪前期，铝在奢华轿车和赛车上有了运用，如福特的Model T轿车就是铝制车身。车身的分量约为轿车总分量的30%，故车身的轻量化占有无足轻重的位置。        在轿车表里板上用铝合金板替代钢板可使车身减重约40%-50%；如选用铝合金掩盖件整车减重10%-15%，可见选用铝合金车身板的减重效果十分明显。        德国奥迪A8L型高级轿车的整个车身均选用铝材制作，如图1所示，结构选用立体结构式结构，掩盖件为铝板冲压而成。这种铝车身与钢车身比较，质量减轻30-50%，油耗减低5-8%。        图2为铝合金的分类状况。铝合金的分类和牌号相对比较复杂，轿车上运用的铝合金能够分为铸造铝合金和变形铝合金两大类。其间，铸造铝合金的运用量大约占了80%。                铸造铝合金具有优秀的铸造功能，能够依据运用意图、零件形状、尺度精度、数量、质量标准、机械功能等方面要求和经济效益挑选适宜的合金和适宜的铸造办法，首要用于制作发动机汽缸体、离合器壳体、转向器壳体、变速器、车轮、发动机结构、制动钳、油缸及制动盘等非发动机构件。        变形铝合金包含板材、箔材、揉捏材、锻件等，一般在轿车上首要用于制作车门、行李箱等车身面板、保险杠、发动机罩、车轮的轮辐、轮毂罩、制动器总成维护罩、车身构架、座位、车厢底板等结构件以及仪表板等装修件。        下面，就铝合金在轿车上的几个首要运用部位进行介绍：        一、铝汽缸体、汽缸盖        发动机的汽缸体、汽缸盖要求材料导热性好，耐蚀性高，铝合金正好能满意这些功能要求，故许多轿车公司发动机的汽缸体、汽缸盖多选用全铝型。如美国通用轿车公司选用全铝钢套，法国轿车的铝汽缸套已达100%，铝汽缸体达45%。在发动机中选用铝铸件的还有发动机活塞、活塞环、连杆等。因为活塞、连杆选用了铸铝件，减轻了分量，然后减轻发动机的振荡，下降了噪音，使发动机的燃油耗率下降，很契合轿车的开展趋势。        2012年，比亚迪317QA上市，该车选用全铝发动机，在确保发动机功能的一起，更能削减油耗。                二、引擎盖        引擎盖是影响行人头部损伤的要害部件，为了确保突发事件中行人的安全，对引擎盖的制作材料的功能有着较高的要求。要求其吸能才能高、强度弱等特性。        铝板吸能是钢板的两倍，这样有利于减轻磕碰过程中轿车对行人头部的损伤，对行人起到了较强的维护效果。现在，许多高端车上都选用了铝合金，并且全铝的SUV也现已呈现，运用铝合金制作引擎盖相对也比较广泛。        铝合金引擎盖逐步现已成为轿车行业的开展趋势，在被高端车选用后，也进一步在中低端车上得到了表现。马自达RX-8跑车上选用了维护行人头部的圆锥形防冲击铝合金引擎盖，该引擎盖的运用不光能够将行人头部碰击损害大大下降，还减轻了车重，更重要的是这种规划理念也是营销的一个严重的亮点。                三、铝车身        轿车工业的精华是轿车车身的制作，车身制作简直占用轿车制作公司投资总额的60%。据计算，轿车车身质量约占轿车总质量的30%左右，下降车身的分量对整车轻量化十分要害。        2006年全球整个轿车工业用于车身制作的铝合金总需求量达到了205万吨，用于车身的铝合金首要有2000系、5000系、6000系和7000系。现在简直一切的国际各大轿车公司都争相开发铝合金车身零部件或全铝车身，并且近期取得了明显成效。        2003年，捷豹第六代XJ初次选用全铝车身，正式敞开了全球车坛轻量化、高效能的新。2009年，捷豹第七代XJ诞生，其根据第二代航空技能-额定轻量化架构（Premium Lightweight Architecture，PLA）打造，经过铝镁合金的运用不断提高车身刚度及轻量化程度，然后成为其时同级竞争对手中“轻功”最了得的高手。               路虎新揽胜也选用全铝车身的结构，如图5所示，运用铝合金材料将车身上得方才悉数替换，该车车身的铆接选用了航天飞机工程标准，与之前的白车身比较，全铝白车身减重约为180kg，减重率高达39%，整车很多选用轻量化技能，减重达420kg。

一熔体质量影响　　熔体纯净化是提高铝材质量的共性技术基础，也是提升铝材品质的关键技术。熔体中气体和非金属夹杂物的存在均有显着的影响。主要包括：坯料的后续加工成形性能，最终产品的物理性能，力学性能，抗腐蚀性能，结构完整性与外观质量。　　二影响熔体质量的因素　　1外部材料：原辅材料质量，废料类别和添加比例；　　2熔炼及在线处理：　　熔体温度，静置时间，炉内精炼，扒渣作业，炉子清洁程度，铝液转炉／浇筑，流槽卫生及干燥程度，工具干燥程度；　　除气，过滤，细化添加剂；　　3铸造过程：分配袋，金属流量，金属温度，操作不规范。　　三杂质分类　　1气体杂质：H2　　2碱性杂质：Na，Ca，Li等。　　3非金属杂质：通常说的夹杂物　　Al2O3，尖晶石，MgO，FeO，MnO；　　AlN，TiB2，(Ti，V)B2，Al4C3；　　MgCl2，NaCL2，CaCl2盐类；　　4液态杂质：低熔点的氯化物，氟化物及其混合物。　　