Gần đây, Đại học Công nghệ Nghiên cứu Quốc gia Nga đã phát triển một loại hợp kim nhôm giá rẻ có thể chịu được nhiệt độ cao 400 ℃. So với các hợp kim tương tự khác, mang cao hơn từ 100 ℃ đến 150 ℃. Nó được kỳ vọng sẽ giảm đáng kể hoạt động vận tải đường sắt, hàng không và Trọng lượng và lượng khí thải carbon của các thiết bị khác. Trong bối cảnh cacbon trung tính và nhẹ, đất nước tôi cũng đang tích cực tìm hiểu mô hình phát triển “thay thế nhôm lấy thép” để thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp hợp kim nhôm.

Quy mô thị trường ngành hợp kim nhôm

Do ưu điểm của khả năng chịu nhiệt độ cao, có thể tái chế và giá thành rẻ, hợp kim nhôm đã được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khác nhau trong những năm gần đây. Quy mô thị trường của ngành hợp kim nhôm năm 2017 là 2011.118 tỷ nhân dân tệ và năm 2020 sẽ tăng lên 276.553 tỷ nhân dân tệ. Người ta ước tính rằng quy mô thị trường của ngành hợp kim nhôm sẽ đạt 299.755 tỷ nhân dân tệ vào năm 2021 và sẽ tiếp tục đạt 331.834 tỷ nhân dân tệ vào năm 2022.

Trong những năm gần đây, sản lượng hợp kim nhôm của nước ta không ngừng tăng trưởng. Năm 2016, sản lượng hợp kim nhôm là 74.5 triệu tấn, đến năm 2020 sẽ tăng lên 9.64 triệu tấn. Từ tháng 2021 đến tháng 8.35 năm 19.2, sản lượng hợp kim nhôm là XNUMX triệu tấn, tăng XNUMX% so với cùng kỳ năm ngoái.

Tình hình phát triển và nghiên cứu vật liệu hợp kim nhôm trong và ngoài nước

(1) Tình hình phát triển và nghiên cứu vật liệu hợp kim nhôm nước ngoài

Nhìn chung, việc phát triển và ứng dụng vật liệu hợp kim nhôm ở các nước công nghiệp phát triển đã có từ lâu đời, có nền tảng tốt, tích lũy nghiên cứu mạnh, hệ thống vật liệu hợp kim nhôm phát triển mạnh, trình độ công nghệ tương đối cao. Đặc biệt, Hoa Kỳ, Nga và các cường quốc công nghiệp khác đã tiến hành nghiên cứu và phát triển vật liệu hợp kim nhôm trước đó, và ứng dụng cho một số lượng lớn các loại hợp kim nhôm, được sử dụng rộng rãi trong ô tô, tàu thủy, hàng không vũ trụ và các lĩnh vực khác, và đã hình thành một mức độ bá chủ bằng sáng chế nhất định.

Trong lĩnh vực ô tô, hợp kim nhôm là vật liệu quan trọng để tạo ra ô tô nhẹ. Về hợp kim nhôm sê-ri 2XXX, Công ty Rey Lufi của Hoa Kỳ và Công ty Sibenet của Pháp đã liên tiếp phát triển các tấm hợp kim nhôm 2036-T4 và AU2G-T4 cho thân ô tô. Đối với các hợp kim nhôm dòng 5XXX, Alcoa đã phát triển các hợp kim nhôm như X5085-O và 5182-O để sử dụng cho các tấm bên trong thân máy. Đối với hợp kim nhôm sê-ri 6XXX, Hoa Kỳ đã phát triển các tấm hợp kim nhôm thân 6009 và 6010. Công ty Nauy Hydro Aluminium [2] đã phát triển hợp kim HHS360 vào năm 2018. So với hợp kim 6082, độ bền kéo tăng 10.8% lên 360 N / mm2 và tỷ lệ kéo dài đạt 10%. Sau đó, công ty đã xây dựng trên cơ sở này. Hợp kim HHS400 được phát triển, có cường độ nén 400 N / mm2, cường độ chảy không nhỏ hơn 370 N / mm2 và tỷ lệ kéo dài 8%. Nó được sử dụng chủ yếu trong sản xuất ô tô. Công ty Nhôm Kenlian của Hoa Kỳ [2] đã phát triển loạt hợp kim HSA6. Độ bền năng suất thấp nhất của thanh đùn hợp kim HSA6-T6 là 370 N / mm2 và độ bền kéo thấp nhất là 400 N / mm2, khác với hợp kim nhôm truyền thống. 

So với chất lượng xe làm bằng vật liệu hoàn toàn bằng nhôm, trọng lượng có thể giảm hơn 30%. Hiện nay, các công ty gia công nhôm tiên tiến của nước ngoài cam kết phát triển các loại tấm ô tô giá rẻ. Công ty nhôm Novelis của Ấn Độ đã ra mắt dòng xe hợp kim AdvanzTM Ac5754R để giảm trọng lượng của xe. Công ty cũng đã hợp tác với Jaguar Land Rover Automotive Co., Ltd. để phát triển hợp kim nhôm AC-170PX với các đặc tính tạo hình và viền tuyệt vời [3] để sử dụng cho các tấm bên ngoài của ô tô. Mặt khác, Okoninck tại Hoa Kỳ đã phát triển thành công thiết bị sản xuất tấm ô tô thế hệ mới và quy trình công nghệ “Micro-Mill”, giúp cải thiện đáng kể hiệu suất của các tấm nhôm cho thân và tấm ô tô, với mức tăng 20%. về hiệu suất tổng thể và giảm 30% chi phí. . Hiện nay, trong lĩnh vực tấm thân ô tô, hợp kim nhôm 6082 được sử dụng rộng rãi nhất. Trong dầm chống va chạm phía trước và phía sau, nhiều công ty cố gắng sử dụng các cấu hình đùn sê-ri 6XXX hoặc sê-ri 7XXX để chuẩn bị.

Trong lĩnh vực tàu thủy, ứng dụng của hợp kim nhôm trên tàu biển đã dần được mở rộng. Phát triển sớm ở nước ngoài. Cho đến nay, chủ yếu là hợp kim nhôm sê-ri 5XXX và sê-ri 6XXX lần lượt được sử dụng cho vỏ tàu và đóng tàu. Về hợp kim nhôm biến dạng [4], chủ yếu có: hợp kim 5086 và 5456 ở Hoa Kỳ, hợp kim 5083 ở Nhật Bản, hợp kim N8 (5083) ở Vương quốc Anh, AMr6 (5A06), AMr61, B48-4 (01980 ), và K48 ở Liên Xô cũ. -1, hợp kim K48-2. Nga đã phát triển các hợp kim Al-Zn-Mg có độ bền cao (chẳng hạn như hợp kim 01970, 01975, v.v.) có chứa scandium (0.1% đến 0.3%). Về hợp kim nhôm đúc [4] chủ yếu có: Hợp kim BAП5, AП4M (ZL111), AП8 (ZL301), AП13, AП25, AП27 của Liên Xô, Hợp kim 356 (ZL101), SEM328 (ZL106), 514 của Liên Xô (ZL302), 515, 518 (YL302), 520 (ZL301), hợp kim X250, … Hiện nay, việc sử dụng vật liệu hợp kim nhôm trong ngành hàng hải vẫn chủ yếu dựa trên hợp kim 5083 và các hợp kim cải tiến của nó, tận dụng triệt để lợi thế toàn diện của nó về khả năng chống ăn mòn, hiệu suất hàn, khả năng định hình dễ dàng và các đặc tính cơ học.

Hợp kim nhôm sẽ là vật liệu C-bit trong tương lai?

Trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, vật liệu nhôm hàng không vũ trụ hiện đại đang phát triển theo hướng hiệu suất toàn diện cao, mật độ thấp, thông số kỹ thuật lớn, tính đồng bộ cao và tích hợp sức mạnh và cấu trúc. Nhắm đến hợp kim nhôm sê-ri 2XXX, Alcoa và Alcoa de France đã phát triển các hợp kim 2026 và 2027 có độ bền cao và khả năng chịu sát thương cao [5]. Đùn của nó (độ dày 12 ~ 82 mm) và tấm (độ dày 12 ~ 55mm) cao hơn 20% ~ 25% và 10% so với hợp kim 2024. Liên quan đến hợp kim nhôm sê-ri 7XXX [5], Alcoa, Alcoa Pháp và Aleris Alcoa đã phát triển hợp kim nhôm có độ bền cao và dẻo dai với độ nhạy dập tắt thấp: 7085, 7140, 7081. Về hợp kim nhôm siêu bền, Alcoa Pháp đã phát triển hợp kim 7056-T79 / T76, được sử dụng trong các tấm cánh máy bay A380. Về hợp kim Al-Li, Nga đã phát triển 1460 hợp kim, và Hoa Kỳ đã phát triển hợp kim dòng Weldlite và hợp kim nhôm-liti 2097, 2197 và 2195. Tập đoàn nhôm Kenlian của Hoa Kỳ đã phát triển các hợp kim 2050 và 2198 (Al-Cu-LiMg-Ag) với mật độ thấp, độ dẻo dai cao và các đặc tính chịu thiệt hại cao. Năm 2010, Tập đoàn nhôm Kenlian của Mỹ đã đăng ký nhãn hiệu Airware cho các hợp kim dòng Al-Cu-Li. Hiện tại, nhu cầu về vật liệu hợp kim nhôm trong lĩnh vực hàng không vũ trụ chủ yếu tập trung vào các hợp kim dòng 2XXX và 7XXX độ bền cao, cũng như các hợp kim nhôm-liti mật độ thấp.

(2) Tình hình phát triển và nghiên cứu vật liệu hợp kim nhôm trong nước

Từ sau “Kế hoạch 13 năm lần thứ 1”, năng lực và trình độ kỹ thuật sản xuất nhôm của nước ta đã có những bước phát triển vượt bậc [2019]. Năm 5.252, sản lượng nhôm đạt 107 × 4 tấn, đứng đầu thế giới. đất nước tôi đã phát triển độc lập LC9, LC12, LY2, 12A2, 16A7, 04A7, 04B7, 50A7, 50B6,7 và các loạt hợp kim nhôm khác [3190], và thiết lập hệ thống công nghệ gia công vật liệu hợp kim nhôm thế hệ thứ nhất, thứ hai và thứ ba. Trong những năm gần đây, các tính chất của hợp kim nhôm đúc mới có độ bền cao và độ dẻo dai, hợp kim nhôm-liti thế hệ thứ ba và các cấu hình hợp kim nhôm hiệu suất cao do nước tôi phát triển đã đạt đến trình độ tiên tiến quốc tế. Trong “Thành phần hóa học của nhôm rèn và hợp kim nhôm” (GB / T 2020-29), nước tôi đã bổ sung thêm 10 thương hiệu hợp kim nhôm trong nước trong 5 năm qua. Trong số đó, Đại học Công nghệ Bắc Kinh đi đầu thế giới về làm chủ công nghệ điều chế và xử lý hợp kim nhôm cường lực phân tán chứa erbium, và phát triển 5 loại hợp kim bao gồm tấm cán nguội hợp kim nhôm 83E5 chứa erbium, hợp kim nhôm 06E8 nóng. – tấm cuộn và tấm tường ép đùn nóng. Được liệt kê trong tiêu chuẩn quốc gia [XNUMX], nó đã được áp dụng trong các lĩnh vực quan trọng như quốc phòng và ô tô, và một số giống đã thay thế các sản phẩm nhập khẩu.