四如何判断熔体质量的好坏　　1高质量的产品必须以减少或消除铝熔体中的非金属夹杂物为最终目的；　　2国内外熔体处理的手段非常多，但是处理后的效果如何就需要一个准确点评价体系；　　3熔体内夹杂物评价是对所使用的熔体处理系统进行综合的判断与分析，在全面系统地对全流程的熔体处理进行定量分析的基础上建立评价标准，使过滤器的选择与使用更具科学性，寻求以最经济合理的过滤方式达到铝制品性能的最优化。　　五熔体内夹杂物评价方法　　1目前主要的评价手段以离线分析为主，即将过滤前后熔体取样后，测定夹杂含量并进行对比，常规方法包括定量金相法，化学分析法，图像扫描法(IA)，容量法，扫描电镜法(SEM)，激光衍射颗粒尺寸分析法(LDPSA)，非破坏超声法(CUS)，激光显微探针质谱分析法(LAMMS)，X射线衍射法(XPD)，光电扫描法，俄歇电子光谱法(AES)等。离线分析虽准确性高，但检测结果滞后于熔铸过程，仅能表达取样时刻的过滤效率，无法及时跟踪过滤效率低变化情况并做出调整。　　2西方发达国家针对高端铝制品对质量对严格要求，开发了多种用于生产现场的新的评价技术。　　11LiMCA11液态金属洁净度分析仪，由加拿大ABB公司发明。　　22PoDFA装置，由加拿大铝业公司发明；　　33LAIS法，由美国联合碳化物公司发明；　　44Prefil—Footprinter装置，由加拿大ABB公司发明。　　东北大学副教授：王向杰

2a06铝合金的应用 　　2a06铝合金由于有高强度和好疲劳强度，被广泛应用在航空器结构上，尤其是机翼与机身结构下的受到张力的地方。 　　2a06铝合金，密度为2.73 g/cm&sup3；(0.098 lb/in&sup3)。

1 前言        6063铝合金是应用最广、用量最多的一种变形铝合金，被广泛应用于挤压建筑型材和工业型材。目前我国铝合金热变形挤压工艺已逐渐趋近成熟，但与国外发达国家相比依然存在很大差距。        随着材料加工向高速、节能、连续化方向发展，近年来很多铝材挤压生产厂家都希望采用低温快速挤压新技术。通常6063铝合金的挤压速度实心型材在15m/min-50m/min之间，空心型材在10m/min-35m/min之间，快速挤压是指挤压制品从模孔流出的速度在60m/min以上。        挤压速度过快制品表面会出现麻点、裂纹等的倾向，增加了金属变形的不均匀性，如何才能实现快速挤压的同时又保证制品质量呢？        2 实现快速挤压的条件        2.1 快速挤压模具的设计        和普通铝型材挤压模具相比，快速挤压要求模具分流孔大，即保证供料量充足；上模薄，即送料行程减短；模具工作带短，即铝与模具的阻力减小；随挤压过程的完成，变形区温度升高，而挤压速度越快，变形区温度升高得也越快，所以模具应该带有模具冷却系统，以保证挤压模具温度稳定，低温高速，实现快速挤压的同时也保证了模具的寿命和型材质量。另外，快速挤压模具材料性能要好。        铝合金铝棒的要求        对于快速挤压，铝棒的要求要高于普通挤压，铝棒必须全部均质，铝棒中不允许有油污、夹杂。合金的均质处理能提高挤压速度，同未均匀化处理的铸锭相比，大约可使挤压力降低6%-15%。对均热后快冷的铸锭，Mg2Si几乎能全部固溶于基体，过剩的Si也将固溶或以弥散析出的细小质点存在。        这样的铸锭可以在较低温度下快速挤压，并获得优良的力学性能和表面光亮度。镁一般控制在0.5%左右，Mg2Si总量控制在0.82%左右。当硅过剩0.01%时合金的力学性能σb约为218Mpa，已大大超过国家标准性能，并过剩硅从0.01%提高到0.13%，σb可提高到250Mpa，即提高14.6%。        要形成一定量的Mg2Si，必须首先考虑到Fe与Mn等杂质含量造成的硅损失，即要保证有一定量的过剩硅。为了使6063合金中的镁充分与硅匹配，实际配料时，必须有意识地使Mg：Si＜1.73。镁的过剩不仅削弱强化效果，而且又增加了产品成本。        2.3 挤压设备的要求        挤压机必须具备等速挤压和等压挤压的控制系统。近代技术的进步，挤压速度可以实现程序控制或模拟程序控制，同时也发展了等温挤压工艺和CADEX等新技术。        通过自动调节挤压速度来使变形区的温度保持在某一恒定范围内，可达到快速挤压而不产生裂纹的目的，而随挤压的进行，没有等温挤压的控制系统，高速挤压会使挤压实际温度大幅度增长，也就是说，没有等速挤压和等温挤压的控制系统，制品的出料速度不一致，挤压制品表面会出现波纹甚至裂纹的挤压缺陷，从而无法实现快速挤压。        2.4 出料方式的要求        制品从模具出料口流出后，为保证其能沿挤压中心线的纵向平衡而快速地前进，必须有牵引机牵引，最好是双牵引。没有牵引机牵引，快速流出的制品制品表面可能出现类似于水波纹的缺陷，或者会使制品局部弯折，甚至出料受阻。        3 快速挤压工艺        快速挤压的挤压速度一般可提高至一般挤压挤压速度的2-4倍，我公司通过一年多的努力，现在有少数模具挤压速度已达到60m/min以上，实现快速挤压。