Nhằm vào quy trình tạo hình đùn và thiết bị của các cấu hình hợp kim nhôm hiệu suất cao, CRRC và các trường đại học đã phát triển các công nghệ tinh chế, thanh lọc và đồng nhất phôi hợp kim nhôm, đồng thời phát triển các khuôn và thiết bị đùn quy mô lớn để cho phép phát triển các cấu hình hợp kim nhôm. Chu kỳ rút ngắn 25%, chi phí giảm 15%, tăng năng suất lên 62%. Đại học Northeastern và Đại học Giao thông Đại Liên lần lượt phát triển công nghệ xử lý dòng ngắn đùn đùn liên tục cho kim loại lỏng, kim loại bán rắn và kim loại rắn, đồng thời thực hiện công nghiệp hóa, đạt đến trình độ tiên tiến quốc tế hoặc hàng đầu trong lĩnh vực kỹ thuật này. Công ty TNHH Nhôm Sơn Đông Nam Sơn đã thành công lọt vào danh sách nhà cung cấp toàn cầu của Công ty Boeing. China Zhongwang Holdings Co., Ltd. đã liên tiếp mua lại quyền kiểm soát của German Una Aluminium Co., Ltd. và Silver Yachts Ltd., một nhà sản xuất siêu du thuyền hoàn toàn bằng nhôm có trụ sở tại Úc. Một số lượng lớn vũ khí tối tân làm từ vật liệu chủ lực là hợp kim nhôm do Công ty TNHH Hợp kim nhẹ Đông Bắc Chinalco, Công ty TNHH (Tập đoàn) Nhôm Tây Nam và Công ty TNHH nhôm Tây Bắc cung cấp đã xuất hiện trên trận địa. Ngoài ra, Đại học Đông Bắc, Đại học Giao thông Thượng Hải, Công ty TNHH Viện Nghiên cứu Ứng dụng Vật liệu Nhôm Trung Quốc và Đại học Cát Lâm đã đạt đến trình độ tiên tiến quốc tế hoặc dẫn đầu về hợp kim nhôm biến dạng có độ bền cao và độ dẫn điện cao, hợp kim nhôm cho ô tô, và hợp kim nhôm đúc. Hiện tại, một số vật liệu hợp kim nhôm có quyền sở hữu trí tuệ của nước tôi đã được sử dụng trong ô tô, tàu thủy, hàng không vũ trụ và các lĩnh vực khác.

Các vấn đề trong lĩnh vực vật liệu hợp kim nhôm ở nước tôi

Điều đáng chú ý là mặc dù vật liệu hợp kim nhôm của nước ta đã đạt được những kết quả đáng kể về quy mô công nghiệp và trình độ kỹ thuật, nhưng việc xây dựng nền công nghiệp hiện đại của nước ta bắt đầu muộn và có nền tảng yếu. Tự túc. nước tôi sẽ là nước có nhu cầu lớn về các vật liệu cơ bản quan trọng trong một thời gian dài trong tương lai, và nhu cầu về số lượng và chủng loại vật liệu đó sẽ tiếp tục tăng. Tuy nhiên, vật liệu cao cấp không chiếm tỷ trọng cao trong hệ thống công nghiệp, các cải tiến ban đầu tương đối nhỏ, và các công nghệ chủ chốt chung cơ bản và công nghệ chế biến chuyên sâu chưa phát triển đầy đủ. Alcoa có 30,000 bằng sáng chế. Ngược lại, các công ty Trung Quốc có ít bằng sáng chế ban đầu và hàng trăm nhãn hiệu thường được sử dụng. Tuy nhiên, nghiên cứu và phát triển của riêng Trung Quốc là rất ít. Đồng thời, tính đồng bộ, đồng bộ, ổn định của chất lượng sản phẩm chưa cao. . Cần cải thiện độ ổn định chất lượng của các tấm và tấm da dày được kéo căng sẵn cho các máy bay lớn và các tấm ô tô chở khách, và một số tấm, dải và lá nhôm cao cấp vẫn phụ thuộc vào nhập khẩu. Ngoài ra, việc phát triển sâu rộng ngành sản xuất vật liệu hợp kim nhôm của nước tôi là một vấn đề nghiêm trọng. Mặc dù quy mô công nghiệp đang phát triển nhanh chóng nhưng việc nghiên cứu và phát triển còn ít. Sự đổi mới công nghệ của hội nhập “sản xuất, học tập và nghiên cứu” còn yếu, và các trường đại học và doanh nghiệp không thể phát huy lợi thế của đổi mới hợp tác. Do đó, việc từng bước thúc đẩy sự phát triển của các ngành nghiên cứu và các ngành liên quan đến chất lượng cao, đổi mới và hiệu quả cao là rất quan trọng.

Trong lĩnh vực ô tô, các tấm hợp kim nhôm ô tô của nước tôi vẫn phải đối mặt với ba vấn đề lớn: ① thiếu hợp kim nhôm ô tô có quyền sở hữu trí tuệ độc lập và nhôm ô tô cao cấp chưa được đăng ký, điều này gây khó khăn cho việc đáp ứng nhu cầu cá nhân của các công ty ô tô; ② ứng dụng tấm ô tô Không đủ xây dựng nền tảng nghiên cứu và phát triển công nghệ. Nghiên cứu cần được tăng cường về tạo hình tiên tiến, kết nối các vật liệu khác nhau, sản xuất các bộ phận chi phí thấp và thân thiện với môi trường và xử lý bề mặt; ③ Cần tăng cường ứng dụng cấu hình hợp kim nhôm trong các phương tiện năng lượng mới và cần thiết lập các nền tảng đổi mới công nghệ tương ứng. Phát triển các sản phẩm liên quan như cấu trúc thân xe, hệ thống truyền động điện, khay pin, khung phụ, xử lý bề mặt, Vv

Đối với lĩnh vực tàu thủy, hợp kim nhôm dùng cho tàu biển của nước ta vẫn còn tồn tại hai điểm nghẽn kỹ thuật: một là hợp kim nhôm dùng cho tàu biển có ít loại, tính năng tổng thể và độ ổn định chất lượng của hợp kim này thấp hơn so với các hợp kim cùng loại ở nước ngoài. Quốc gia; loại còn lại là vật liệu hợp kim nhôm cho tàu thủy. Công nghệ ứng dụng chủ yếu thể hiện ở công nghệ hàn. Giữa nước tôi và nước ngoài vẫn còn khoảng cách về hàn khuấy ma sát và hàn laze, điều này làm hạn chế sự phát triển của hợp kim nhôm cho tàu biển.

Trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, nước tôi vẫn còn khoảng cách đáng kể với các nước phát triển về R&D và ứng dụng hợp kim nhôm hàng không vũ trụ. Việc phát triển hợp kim mới ở nước tôi đang ở giai đoạn bắt chước, và có rất ít giống hợp kim được phát triển; có rất ít nghiên cứu về lý thuyết cơ bản của hợp kim. Vẫn còn một khoảng cách nhất định giữa sự ổn định chất lượng và giá thành của sản phẩm nguyên liệu hàng không của nước ta và nguyên liệu nhập khẩu.

Nhu cầu thị trường và xu hướng phát triển của các dòng vật liệu hợp kim nhôm

Nhu cầu thị trường về hợp kim nhôm thường quyết định các loại, sản lượng và đặc tính hoạt động của các sản phẩm hợp kim nhôm. Do hợp kim nhôm có nhiều loại, quá trình phát triển và hiện trạng trong và ngoài nước không giống nhau, và một số hợp kim nhôm sẽ được ứng dụng chéo trong các lĩnh vực ô tô, tàu thủy và hàng không vũ trụ, vì vậy phần này được phân loại và giải thích về loạt hợp kim nhôm.

(1) Hợp kim nhôm sê-ri 2XXX

Hợp kim nhôm sê-ri 2XXX (A1-Cu-Mg) có độ bền kéo cao, độ dẻo dai và độ bền mỏi, khả năng chịu nhiệt tốt, tính chất gia công và hàn, được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp hàng không, ô tô và vũ khí. Các lớp chính là 2A01, 2A02, 2A06, 2A11, 2A12, vv Một loạt các hợp kim, chẳng hạn như hợp kim 2024, 2124, 2524, 2324, đã được phát triển để cải thiện sức mạnh, phù hợp với sức mạnh và độ dẻo dai, và khả năng chịu thiệt hại. Các mô hình thiết bị của đất nước tôi đang phát triển theo hướng trọng lượng nhẹ, tuổi thọ cao, độ tin cậy cao và chi phí thấp, đồng thời có yêu cầu cao hơn về độ bền đứt gãy, khả năng chống nứt vỡ và khả năng chống ăn mòn của vật liệu da thân máy bay. Trên cơ sở hợp kim nhôm tấm dày 2024-T351, nước ngoài đã chế tạo ra các hợp kim nhôm 2324, 2624 và các loại hợp kim nhôm có khả năng chịu sát thương cao khác với độ bền, độ dẻo dai, chống mỏi và chống ăn mòn khác nhau phù hợp với bề mặt cánh dưới của cánh, và nhận ra các ứng dụng đã cài đặt. Chúng tôi cần khẩn trương thực hiện việc phát triển các hợp kim nhôm dòng 2XXX có khả năng chịu thiệt hại cao. Trong tương lai, vi gia công composite sẽ là một hướng phát triển quan trọng của hợp kim nhôm cường độ cao dòng Al-Cu-Mg.

(2) Hợp kim nhôm sê-ri 4XXX

Hiện nay, piston ô tô của nước ta chủ yếu sử dụng hợp kim Al-Si eutectic và hypoeutectic, nhưng với yêu cầu hoạt động của động cơ không ngừng được nâng cao thì khó có thể đáp ứng được yêu cầu về tính năng. Hợp kim Al-Si hypereutectic có mật độ thấp, hệ số giãn nở tuyến tính thấp, khả năng chống mài mòn cao hơn và ổn định thể tích. So với hợp kim Al-Si hypectic và eutectic, nó là vật liệu piston lý tưởng hơn. Các piston hợp kim Al-Si eutectic đã được sản xuất hàng loạt ở nước ngoài và được sử dụng trong xe tải và ô tô, chẳng hạn như hợp kim A390 ở Hoa Kỳ, hợp kim AC9A và AC8A (ZL109) ở Nhật Bản và hợp kim A390 ở Úc. Tuy nhiên, hiện tại, có rất ít nhà sản xuất piston hợp kim Al-Si eutectic ở nước tôi và hầu hết họ dựa vào nhập khẩu. Ngoài ra, giữa vật liệu hợp kim nhôm tăng áp ô tô với nước ngoài còn có khoảng cách lớn. Vật liệu hợp kim nhôm tăng áp ô tô hiệu suất cao chủ yếu dựa vào các nước như Nhật Bản. Do đó, việc phát triển các vật liệu hợp kim nhôm ô tô chủ chốt cho các piston và cánh quạt tăng áp hiệu suất cao là điều cấp thiết.

(3) Hợp kim nhôm sê-ri 5XXX

Hợp kim Al-Mg, đặc biệt là hợp kim Al-Mg với hàm lượng Mg cao, có độ bền riêng cao, khả năng hàn và chống ăn mòn tốt, và sẽ trở thành vật liệu rất cạnh tranh trong tương lai hàng không vũ trụ, tàu cao tốc, đại dương và các lĩnh vực khác. Hiện tại, các tấm hợp kim Al-Mg, cấu hình và dây hàn cho hàng không vũ trụ, tàu hỏa, hàng hải và các ứng dụng khác chủ yếu dựa vào nhập khẩu. Thị trường dây hàn cao cấp về cơ bản do ALCOA của Mỹ độc quyền. Hợp kim ER5183 và ER5356 chủ yếu dựa vào nhập khẩu và nhập khẩu chiếm doanh số bán hàng của nó. 70%, hợp kim Al-Mg dùng trong tàu hải quân chủ yếu phụ thuộc vào Nga. Các thỏi thông thường có hàm lượng Mg cao đã phát triển đuôi gai, phân tách pha eutectic nghiêm trọng và hiệu suất hình thành kém. Vẫn còn nhiều vấn đề trong các phương pháp xử lý hiện nay, chẳng hạn như hiệu suất thấp, chất lượng kém rõ ràng, quy trình kéo dài, chất lượng không ổn định và năng suất thấp. Quá trình đông đặc và hình thành nhanh có thể ức chế sự kết tủa của Mg, đồng thời có thể kiểm soát và thu được các tinh thể đồng đều mịn và các pha kết tủa nano, cải thiện đáng kể hiệu suất và tính đồng nhất của vật liệu. Do đó, sự phát triển của công nghệ đùn và cán liên tục hóa rắn nhanh hợp kim Al-Mg hiệu suất cao được kỳ vọng sẽ giải quyết được nhu cầu về hợp kim Al-Mg chất lượng cao.

(4) Hợp kim nhôm sê-ri 6XXX

Vật liệu hợp kim nhôm sê-ri 6XXX là vật liệu quan trọng trong lĩnh vực vận tải đường sắt, ô tô và điện tử. Kể từ những năm 1980, các quốc gia và khu vực phát triển như Châu Âu, Mỹ và Nhật Bản đã phát triển hợp kim nhôm ô tô và đăng ký nhãn hiệu 6009, 6016, 6010, 6111, 6022, 6082, v.v., tạo thành một tấm thân xe tương đối hoàn chỉnh và vật liệu ép đùn , Rèn và các hệ thống sản xuất và ứng dụng khác. Quá trình công nghiệp hóa các tấm thân hợp kim nhôm sê-ri 6XXX của đất nước tôi và rèns chỉ mới bắt đầu, và có một khoảng cách đáng kể. Các tấm hợp kim nhôm ô tô do Bộ Công nghiệp và Công nghệ Thông tin của nước tôi đề xuất phát triển trọng điểm là: 6016-S, 6016-IH, 6016-IBR, 6A16-S, 6A16-IBR, 6022, v.v. Tỷ lệ kéo dài của tấm hợp kim nhôm sê-ri 6XXX điển hình là A50 Không nhỏ hơn 25%, giá trị r không nhỏ hơn 0.60, cường độ năng suất đỗ 60 d Rp0.2 không nhỏ hơn 140 N / mm2, cường độ năng suất làm cứng sơn nung tăng không nhỏ hơn 80 N / mm2. Để đáp ứng các nhu cầu khác nhau, sự phát triển của công nghệ thiết kế, chuẩn bị và gia công hợp kim nhôm dòng 6XXX đã trở thành một xu hướng phát triển tất yếu.

(5) Hợp kim nhôm sê-ri 7XXX

Hợp kim nhôm dòng 7XXX có khả năng chống ăn mòn do ứng suất tốt, là dòng hợp kim nhôm có độ bền cao nhất và là vật liệu xương sống hàng không được quốc tế công nhận. Gần đây, hợp kim 7055 (Al8Zn-2.05Mg-2.3Cu-0.16Zr) đã được phát triển ở nước ngoài, có ứng suất chảy trên 620 MPa ở trạng thái T77511, và được sử dụng trong máy bay Boeing 777, giảm trọng lượng 635 kg. Hiện tại, hợp kim nhôm sê-ri 7XXX được sử dụng trong ngành hàng không của nước tôi thiếu thiết kế và công nghệ chuẩn bị và chế biến hợp kim có hệ thống, và một số sản phẩm hoàn toàn phụ thuộc vào nhập khẩu. Vì thỏi hợp kim nhôm có kích thước lớn dòng 7XXX có nhiều nguyên tố hợp kim, khoảng đông đặc rộng, ứng suất đúc lớn, quá trình oxy hóa / phân tách các nguyên tố hợp kim dễ dàng, v.v., chất lượng luyện kim của thỏi kém và khả năng tạo hình ở nhiệt độ phòng thấp. Điều quan trọng là phải phát triển các hợp kim nhôm sê-ri 7XXX mới. ý nghĩa.

(6) Hợp kim nhôm liti (Al-Li)

Hợp kim nhôm-liti là vật liệu nhẹ được phát triển nhanh chóng nhất trong vật liệu hàng không trong những năm gần đây. Nó có các đặc tính của mật độ thấp, mô đun đàn hồi cao, độ cứng riêng cao, tính năng chống mỏi tốt, chống ăn mòn, v.v. Sau khi thay thế các hợp kim nhôm thông thường, chất lượng có thể giảm 10% ~ 20%, độ cứng tăng 15%. ~ 20%. Công ty ALCOA của Mỹ đã đưa ra “Kế hoạch 20/20 Hàng không ALCOA” vào đầu thế kỷ 21. Mục tiêu là giảm 20% giá thành và trọng lượng của hợp kim nhôm hàng không trong vòng 20 năm. Kenlian Aluminium đã phát triển hợp kim nhôm-liti 2050 và 2198 (Al-Cu-Li-Mg-Ag) với mật độ thấp, độ dẻo dai cao và khả năng chịu thiệt hại cao. Có rất ít loại hợp kim Al-Li được phát triển độc lập ở nước tôi và chỉ có hợp kim 1420 được sử dụng. Hợp kim nhôm-liti được sử dụng trong máy bay chở khách C919 do Alcoa cung cấp. Chỉ các loại hợp kim hạn chế như 1420, 2195, 2197 và 2A97 mới có thể được sản xuất tại Trung Quốc và các thỏi chỉ có dạng tấm dưới ((310 ~ 400) × 1280 × 4000) mm và dạng thỏi tròn dưới φ650 mm. Trong các ứng dụng hàng không cao cấp, các tấm (2B16) có độ dày hơn 60 mm và chiều rộng hơn 1500 mm (2B16) và dạng thỏi (2B16) có đường kính hơn 1500 mm chưa được sản xuất công nghiệp. . Do đó, việc phát triển thiết kế hợp kim nhôm-liti mới, công nghệ chế biến sâu và chuẩn bị phôi kích thước siêu lớn có ý nghĩa to lớn.

(7) Hợp kim nhôm chịu nhiệt

Hợp kim nhôm chịu nhiệt có thể kiểm soát được Si, Fe, Ni, Ag, đất hiếm và các nguyên tố khác tạo nên hợp kim nhôm có khả năng chống oxi hóa và rão ở nhiệt độ cao [9]. Nó là vật liệu cơ bản quan trọng trong các lĩnh vực hàng không vũ trụ, ô tô và vận chuyển đường sắt. . Các hợp kim nhôm chịu nhiệt truyền thống bao gồm: 2519, 2618, 2219, 2D70,… Với sự phát triển nhanh chóng của ngành hàng không vũ trụ và ô tô, các yêu cầu cao hơn được đặt ra đối với hợp kim nhôm chịu nhiệt. Máy bay chiến đấu thế hệ mới có tốc độ bay cao, nhiệt độ làm việc của vỏ thân máy bay trên 150 ℃. Hiện tại, nhiệt độ sử dụng lâu dài của hợp kim nhôm chịu nhiệt như 2618, АК4-1ч và 2D70 đều dưới 150 ℃. Việc phát triển các hợp kim nhôm chịu nhiệt mới có khả năng Phải làm.