与一般挤压相比，快速挤压的工艺要求更加严格。        3.1 铝棒、模具、挤压筒的加温        为了提高生产效率，在工艺上可以采取很多措施。采用感应加热，沿铸锭长度方向上存在着温度梯度40-60℃（梯度加热），挤压时高温端朝挤压模，低温端朝挤压垫，以平衡一部分变形热。        对挤压生产来说，挤压温度是最基本的且最关键的工艺因素。挤压温度对产品质量、生产效率、模具寿命、能量消耗等都产生很大影响。挤压最重要的问题是金属温度的控制，从铝棒开始加热到挤压型材的淬火都要保证可溶解的相组织不从固溶中析出或呈现小颗粒的弥散析出。        6063合金铝棒加热温度一般都设定在Mg2Si析出的温度范围内，加热的时间对Mg2Si的析出有重要的影响，采用快速加热可以大大减少可能析出的时间。铝棒加热温度一般平模设置为430-460℃，分流模设置为440-470℃，实现低温快速挤压。        模具加热炉定温：平模定温450-480℃；分流模460-495℃；平模和分流模混合加热定温460-495℃。        挤压筒的加热温度比铝棒温度低50℃左右，加热时逐步升到指定温度，使各部分温度均匀，挤压筒加热器内侧温度控制在380-420℃。外侧温度比内侧温度高，温差控制在50℃以内。        3.2 快速挤压过程工艺控制        低温快速挤压时指挤压温度低于450℃，而出料速度高于60m/min，即在保证型材出料口温度达到直接风冷淬火温度的条件下，尽量降低铝棒加热温度，通过提高挤压速度，使制品温度升高来补偿，以达到低温快速挤压的目的，这样既提高了生产效率，又节约了能源。        同普通挤压方法相比，低温快速挤压法具有其突出的有点：由于挤压时温度低，坯料加热时间相应缩短，同时变形速度快，坯料变形时间短，既节约能耗，又大大提高了生产效率。        棒长控制：采用长棒热剪，根据生产订单要求尽量加长铝棒的热剪长度，可在一定程度上提高挤压效率、提高成品率和节约成本。快速挤压用铝棒不允许有接棒，因为在铝棒接口处杂质元素和夹杂物等分布集中，制品表面质量会有缺陷；而且应力也分布集中，对快速挤压金属流动制品成型不利。        主系统压力的控制：系统压力过大会导致制品与模具之间的摩擦力增大，影响制品表面质量，严重时甚至损坏模具工作带。主系统压力一般要求≤21MPa。        出料方式的控制：采用双牵引机将挤压制品从出料口拉出，以保证制品出料能沿挤压中心线的纵向平衡而快速地前进，利用牵引力与挤压速度同步保证牵引机速度与挤压速度一致，型材出模孔后，一般皆用牵引机牵引。牵引机工作时在给挤压制品以一定的牵引张力，同时与制品流出速度同步移动。        使用牵引机的目的在于减轻多线挤压时长短不齐和抹伤，同时也可防止型材出模孔后扭拧、弯曲，给张力矫直带来麻烦。张力矫直除了可以使制品消除纵向形状不整外，还可以减少其残余应力，提高强度特性并能保持其良好的表面。        温度控制：6063铝型材机上淬火是为了将在高温下固溶于基体金属中的Mg2Si出模孔后经快速冷却到室温而被保留下来，冷却速度常和强化相含量成正比。6063合金可强化的最小的冷却速度为38℃/分。        根据现场检测，当挤速超过60m/min时，铝棒经挤压后在出料口温度可提高70℃以上。在挤压过程中，模具温度都升高，当模具超温时，模具退火，挤压模具容易变形，甚至影响模具的使用寿命，制品出料也不稳定。快速挤压过程中，模具升温必然比一般挤压模具升温速度要快，所以模具应该带有模具冷却系统，以保证挤压模具温度稳定。        近年来在国外用氮气或液氮冷却模具（挤压模）以增加挤压速度，提高模具寿命和改善型材表面质量。在挤压过程中将氮气引到挤压模出口处放出，可以使被冷却的制品急速收缩，冷却挤压模和变形区金属，使变形热被带走，同时模子出口处被氮的气氛所控制，减少了铝的氧化及氧化铝的粘接和堆积，所以氮气的冷却提高了制品的表面质量，可大大的提高挤压速度。        是最近发展的一种挤压新工艺，它挤压过程中的挤压温度、挤压速度和挤压力形成一个闭环系统，以最大限度地提高挤压速度和生产效率，同时保证最优良的性能。也可采用水冷模挤压，即在模子后端通水强制冷却，试验证明可以提高挤压速度30%-50%。        挤压速度控制：挤压速度对变形热效应、变形均匀性、再结晶和固溶过程、制品力学性能及制品表面质量均有重要影响。模具刚上机时，挤压速度设置不宜太快，等制品出料顺畅之后再慢慢加大挤压速度，最终达到快速挤压。        4、结束语        铝合金快速挤压是今后挤压的大趋势，只有实现快速挤压，提高产能、提高生产效率、降低能耗和节约成本，才能在行业中立于不败之地。本文只介绍了实现快速挤压的考虑方向与思路，具体的工艺范围在经阁公司是行之有效的，不同的设备、不同的操作人员、不同的地域等可能工艺范围会稍有改变，需要在不断的生产尝试中去改进工艺，最终实现快速挤压。