(8) Hợp kim Al-Sc với hàm lượng Scandi (Sc) cực thấp

Hợp kim Al-Sc có những đặc tính tuyệt vời như độ bền cao, độ dẻo tốt và chống ăn mòn, và đã trở thành một thế hệ vật liệu nhẹ mới cho hàng không vũ trụ, tàu thủy, … sau hợp kim Al-Li. Độ bền kéo của hợp kim Al-Mg có chứa scandium vết cao hơn 30% so với hợp kim 5083 và độ bền chảy cao hơn gấp đôi. Khả năng hàn của nó tương đương với các hợp kim sê-ri 5XXX thông thường. Các đặc tính cơ học của vùng bị ảnh hưởng nhiệt và mối hàn xấp xỉ bằng đặc tính của ma trận, và khả năng chống ăn mòn tương đương với hợp kim 5083. Việc thay thế hợp kim sê-ri 5XXX hoặc sê-ri 6XXX cho các bộ phận hàng không vũ trụ có thể đạt được mức giảm đáng kể. Nó cũng là một vật liệu tuyệt vời cho ô tô và phương tiện giao thông đường sắt. Nga đứng đầu thế giới trong việc phát triển hợp kim nhôm có chứa scandium, và đã tạo thành Al-Mg-Sc, Al-Mg-Li-Sc, Al-Zn-MgSc, Al-Zn-Mg-Cu-Sc, Hợp kim Al-Cu-Mg-Sc, hàm lượng scandium là 0.18% ~ 0.5%. Để thúc đẩy ứng dụng hợp kim nhôm-scandium trong ngành hàng không và ô tô, Bộ Công nghiệp và Công nghệ thông tin nước tôi đã lựa chọn hợp kim nhôm chứa scandium là một trong những vật liệu mới ưu tiên phát triển. đất nước của tôi rất giàu tài nguyên scandium, và một dây chuyền sản xuất oxit scandium có độ tinh khiết cao đã được xây dựng, đặt nền móng cho sự phát triển của hợp kim nhôm-scandium.

(9) Lớp 500 MPa nóng dập hợp kim nhôm cho ô tô

vật liệu hợp kim nhôm cường độ cao dập nóng của nước tôi vẫn còn trống. Sự kết hợp của các vật liệu mới và phát triển quy trình tạo hình mới là một phương tiện hữu hiệu để giải quyết việc tạo hình các bộ phận ô tô bằng hợp kim nhôm có độ bền cao. Tập trung vào các hợp kim sê-ri 7XXX, tích cực khám phá các hợp kim 2XXX và phát triển vật liệu hợp kim nhôm dập nóng loại 500 MPa, có triển vọng quan trọng để sản xuất các bộ phận ô tô có hình dạng phức tạp.

(10) Vật liệu composite dựa trên nhôm

Tấm composite nhiều lớp nhôm-thép: Sự kết nối hiệu quả của boong nhôm và thép đã trở thành một trong những yếu tố hạn chế đối với trọng lượng nhẹ của kết cấu thượng tầng của tàu lớn. Mối ghép chuyển tiếp hỗn hợp nhôm-thép được sử dụng để hàn giữa nhôm và vỏ tàu thép cung cấp một giải pháp thay thế quy trình tán đinh truyền thống. Honda đã phát triển công nghệ kết hợp giữa thép và nhôm, công nghệ này sẽ được áp dụng cho các khung xe sản xuất hàng loạt trên toàn thế giới. Hiện tại, các khớp nối nhôm-thép composite được sử dụng ở Trung Quốc chủ yếu được nhập khẩu từ nước ngoài, và giá thành cao tới 4 × 105 CNY / tấn. Với những con tàu quy mô lớn trong tương lai, nhiệt độ hàn cao hơn, ứng suất chịu tải lớn hơn và giao diện liên kết mạnh hơn là cần thiết cho các mối nối chuyển tiếp, và nhu cầu cấp thiết là phát triển các mối nối nhôm-thép hiệu suất cao.

Vật liệu composite hợp kim nhôm cho bộ tản nhiệt ô tô: Lá, dải và tấm composite hợp kim nhôm là vật liệu chính để sản xuất các bộ trao đổi nhiệt dạng hàn như điều hòa ô tô, bộ tản nhiệt và máy sấy tay. Vật liệu composite được làm bằng cách cán và cán 2 ~ 3 loại hợp kim. Lớp phủ chủ yếu là hợp kim silicon cao hoặc hợp kim tiềm năng thấp, chẳng hạn như hợp kim 4004, 4045, 4047, 4A13, 7A01, v.v. Vật liệu cốt lõi chủ yếu là hợp kim 3003, 3003 + 1.5% Zn và 3004, v.v.

Tấm nhôm tổ ong: thường được cấu tạo bởi hai tấm mỏng và chắc và một lõi tổ ong ở giữa. Nó có ưu điểm là trọng lượng nhẹ, độ bền cao, độ cứng cao, độ ổn định tốt, cách nhiệt, cách âm, … Nó đã được sử dụng trong máy bay, tàu hỏa, tàu thủy, … Được sử dụng trong các sản phẩm hiện có trên thị trường nói chung là chất kết dính sản phẩm, trừ nguyên liệu nhập khẩu dùng cho ngành hàng không, là sản phẩm hàn. Tấm dễ tẩy dầu mỡ trong môi trường có độ ẩm cao, rung động mạnh và nhiệt độ cao. Sự phát triển của tấm kết cấu tổ ong trọng lượng nhẹ, độ bền cao, chống ăn mòn và có thể uốn được và tấm lõi là xu hướng phát triển của tấm tổ ong. Một số nước ngoài đã phát triển các tấm tổ ong bằng nhôm hàn vào đầu những năm 1990, và phát triển các vật liệu tổ ong có độ bền cao, được tăng cường tuổi thọ, chống ăn mòn và có thể uốn được. Trong năm năm qua, sản lượng nhôm tổ ong của nước tôi duy trì tốc độ tăng trưởng bình quân là 22%. Năm 2012, dung lượng thị trường của các sản phẩm nhôm tổ ong kết dính chỉ tính riêng thị trường xây dựng của nước tôi đã đạt 7.674 tỷ nhân dân tệ. Ước tính đến năm 2035, nhu cầu về tấm composite tổ ong có độ bền cao và chống ăn mòn sẽ đạt 7 × 107 m2 và triển vọng rất rộng lớn.

Triển vọng phát triển của ngành hợp kim nhôm

1. Các chính sách có lợi cho sự phát triển của ngành hợp kim nhôm

So với các vật liệu kim loại khác, hợp kim nhôm có những ưu điểm toàn diện như xanh, bảo vệ môi trường, hiệu quả cao, độ chính xác cao và có thể tái chế. Trong những năm gần đây, ngành công nghiệp hợp kim nhôm đã được khuyến khích và hỗ trợ bởi các chính sách công nghiệp quốc gia. Tích cực thúc đẩy các nguyên tắc mới và công nghệ mới của vật liệu nhẹ và độ bền cao mới, đồng thời tập trung vào nghiên cứu và phát triển tích hợp cấu trúc / vật liệu nhẹ mới, thiết kế thông minh, linh hoạt và công nghệ sản xuất hợp kim nhôm tiên tiến, hợp kim magiê, hợp kim titan và vật liệu nhẹ và độ bền cao khác Nghiên cứu và phát triển. Tích cực thúc đẩy ứng dụng của hợp kim nhôm, có lợi cho sự phát triển của ngành công nghiệp hợp kim nhôm. Các chính sách cụ thể như sau:

2. Ô tô hạng nhẹ thúc đẩy tăng trưởng nhu cầu về hợp kim nhôm

Vật liệu nhẹ là cách trực tiếp và hiệu quả nhất để giảm trọng lượng của ô tô. So với thép, hợp kim nhôm có tỷ trọng thấp hơn và khả năng giảm trọng lượng lớn hơn; so với hợp kim magiê, nó có chi phí thấp hơn và quá trình hình thành và phương pháp kết nối trưởng thành hơn. Ngoài ra, nhôm có trữ lượng lớn, chống ăn mòn tốt, tỷ lệ tái chế cao. Do đó, nó đã dần trở thành vật liệu chủ đạo cho ô tô nhẹ, điều này thúc đẩy sự gia tăng nhu cầu về hợp kim nhôm và tiếp tục thúc đẩy sự gia tăng tiêu thụ hợp kim nhôm.

Ứng dụng của hợp kim nhôm trong ô tô nhẹ chủ yếu bao gồm rèn hợp kim nhôm, kim loại đúc chếts, các sản phẩm đùn và kéo hợp kim nhôm, v.v.

Hợp kim nhôm đúc được sử dụng rộng rãi nhất trong quá trình nhẹ ô tô hiện nay. Nó chủ yếu được sử dụng trong động cơ ô tô, khung gầm, trục bánh xe và các cấu trúc khác. Động cơ đã được mệnh danh là bộ phận “trái tim” của ô tô, ở đầu xi-lanh, khối xi-lanh, pít-tông, … Việc ứng dụng hợp kim nhôm vào các bộ phận không chỉ có thể làm giảm hiệu quả trọng lượng tổng thể của động cơ mà còn tiêu hao nhiệt lượng sinh ra trong động cơ hoạt động kịp thời, nâng cao hiệu suất làm việc của động cơ.

Khả năng hàn của tấm hợp kim nhôm kém hơn thép trong quá trình sử dụng, điều này giúp cải thiện hiệu suất hàn và chất lượng hàn của tấm hợp kim nhôm, đồng thời tăng phạm vi ứng dụng của hợp kim nhôm. Ứng dụng công nghệ tạo hình nóng, công nghệ tạo hình siêu dẻo và công nghệ tạo hình trùng hợp điện từ để nâng cao khả năng định hình và chất lượng tạo hình của tấm hợp kim nhôm.

Hiện nay, ngoài vật liệu kim loại hợp kim nhôm truyền thống, vật liệu composite nền nhôm đã được sử dụng rộng rãi trong sản xuất ô tô nhẹ do ưu điểm của chúng là mật độ thấp, độ bền cao và khả năng chống ăn mòn cao. So với piston truyền thống bằng gang, piston động cơ ô tô giảm khoảng 10% trọng lượng, đồng thời hiệu suất tản nhiệt tăng gấp 4 lần. Bị hạn chế bởi giá cả và kiểm soát chất lượng sản xuất, vật liệu tổng hợp làm từ nhôm vẫn chưa hình thành quy mô lớn, nhưng đã cho thấy hiệu quả tuyệt vời của chúng trên một số bộ phận ô tô.

3. Việc mở rộng các lĩnh vực ứng dụng hợp kim nhôm thúc đẩy sự phát triển của ngành

Hợp kim nhôm là vật liệu kết cấu kim loại màu được sử dụng rộng rãi nhất trong ngành công nghiệp. Hiện nay, ngành công nghiệp hợp kim nhôm đã phát triển thành một thị trường tương đối trưởng thành. Khi nền kinh tế các-bon thấp trở thành xu hướng chung, do nhu cầu thị trường tăng và sự cải tiến của công nghệ chế biến nhôm, việc ứng dụng hợp kim nhôm trong các lĩnh vực cao cấp như phương tiện năng lượng mới, đường sắt cao tốc, tàu thủy, và hàng không ngày càng trở nên rộng rãi hơn. Người ta kỳ vọng rằng ứng dụng của hợp kim nhôm Việc không ngừng thăm dò và mở rộng lĩnh vực sẽ thúc đẩy hơn nữa sự phát triển của ngành công nghiệp hợp kim nhôm.