铝合金管的可挤压尺寸范围随挤压方法的不同而异。常规的穿孔针挤压法挤压铝合金管的最大外径为600～650mm，最小内径5～15mm，最小壁厚2～5mm。由于穿孔针的强度与刚性上的原因，挤压铝合金管的最小内径与壁厚受到较大的限制。其中，软铝合金铝合金管的最小内径与最小壁厚可取上述范围的下限，硬铝合金则取其上限。此外，当铝合金管的外径较大时，铝合金管的最小壁厚通常以不小于铝合金管外径的5%为宜。外径500mm以上的铝合金管多采用反挤压法成形。     采用Confrom分流模挤压，可以成形与穿孔针挤压法相比壁厚薄而均匀、偏心小的铝合金管。但考虑到焊缝品质问题，在同一挤压设备上所能成形的最大铝合金管外径或用同一挤压筒所能挤压的铝合金管外径比穿孔针挤压法挤压时要小。6063铝合金铝合金管采用分流模挤压的尺寸与最小壁厚关系如图3—2—3所示。     采用Conform连续挤压技术，可生产外径l0mm、壁厚0.5mm以下的铝合金管。     随着冷轧管和拉拔管技术的不断改进，铝合金管的最小壁厚可达0.1～0.2mm或更薄。     目前在350MN大型立式挤压机上(反挤压)生产挤压管的最大直径可达l500mm；在196MN卧式挤压机上可达l000mm。挤压管的最小外径可达5mm。冷轧薄壁管最大直径可达120mm以上，最小直径在15mm以下。冷拉薄壁管的直径为3～500mm，用旋压法则可轧出直径达3000mm的薄壁大管。     用连续自动化的生产线或盘管拉伸方法，可生产长度达l000mm的铝合金铝合金管。

铝是一种轻金属,密度小(2.79/Cm3)，具有良好的强度和塑性，铝合金具有较好的强度，超硬铝合金的强度可达600Mpa，普通硬铝合金的抗拉强度也达200～450Mpa，它的比钢度远高于钢，因此在机械制造中得到广泛的运用。铝的导电性仅次于银和铜，居第三位，用于制造各种导线。铝具有良好的导热性，可用作各种散热材料。铝还具有良好的抗腐蚀性能和较好的塑性，适合于各种压力加工。  铝合金按加工方法可以分为变形铝合金和铸造铝合金。变形铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。不可热处理强化型不能通过热处理来提高机械性能，只能通过冷加工变形来实现强化，它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。可热处理强化型铝合金可以通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能，它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等。  铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能，物理性能和抗腐蚀性能。  铸造铝合金按化学成分可分为铝硅合金，铝铜合金，铝镁合金和铝锌合金。  一、纯铝产品  纯铝分冶炼品和压力加工品两类，前者以化学成份Al表示，后者用汉语拼音LG（铝、工业用的）表示。  二、压力加工铝合金  铝合金压力加工产品分为防锈（LF）、硬质（LY）、锻造（LD）、超硬（LC）、包覆（LB）、特殊（LT）及钎焊（LQ）等七类。常用铝合金材料的状态为退火（M焖火）、硬化（Y）、热轧（R）等三种。  三、铝材  铝和铝合金经加工成一定形状的材料统称铝材，包括板、带、箔、管、棒、线、型等。  四、铸造铝合金  铸造铝合金（ZL）按成分中铝以外的主要元素硅、铜、镁、锌分为四类，代号编码分别为100、200、300、400。  五、高强度铝合金  高强度铝合金指其抗拉强度大于480兆帕的铝合金，主要是压力加工铝合金中硬铝合金类、超硬铝合金类和铸造合金类。

材料名称：5754　　标准：GB/T3190-1996　　主要特征及应用范围： 　　5754铝合金具有中等强度、良好的耐蚀性、焊接性及易于加工成形等特点，是Al－Mg系合金中的典型合金。在国外，不同热处理状态的5754铝合金板材是汽车制造业（轿车车门、模具、密封件）、制罐工业所用的主要材料。5754铝板广泛应用于焊接结构、贮槽、压力容器、船舶结构与海上设施、运输槽罐以及用于要求有优良加工性能、优良耐蚀性、高疲劳强度、高可焊性和中等静态强度的场合。 　　典型生产工艺：热轧板预留25%~35%的冷加工率，中间退火，冷轧成品厚度，稳定化退火温度140℃~150℃，保温时间1h。

海上钻井平台主要用于钻探井的海上结构物，上装钻井、动力、通讯、导航等设备，以及安全救生和人员生活设施，是海上油气勘探开发不可缺少的手段。其主要有自升式和半潜式钻井平台。　　　　目前大多数的海上钻井平台都是由钢材制造而成。钢材强度高，维护成本低等是它的优势所在。但是随着钢材的应用，锈蚀，使用期限短和维护成本高等问题也渐渐浮出水面。因此，寻找一种与钢材强度接近、耐用性好、效果美观好的新型材料，对海洋工程设备的发展具长远的意义，而铝型材的重量轻、强度高、耐腐蚀性、低维护费以及可回收再利用等许多优点可以满足发展的需要。　　　　铝型材的具体优点如下：　　　　1）轻重量。采用重量轻、牢固的铝合金型材，铝合金型材重量轻，便于安装、运输和存放。铝合金型材重量只是钢结构材料的1/3。　　　　2）适用性强。能适应于各种复杂恶劣的环境和气候。　　　　3）组合多样，外型美观。铝合金型材由于铝合金可塑性强的特性，可以制作出各种美观的结构，外形更加时尚，美观。　　　　4）耐腐蚀、低维护。所有型材均经过防氧化处理，铝型材使用寿命长达30年以上。　　　　随着铝合金越来越受海洋工业的重视，不少铝业巨头也进入了研发钻井平台用铝合金部件的研发当中，美铝就研发出了一种高性能铝合金钻杆。　　　　目前，普遍使用的钢制钻杆在水平井、高腐蚀介质井、超深井等施工中经常遇到钻杆摩擦热裂、氢脆、应力腐蚀断裂、钻井速度和效率降低、大钩负载过大等问题。上述问题均是由合金钢材料本身的理化特性所决定，如要从根本上提高钻杆的性能，就必须改进钻杆管体的原材料。　　　　1、提高钻深能力　　　　铝合金钻杆的密度大约是钢质钻杆的1/3，铝合金钻杆强度与质量之比是钢质钻杆的1.5-2.0倍，在钻机能力一定的情况下，应用铝合金钻杆能够达到钢质钻杆无法达到的井深。　　　　2、耐腐蚀性好　　　　铝及其合金元素化学特性比较活跃，当其与氧反应后会在表面形成稳定的氧化膜，阻止其与周围环境进一步反应。铝合金钻杆在饱和CO2溶液里长期寝泡也不腐蚀。经过实际使用，铝合金钻杆在任何温度下都可有效防止H2S和CO2腐蚀。　　　　铝合金钻杆分为钢接头和铝合金接头2种。虽然铝合金钻杆钢接头不具有抗H2S和CO2的能力，但钻杆的薄弱环节在管体，接头一般不容易发生H2S应力腐蚀断裂。另外，钢接头与铝合金管体接触，后者对它会起到阴极保护的作用，因此，铝合金钻杆钢接头的腐蚀速率低。　　　　3、适合于大曲率定向井和水平井　　　　分析结果表明：在相同钻井工况下实施大位移钻井作业时，采用钢钻杆时钻柱所受的扭矩过大，扭矩已经超过了钻杆的使用极限，而采用铝合金钻杆时钻柱所受扭矩明显下降。钢钻杆的钻柱悬重均超过了上部钻杆使用极限，存在过载拉伸断裂问题，而采用铝合金钻杆的钻柱悬重明显下降，上部钻杆所受的拉伸载荷仍然处在安全使用的范围。　　　　4、显著降低大钩负荷　　　　铝合金钻杆的密度为3.2-3.6g/cm?，钢钻杆的密度为7.8g/cm?，铝合金钻杆在空气中的密度不到钢钻杆的1/2。在钻井时，铝合金钻杆显示出好的浮力特性，因此，使用铝合金钻杆可显著降低大钩载荷，极大地提高了钻机和钢丝绳的使用寿命。　　　　5、耐磨性　　　　相对于钢钻杆而言，铝合金钻杆耐磨性较差，与涡轮钻具配套使用或在铝合金钻杆中间增加耐磨接头，就可以有效地防止铝合金钻杆磨损。　　　　美国铝业（ALCOA）FarReach钻杆特点介绍　　　　1、使用铝合金钻杆后，可使钻机效率提高50%-100%，同时减少了起下钻时间，降低了装配和运输成本。　　　　2、钻探深度超过钢铁钻杆的36%，且可以较少30%的表面转矩。　　　　3、管的内表面上涂有一层非常耐腐蚀的涂层，这是一种纳米涂层（nano-coating），是美铝技术中心（AlcoaTechnicalCentre）研发的，可在极端恶劣的钻探腐蚀条件下工作，使用寿命比没有涂层钻探铝合金管的长30%-40%。　　　　4、使用了FarReach合金产品，每口井成本可以节约15万美元。

据不完全统计，目前我国公共建筑能耗约为居住建筑能耗的5-15倍，我国的建筑总能耗占到社会总能耗的28.7%，而门窗的能源损失又占到建筑能耗的40%。所以门窗是引起能源损失的主要途径，要降低建筑的总能耗，实现整体建筑节能，必须首先从薄弱的门窗入手，从各个方面提高门窗幕墙的保温隔热性能。铝合金隔热型材作为轻质建材的较优异选择，已经成为了建筑设计师进行建筑节能设计的必然选择，从小到一块单元板块，大到整栋建筑的应用，不论从外观效果还是节能指标的控制，都完美体现了设计师的设计理念。下面我将从型材和玻璃两方面进行阐述铝合金隔热技术在幕墙中的应用。 　　1、铝合金隔热型材的应用 　　在没有强烈掀起节能呼声的时候，门窗和幕墙所采用的基本上还是普铝型材或者其他型材。而近几年尤其在门窗上，隔热断桥铝合金型材被普遍广泛应用，随着对隔热性能要求的不断提高，现在幕墙设计也开始采用了隔热断桥设计。以北京地区为例，2012年颁布的《居住建筑节能设计标准》DBJ11-891-201(1)中要求外窗透明部分平均传热系数K≤ 2.0W/m2.K(1)，现在执行的《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》JGJ26-2010(2)，其中规定外窗透明部分平均传热系数K≤2.5W/m2K(2)，而新的标准在进行重新编制。所以从对传热系数限值的变化上可以看出，国家对节能要求越来越高。因此3节能设计势在必行。谈到节能，我们首先要从热传递开始着手。热传递包括三个方面:传导，对流(词条“对流”由行业大百科提供)和辐射(如下图1所示)。热传导: 　　热量从系统的一部分传到另一部分或由一个系统传到另一系统的现象叫做热传导。对流:液体或气体中较热部分和较冷部分之间通过循环流动使温度趋于均匀的过程。热辐射:物体因自身的温度而具有向外发射能量的本领，这种热传递的方式叫做热辐射。　　2、暖边间隔条对隔热节能的作用 　　按着《建筑门窗玻璃幕墙热工计算规程》JGJ/T151-2008图中规定，上式4.3.1中第四项为间隔条对传热性能的影响，因此间隔条的传热性能也将直接影响到整个板块的传热系数。所以在做隔热节能设计时，这部分也是在必要的考虑范围内。下面我们还以幕墙节点为例，对使用泰诺风暖边间隔条和冷边铝间隔条两种情况的设计使用Therm软件进行模拟，将结果进行对比如下:使用冷边间隔条设计的幕墙节点(如下图4所示)，用Therm软件进行热工模拟计算的框材结果为:Uf=4.898W/ m2.K。　　使用泰诺风TGI暖边12mm间隔条设计的幕墙节点(如下图5所示)，用Therm软件进行热工模拟计算的框材结果为: Uf =4.482W/ m2.K。　　综上两种情况的对比，使用TGI暖边间隔条要比使用冷边铝间隔条对框材的U值(词条“U值”由行业大百科提供)影响减少了4.898-4.482=0.416 W/ m2.K，对边界的传热系数减少了2.132-1.904=0.227W/m2. K。由此可见，使用暖边间隔条的设计对框材的热工性能也起到了很好的改善。因此在幕墙的设计中暖边间隔条的使用也是隔热节能设计必不可缺的选择。 　　以上我们对隔热条和间隔条两种不同形式的设计分别进行了对比分析，模拟计算的结果形成了鲜明的对比，采用了这些隔热设计后，对框材的传热系数有了明显的降低，从而对热工性能有了很大的改善。正是对这种隔热节能设计的采纳，降低了热量的流失，减少了能量的损失，对建筑节能做出了巨大贡献。在此建议幕墙设计师们，在今后的幕墙设计中采用这种隔热型材加暖边间隔条的设计，来降低建筑幕墙的能耗问题，为建筑节能做出应有的贡献。

20世纪90年代以后，中国的压铸工业取得了令人惊叹的发展，已发展为一个新兴产业。目前，铝合金压铸工艺已成为汽车用铝合金成形工艺中应用最广泛的工艺之一，在各种汽车成型工艺方法中占49%。 　　中国现有压铸企业3000家左右，压铸件产量从1995年的26.6万吨上升到2005年的87万吨，年增长率保持在20%以上，其中铝合金压铸件占所有压铸件产量的3/4以上。中国压铸件产品的种类呈多元化，包括汽车、摩托车、通讯、家电、五金制品、电动工具、IT、照明、扶梯梯级、玩具灯等。随着技术水平和产品开发能力的提高，压铸产品种类和应用领域不断扩宽，其压铸设备、压铸模和压铸工艺都发生了巨大的变化。压铸铝合金压铸铝合金自1914年投入商业化生产以来，随着汽车工业的发展和冷室压铸机的发明，得到了快速发展。 　　压铸铝合金按性能分为中低强度（如中国的Y102）和高强度（如中国的Y112）两种。目前工业应用的压铸铝合金主要有以下几大系列：Al-Si、Al-Mg、Al-Si-Cu、Al-Si-Mg、Al-Si-Cu-Mg、Al-Zn等。压铸铝合金力学性能的提高往往伴随着铸造工艺性能的降低，压力铸造因其高压快速凝固的特点使这种矛盾在某些方面更加突出，因此一般压铸件难于进行固溶热处理，这就制约了压铸铝合金力学性能的提高，虽然充氧压铸、真空压铸等是提高合金力学性能的有效途径，但广泛采用仍有一定难度，所以新型压铸铝合金的开发研制一直在进行。先进的压铸技术早期的卧式冷室压铸机的压铸过程只有一个速度压送金属液进入模具，压射速度只有1m~2m/s。采用这种工艺，铸件内部气孔多，组织疏松，不久便改进为2级压射，把压射过程简单地分解为慢速和快速2个阶段，但快速的速度也不过3m/s，后来为了增加压铸件的致密度，在慢速和快速之后增加了一个压力提升的阶段，成为慢压射，快压射和增压3个阶段，这就是经典的3段压射。 　　20世纪60年代中间，这种3级压射已经普遍推开，并且快压射阶段的速度已提高到5m/s。此后的40余年期间，世界各国领先的压铸机制造商对压射过程进行了研究试验，从而开发出一些新工艺，如70年代的抛物线压射系统，80年代的无飞边压铸系统，90年代的无飞边压射系统，其中有的从3阶段压射中对每个阶段加以再分解，这正是这个经典的3阶段压射的继续发展的延伸。现在压射速度、压力已由原来的人工手轮调节控制改为计算机控制。近年来，人们为了解决压铸件内部存在的气孔和缩孔问题，能够生产出高强度、高密性、可焊接可热处理、可扭曲等各种高要求的压铸件，除了继续完善真空压铸以外又发展了挤压铸造和半固态压铸等新的技术，并加以概括地称之为“高密度压铸法”。真空压铸技术真空压铸法是将型腔中的气体抽空或部分抽空，降低型腔中的气压，以利于充型和合金熔体中气体的排除，使合金熔体在压力的作用下充填型腔，并在压力下凝固而获得致密的压铸件。 　　真空压铸法与普通压铸法相比具有以下特点：（1）气孔率大大降低；（2）真空压铸的铸件的硬度高，微观组织细小；（3）真空压铸件的力学性能较高。近来，真空压铸以抽除型腔中的气体为主，主要有两种形式：（1）从模具中直接抽气；（2）置模具于真空箱中抽气。 　　采用真空压铸时，模具的排气道位置和排气道面积的设计至关重要。排气道存在一个“临界面积”，其与型腔内抽出的气体量、抽气时间及充填时间有关。当排气道的面积大于临界面积时，真空压铸效果明显；反之，则不明显。真空系统的选择也非常重要，要求在真空泵关闭之前，型腔内的真空度可保持到充型完毕。充氧压铸技术压铸件气孔中的气体绝大部分为N2和H2，几乎没有O2，主要原因是O2与活性金属发生反应生成了固体氧化物，这为充氧压铸技术提供了理论基础。充氧压铸是在压铸前将氧气充入型腔，取代其中的空气。当金属液进入型腔时，一部分氧气从排气槽排出，残留的氧与金属液发生反应，生成弥散状的氧化物微粒，在铸型内形成瞬间真空，从而获得无气孔的压铸件。充氧压铸过程中，型腔内的真空是由化学反应产生的。生产中为保证安全性，应严格控制充氧量，降低型腔压力，使其与充氧压力相匹配。将真空压铸与充氧过程结合起来，使型腔处于负压状态，可获得更好的效果。 　　在金属液充型过程中，应使金属液以弥散喷射状态充型。浇道尺寸的大小也对充氧压铸的效果有较大影响，适当的浇道尺寸既可以满足金属液以紊流形式充满铸型，又可以避免金属液温度下降得过快。氧化物的高度弥散分布不会对铸件产生不利影响，反而可提高铸件的硬度，并使热处理后的组织细化。充氧压铸可用于与氧反应的Al、Mg及Zn合金。目前，采用充氧压铸可生产各种铝合金铸件，如：液压变速器壳体、加热器用热交换器、液压传动阀体、计算机用托架等对于需热处理或组焊、要求气密性高和在较高温度下使用的压铸件，充氧压铸具有技术和经济上的优势。半固态压铸技术半固态压铸是在液态金属凝固时进行搅拌，在一定的冷却速度下获得约50%甚至更高固相组分的浆料，然后用浆料进行压铸的技术。半固态压铸技术目前有两种成形工艺：流变成形工艺和触变成形工艺。前者是将液态金属送入特殊设计的压射成形机筒中，由螺旋装置施加剪切使其冷却成半固态浆料，然后进行压铸。后者是将固态金属粒或碎屑送入螺旋压射成形机中，在加热和受剪切的条件下使金属颗粒变成浆料后压铸成形。半固态压铸成形工艺的关键是有效制取半固态合金浆料、精确控制固液组分的比例及半固态成形过程自动化控制的研究开发。 　　为实现半固态成形的自动化生产，美国科学家认为需要大力发展以下几种技术：（1）具有自适性、灵活性的棒料运输；（2）精密的压铸润滑及维护；（3）可控的铸件冷却系统；（4）等离子除气及处理。 　　挤压压铸技术挤压压铸又称“液态金属模压”。其铸件致密性好，力学性能高，且无浇冒口。我国的一些企业已将其应用于实际生产中。挤压压铸技术具有极好的工艺优势，它能替代传统压铸、挤压铸造、低压铸造、真空压铸工艺，以及对差压铸造、连铸连锻、半固态加工的流变铸造工艺进行兼容。专家认为，挤压压铸技术是一项前沿性的新技术，横跨多个工艺领域，内涵丰富，创新性强，极具挑战性。 　　电磁泵低压铸造电磁泵低压铸造是一种新崛起的低压铸造工艺，与气体式低压铸造技术相比，在加压方式方面是完全不同的。其采用非接触式的电磁力直接作用于液态金属，大大降低了由于压缩空气不纯及压缩空气中氧的分压过高所带来的氧化和吸气等问题，实现了铝液的平稳输送和充型，可防止由于紊流造成的二次污染。另外电磁泵系统完全采用计算机数字控制，工艺执行非常准确、重复性好，使铝合金铸件在成品率、力学性能、表面质量和金属利用率等方面都具有明显的优势。这项技术随着研究的不断深入，工艺也愈来愈成熟。 　　压铸设备的发展通过近几年的发展，中国压铸机的设计水平、技术参数、性能指标、机械结构和制造质量等都有不同程度的提高，特别是冷室压铸机，由原来的全液压合型机构改为曲肘式合型机构，同时还增加了自动装料，自动喷涂，自动取件，自动切料边等，电器也由普通电源控制改为计算机控制，操控水平大大提高，有的已经达到或接近国际水平，正在向大型化、自动化和单元化进军。在此期间，国内新的压铸机企业陆续崭露头角，其中香港力劲公司是典型的代表，该公司开发了多项国内领先的压铸机型，例如，卧式冷室压铸机最大空压射速度6m/s（1997年）和8m/s（2000年初），镁合金热室压铸机（2000年初）匀加速压射系统（2002年），最大空压射速度10m/s及多段压铸系统（2004年6月），实时控制压射系统（2004年8月）和锁模力30000kN的大型压铸机（2004年7月）等。 　　近年来，上海压铸机厂，灌南压铸机厂等骨干企业都开发了最大空压射速度为8m/s以上的卧式冷室压铸机和锁模力在10000kN以上的大型压铸机；2005年投产的广东顺威伊力精压科技有限公司将生产10000kN~30000kN大型压铸机。可见中国正在形成一个有实力的、具有自主知识产权的压铸机制造业。中国现有压铸机总数1.2万台，其中国产压铸机约占85%，进口压铸机约占15%。近两年中国压铸机的年销售量均在1800台以上，其中10000kN及以上压铸机占2%，8000kN~9000kN压铸机占5%，5000kN~7000kN压铸机占13%，3500kN~4000kN压铸机占20%，3000kN及以下压铸机占60%。在3000kN以下压铸机中，热室压铸机约占30%。 　　中小型压铸机仍以国产设备为主。国产压铸机与国外先进的压铸设备的差距主要表现在以下几方面：（1）总体结构设计落后；（2）漏油严重；（3）可靠性差：这是国产压铸机最突出的缺陷，据了解，国产压铸机的平均无故障运行时间不到3000小时，甚至达不到国外50和60年代的水平。而国外一般超过20000小时；（4）品种规格不全，配套能力差：虽然在卧式冷室压铸机方面已基本成系列，但仍有个别断档，如从16000kN到28000kN间就无产品。热室压铸机也缺少4000kN以上的产品。压铸模具的发展最早的压铸模模芯材料选用的是45﹟钢、铸钢和锻钢等，由于其耐高温冲击性差，所以当时使用寿命也较短。随着科技的发展，压铸模芯材料也发生了重大变化，现都采用高温、高强度的3Cr2N8VH13热锻钢作为模芯材料，近年来又采用了进口的8407材料，使模具的使用寿命大大提高，特别是近年国内大部分厂都采用了计算机设计及模拟充填技术，使压铸模生产质量大大提高，生产期大大缩短。 　　中国模具行业发展迅猛，1996年至2004模具产量年平均增长率14%，2003年压铸模当年产值为38亿元。目前，中国国内模具对市场的满足率仅为80%左右，其中以中低档模具为主，大型、复杂的精密模具，在生产技术、模具质量和寿命以及生产能力方面均不能满足国民经济发展的需要。研究及发展方向汽车、摩托车工业以及汽车附件的消耗和配套产品的需求，为压铸件生产提供了一个广阔的市场，压铸铝合金在汽车上的应用也将不断扩大。 　　在今后的压铸技术研究与开发中，铝合金压铸的深化依然会是压铸技术发展的一个主要方向。为了适应市场需求，今后应进一步解决以下问题：（1）推广应用新型高强度、高耐磨性的压铸合金，研究可着色的压铸合金以及用于有特殊安全性要求的铸件等方面的新型压铸合金；（2）开发性能稳定、成分易于控制的压铸铝合金；（3）简化合金成分，减少合金牌号，为实现绿色化生产提供基础；（4）进一步完善压铸新工艺（真空压铸、充氧压铸、半固态压铸、挤压铸造等）；（5）提高对市场的快速反应能力，推行并行工程（CE）和快速原型制造技术（RPM）；（6）开展CAD/CAM/CAE系统的研究与开发；（7）开发和应用更多的压铸铝合金汽车零部件。

随着经济的发展，我国饮料业的发展迅猛增长，对铝合金罐体和罐盖拉环的需求也急速增加。目前，国内多数铝加工企业都在发展铝合金罐盖料的生产，下面，以5182铝合金为例，分析一下国内铝合金瓶盖料的市场前景。　　5182铝合金罐盖料主要用来制造全绿拉罐及马口铁罐的罐盖及拉环。铝易拉罐具有体轻、耐热、传导性好、无味无毒、印刷效果好、可回收等优点，因此，从20世纪80-90年代以来，易拉罐用量激增，铝制易拉罐在世界饮料包装市场上占有绝对优势地位。尤其是在巴西、印度、中国等新兴经济大国，铝制易拉罐还存在巨大的发展空间，并将保持8%以上的年增长率。　　5182铝合金主要是拉环料主要合金，罐底主要采用3004、5052等，这些合金，除了用来制造全铝易拉罐外，还大量用于马口铁罐和其他包装容器的罐盖。随着饮料业的发展和旧包装材料的更替，5182铝合金将在包装市场迎来更大的应用。同时，5182作为高镁合金，是不可热处理合金，具有强度良好，耐蚀性、可切削性良好等特点，也可用于制造飞机油箱、油管、交通车辆、船舶钣金件等。　　目前，国内5182铝合金罐盖料市场良好，一些大型厂家的产品质量稳定，性能优越，已达到国际先进水平。随着市场的开发，国内厂家可以抓住机遇，在国内和国际市场获取更大的成长。

先进设备固然是保证产品质量必不可少的因素，但模具在铸造中的作用同样非常重要。尤其对铝合金汽车零部件生产企业来说，模具的准确度和耐久性对产品质量的影响非常明显。　　黑色金属铸造，模具更多的是为了形成铸型型腔，一般情况模具本身并不直接与金属液接触，尤其对于形状复杂的非金属模铸造件更是如此，与灼热金属液接触的是造型材料，主要是型砂，这使造型材料成为影响铸件质量的主要因素。而铝合金重力铸造则不同，由于铝合金熔点较低，铸造性能好，在大量生产时，铸件的外形一般是由模具直接形成的，如发动机的铝合金缸体、缸盖等，这不仅有利于提高劳动生产率，而且更重要的是通过调节模具不同部位的温度分布，来控制铸件的组织结构和晶粒大小，提高铸件质量，同时，避免了大量使用造型材料而带来的环境污染，改善了车间的劳动条件。　　随着铸件形状复杂程度不同，铝合金重力铸造模具也各不相同。即使是同一零件，采用不同的铸造工艺，模具形式也往往不同，但不管怎样，铝合金重力铸造模具还是有其共性的。　　首先，必须选择合适的铸造工艺，铸造工艺的优劣直接关系到铸件质量和工艺出品率的高低。国内有些模具制造厂，已开始使用凝固模拟来进行铸造工艺辅助设计，通过对充型和凝固过程的计算机模拟，发现易产生铸造缺陷的热结部位并予以克服，这对提高铸造工艺设计的可靠性，有效防止模具在调试过程中不必要的返工，是十分重要和有效的。　　其次，模具要有好的容热能力。符合要求的较厚实的模架和模块，不仅是模具寿命的有效保证，而且对于模具连续工作过程中温度场的调节都具有非常重要的作用。一些模具厂，为了降低成本，节约用料，一味地降低模具的有效厚度以达到减轻重量的目的，殊不知这不仅大大降低了模具的使用寿命，而且使铸件易于变形，影响铸件尺寸精度，严重时将导致铸件批量报废，给铸造厂造成损失，更严重的是损害了模具厂自身的声誉。　　第三，模具要有较可靠的冷却系统和拔气系统。通过冷却，不仅可有效提高劳动生产率，而且可调节铸件温度场、控制铸件冷却速度，进而影响铸件内部组织结构和晶粒尺寸、实现有效控制铸件机械性能的目的。顾名思义，拔气，就是人为地将型腔内部的气体排到型腔外以减少铸件产生气孔类缺陷的可能。同时，通过加装排气塞也可以调剂局部小区域的模温，对防止和克服铝合金开裂和缩陷有很重要的作用。