4. Mô hình ngành cáp hợp kim nhôm đang dần hình thành

Khi công tác quản lý thị trường cáp hợp kim nhôm từng bước được chuẩn hóa, cơ chế giám sát chất lượng từng bước được hoàn thiện, Bộ Nhà ở và Phát triển đô thị – nông thôn đã thúc đẩy mạnh mẽ việc từng bước thực hiện hệ thống trách nhiệm trọn đời của năm bên (nhà xây dựng, nhà thiết kế, nói chung. nhà thầu, nhà thi công và giám sát), và Với việc phổ biến hơn nữa công nghệ và kiến ​​thức sản phẩm cáp hợp kim nhôm, người ta tin rằng sự gia tăng của các sản phẩm kém chất lượng và kém chất lượng trên thị trường sẽ được hạn chế một cách hiệu quả. Do đó, người dùng tầm trung sẽ chạy theo người dùng phổ thông và thực sự lựa chọn và sử dụng tốt các sản phẩm cáp hợp kim nhôm. Người dùng cấp thấp chắc chắn sẽ thay đổi nhu cầu sử dụng sản phẩm cáp hợp kim nhôm hiện nay và lựa chọn thương hiệu cáp hợp kim nhôm hợp lý hơn. Chắc chắn rằng những thương hiệu sản phẩm cáp hợp kim nhôm tiết kiệm chi phí, đảm bảo an toàn, không ẩn chứa nhiều nguy hiểm trên thị trường sẽ ngày càng thu hút được nhiều sự quan tâm và lựa chọn tất yếu của người dùng. Thị trường cáp hợp kim nhôm đã từ chỗ trống rỗng và khó phát triển ở giai đoạn quảng bá ban đầu, trở nên hỗn loạn trong thời gian giữa, và giờ đây nó đã dần tiến tới sự hợp lý.

Các công ty trẻ bước vào đại gia đình ngành cáp hợp kim nhôm đang nỗ lực chinh phục công nghệ cáp hợp kim nhôm, cải tiến kỹ thuật công nghệ sản xuất, nhằm cho ra đời những sản phẩm cáp đạt tiêu chuẩn trong thời gian sớm nhất. Ngoài việc tiếp tục cải tiến công nghệ và quy trình sản xuất, nâng cao chất lượng và độ ổn định của sản phẩm, một số công ty nổi bật bước vào ngành trong giai đoạn đầu cũng tích cực sử dụng và tiếp thu các công cụ và tư duy tiên tiến như Internet +, chăm chỉ rèn luyện tay nghề, đi trên con đường chất lượng và chiến thắng bằng chất lượng. Tìm kiếm sự phát triển lành mạnh và ổn định của doanh nghiệp.

Từ quan điểm phát triển ngành và xu hướng thị trường, trong ngành cáp hợp kim nhôm, định hướng phát triển công nghệ, định vị chất lượng và yêu cầu phù hợp sản phẩm trong tương lai của công ty đã rất rõ ràng. Mức độ của thương hiệu sản phẩm trên thị trường về cơ bản đã rõ ràng với việc rửa tội cho sự sống còn của những người khỏe mạnh nhất, thành phần của các nhóm người dùng, sự phân bổ nhu cầu và các lực lượng chính dẫn đầu thị trường. Nhìn chung, ngành cáp hợp kim nhôm đã bước vào giai đoạn trưởng thành dần dần, xu hướng phát triển về cơ bản là rõ ràng, xu hướng phát triển về cơ bản là lành mạnh, còn đường quanh co nhưng tương lai tươi sáng. Công tác quản lý thị trường cáp hợp kim nhôm từng bước được chuẩn hóa. Công tác quản lý thị trường cáp hợp kim nhôm từng bước được chuẩn hóa.

Trong sự phát triển kinh tế và xã hội nhanh chóng hiện nay, đối mặt với các cuộc khủng hoảng năng lượng mới và các vấn đề môi trường, các phương tiện nhẹ có thể cải thiện hiệu quả tiết kiệm nhiên liệu của phương tiện, từ đó giảm lượng khí thải ô nhiễm. Trong quá trình làm trọng lượng nhẹ ô tô, hợp kim magiê, hợp kim nhôm và các vật liệu kim loại khác đã được sử dụng rộng rãi do những ưu điểm và đặc tính của chúng. Trong tương lai, các cải tiến công nghệ sẽ được sử dụng để giảm chi phí vật liệu, tăng khả năng sử dụng vật liệu và phát triển các vật liệu thân thiện với môi trường và khả thi. Vật liệu mới có thể tái chế cũng là một xu hướng tất yếu trong việc nghiên cứu và phát triển ô tô hạng nhẹ.

Liên kết đến bài viết này : Hợp kim nhôm sẽ là vật liệu C-bit trong tương lai?

Tuyên bố Tái bản: Nếu không có hướng dẫn đặc biệt, tất cả các bài viết trên trang web này là bản gốc. Vui lòng ghi rõ nguồn để tái bản: https: //www.cncmachiningptj.com/,thanks!


Hợp kim nhôm sẽ là vật liệu C-bit trong tương lai?PTJ® cung cấp đầy đủ các Độ chính xác tùy chỉnh máy gia công cnc trung quốc Chứng nhận ISO 9001: 2015 & AS-9100. Độ chính xác nhanh 3, 4 và 5 trục Cơ khí CNC dịch vụ bao gồm xay xát, tấm kim loại theo thông số kỹ thuật của khách hàng, Có khả năng gia công các bộ phận bằng kim loại và nhựa với dung sai +/- 0.005 mm. cắt laser, khoan, đúc khuôn, kim loại tấm và dập. Cung cấp nguyên mẫu, chạy sản xuất đầy đủ, hỗ trợ kỹ thuật và kiểm tra đầy đủ. ô tôhàng không vũ trụ, khuôn và vật cố định, ánh sáng dẫn,y khoa, xe đạp và người tiêu dùng thiết bị điện tử các ngành nghề. Giao hàng đúng hẹn. Hãy cho chúng tôi biết một chút về ngân sách dự án của bạn và thời gian giao hàng dự kiến. Chúng tôi sẽ cùng bạn lập chiến lược để cung cấp các dịch vụ hiệu quả nhất về chi phí nhằm giúp bạn đạt được mục tiêu của mình, Chào mừng bạn đến với Liên hệ với chúng tôi ( [email protected] ) trực tiếp cho dự án mới của bạn.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *