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鋁合金不止只有門窗,還有這些高大上的領域 !

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提起鋁合金,我們的第一反應往往是:鋁合金門窗!我家的門窗,都是用鋁合金材料的啊,可結實可好看,老好用了。

鋁本身是金屬,鋁合金通過加入其它金屬材料加強了強度。因此其具有密度低、散熱性好、抗壓強的特點,它的硬度是傳統塑料機械的好幾倍,重量也輕了不少。

其實,不只是生活中所看到的鋁合金門窗。鋁合金因其優良的特性,它早已運用于船艇市場、汽車輕量化改造、航天航空這些高端領域中,是必不可少的工業原材料。

十三五規劃中,《中國制造2025》的提出,加上今年4月份,李克強總理主持通過《裝備制造業標準化和質量提升規劃》。傳統制造業升級迫在眉睫,從源頭上看就是緊抓原材料的使用,而鋁合金的屬性,使得它在制造業新時期,具有無比強大的競爭力。

下面,我們就來看看鋁合金是如何運用于那些高端的制造業產業中的:

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客戶工廠現場

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                                                                         客戶工廠現場


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                                                           OYT-25米超大型龍門加工中心

隨著我國軌道交通產業的不斷發展,軌道交通已成為人們日常出行的主要交通方式,車體部件是軌道交通車輛中最重要的組成部件之一,主要由底架、左右兩面側墻、前后兩面端墻、頂棚六大模塊構成。鋁合金車體部件吸取了輕量化設計理念,采用薄壁中空鋁合金型材設計方案,結合整體性焊接工藝,較好地考慮了強度、剛度的關系。

鋁合金車體與傳統碳鋼及不銹鋼車體相比,在重量上有明顯優勢,鋁合金材料密度僅為鋼材的1/3,每節車可減輕1噸左右重量,可明顯降低運行能耗,每年可節電1萬~1.5萬千瓦時,從而提高車輛運營能力;在防腐性、耐腐能力上,鋁合金材料自身就是環保、防腐材料,且可回收利用,自然狀態下可在其表面形成一層致密的氧化膜,即使車體表面的防腐保護在脫落或受損狀態下,也可保證車體的耐腐能力,車體的使用壽命可達30年以上;在氣密性、外觀上,鋁合金車體為整體焊接結構,其氣密性更好,在同樣表面噴漆處理后其外觀更加美觀。介于鋁合金車體結構的突出優勢,國內外軌道交通車體產品用量正在逐年加大。

OYT-25米超大型龍門加工中心-適用于高鐵,動車,船舶,航空航天等大型材料的加工


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OYT-14米超大型龍門五軸加工中心

7月13日,由江龍船艇旗下合資品牌——澳龍船艇科技有限公司(以下簡稱“澳龍船艇”)建造的國內首艘70米級、1200客位大型豪華鋁合金高速客船“北游26”成功交付。
“北游26”設計總長70.6米,型寬17米,最大航速34節(55.8公里/小時),可載客1200人,創下了目前國內建造主尺度最大、客位數最高、同等客位數下航速最快、設計抗風等級最高的豪華鋁合金高速客船等多項紀錄。
大型鋁合金高速客船是船舶工業設計建造難度較高的船型之一,它的建造水平甚至可以直接反映出一個國家的行業建造水平。對此,澳龍船艇總經理王廣榮表示,“北游26”是目前國內建造尺寸最大的鋁合金高速客船,采用了包括計算流體力學分析、有限元結構分析、耐波性分析、結構疲勞強度分析、鋁材測試分析等先進技術,克服了國內大型鋁合金高速客船在船型設計和結構強度等方面的諸多瓶頸,出色地完成了該船的建造任務,確保了船舶的科學性與先進性。
據專家估算,在未來中國客運交通、休閑旅游、公務執法對鋁合金船艇的市場新增需求將超過200億元。
其中,客運船舶更新最緊迫:根據交通運輸部《老舊運輸船舶管理規定》,船齡在10年以上的高速客船,被劃為一類老舊海船(河船),強制報廢年限為25年。廣東省1995年以前建造的全鋁合金高速客船有31艘,占全鋁合金雙體高速客船存量的51.66%。未來幾年,這些高速客船必須全部強制報廢。
而目前,水上交通客運服務離不開精良的船舶裝備,全鋁合金高速客船的應用是主要發展方向。我國現有沿??瓦\碼頭180個左右,其中規模較大的有12個,主要分布在海南、山東、廣東、浙江、遼寧、福建及江蘇等省份。
如果全國港口客運碼頭25%的鋁合金船艇按照廣東省全鋁合金船的標準進行船型升級,每艘全鋁合金雙體高速客船按單價5000萬元測算,國內全鋁合金高速客船潛在的船型升級市場容量為18億元。
OYT-14米超大型龍門五軸加工中心-適用于高鐵,動車,船舶,航空航天等大型材料的加工

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                                                                   OYT-BT40加工中心

汽車產業是目前用鋁最多的,中國是全球最大的汽車生產國,所以鋁在中國汽車中的應用與汽車鋁材的深加工潛力巨大。

據國家發改委披露,中國有6億人及1/4的面積正在遭受著無所不在的霧霾天氣,而汽車排放的CO2占總排放量的27%,汽車保有量的不斷上升使環保問題所面臨的挑戰更加嚴峻,這些都呼吁汽車行業的綠色發展,采用盡量多的鋁制造汽車是當前汽車輕量化從而達到節能減排的最直接有效的措施與途徑。

環境污染和燃油經濟性等多重壓力下,汽車輕量化已經在全球市場范圍內達成共識。鋁合金可使車身減重40%,目前已成為車身輕量化的主要部件?!颁X代鋼”勢在必行,車用鋁材也已不再停留在書面倡議或是理論論證上了。國外的許多汽車廠商,早已捷足先登。

2015法蘭克福車展,捷豹第一款全鋁SUV車型正式全球首發。經過多年努力,我國汽車廠商也已經具備在汽車中推廣鋁合金的能力,高端鋁合金板材、鋁合金擠壓技術、鋁合金深加工能力已經成熟。在未來,車用鋁合金汽車市場潛力巨大,2020年汽車鋁合金市場空間約為2500億元。

OYT-BT40加工中心-適用于新能源汽車電池托盤型材、防撞呂梁型材的加工


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OYT-超大型雙片單頭鋸

鋁合金在航空航天構件上有廣泛的應用前景,比如高強鋁合金厚板作為主要承力構件,使用比例占飛機上總鋁材用量的30%~35%。目前,應用在航空民機的鋁合金材料主要有:鋁合金鑄件、鋁合金鍛件、大斷面鋁合金擠壓型材、鋁合金厚板等。在我國擁有自主知識產權的支線客機ARJ21-700與C919大型客機的用材中,鋁合金零部件的質量占到飛機總質量的65%~75%。高強度鋁合金材制成的擠壓型材板材占飛機總鋁材用量的30%-35%。
根據計劃,到2018年,ARJ21支線客機、C919大飛機所用30%以上的鋁合金材料將采用國產鋁材。目前中國的大飛機C919上國產材料使用的比例只有5%~6%,這幾年鋁合金在飛機市場的投入比率將會呈現質的提升。
分析預測,全球航空客運量2014-2023年之間,年均增長率達4.7%,新增客貨飛機將達19000架,低燃油可獲飛機約12400架將要退役,由新飛機替代,全球新增寬體客貨飛機市場需求約達9300架,按飛機數占同期新飛機總量30%。全球飛機數量有望增長1,其中,亞洲地區增長達35%。
據我國航空工業集團公司的預測,到2025年,我國航空運輸飛機擁有量將達3900架,其中,2000架大型客機。    
我國航空制造業進入高速發展期,目前私家飛機以及民用航空與大飛機生產逐年增多,航空鋁材近幾年市場規模將越來越大。
OYT-超大型雙片單頭鋸-適用于大斷面鋁合金擠壓型材的切斷加工

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隨著社會的飛速發展,大眾的生活水平一直在穩步提高,連帶著大眾的生活品質追求也日益攀升。最典型的就是家居裝修的要求,與多年前相比已經是天差地別。人們的實現慢慢從傳統裝飾材料發生了改變,轉而追求綠色、環保、快捷、時尚的裝修材料。

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OYT-三軸高速加工中心

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OYT-重型數控雙頭鋸


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OYT-六刀銑榫機


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OYT-組角機

這種境地之下,全鋁家居的應運而生就讓許多消費者眼前一亮,在如今快節奏的都市時代,全鋁家居以其節能環保、經久耐用、防火防水、防蛀蟲、防火防潮等優點完勝傳統的裝飾材料,受到了市場的熱烈歡迎,得到了消費者的青睞和喜愛,在整個市場上的占有率也越來越高。


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7月18日,“長江2020年第2號洪水”抵達三峽大壩,位于長江中下游的重點城市武漢市,作為連接漢江、洞庭湖、鄱陽湖水利調度的重要樞紐,承擔著極大的防汛抗洪壓力。7月17日,一道長858米、高2米的嶄新鋁合金拼裝式防洪墻在武昌江灘月亮灣堤防投入使用,成為緩解武漢市抗洪壓力的“防洪神器”。
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這種新式的防洪墻不僅堅固安全,而且自帶“高顏值”,成為江邊的一道亮麗風景線,也被網友們親切地稱之為中國版“防洪神器”。據了解,該新式防洪墻廣泛應用在了武漢的20多個閘口中。

據悉,該防洪墻擋板為6061 T6高強度鋁型材,其強度高、韌性好、耐腐蝕,能夠承受洪水長時間沖刷和高強度加壓。每塊擋板寬20cm、厚4cm,壁厚在9mm~19.5mm之間,長度可達3.6米。產品中間采用空腔設計,有效減輕了產品自重;表面采用電泳處理,擋板與擋板之間設有承接頭,配備EPDM防水膠條,防水效果達99%以上。相比于傳統的填土筑堤和鋼筋混凝土防洪堤,鋁合金防洪墻安裝簡單,2人1天就可鋪裝70米長,如果人員充足,幾小時內就可將800多米的防洪墻拼裝完畢,這在應對緊急汛情時有著極大優勢。此外,鋁合金防洪墻在非汛期還可拆除,方便市民觀景、親水,并最大限度地減輕對生態環境的影響。

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OYT-懸臂式五軸加工中心

目前,此類拼裝式防洪墻已在歐洲得到普遍應用,在奧地利、德國、荷蘭等國家的洪水期發揮了重要作用。當前使用的中國版鋁合金防洪墻已經經過多年的實驗、檢測和實踐檢驗,各項技術已趨于成熟,在自身穩定性、防水、安裝和管護等方面均能滿足防洪要求。


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△ 深遠海養殖平臺“福鮑一號”

鋁及鋁合金有很多的優秀性能,是制造海洋結構和船舶艦艇的上乘材料,不予多述,在此僅說說它們的抗腐蝕性能。大多數人都認為,海水和海洋氣候對大多數金屬來說都是很強的腐蝕劑,所以鋁及鋁合金不宜于制造海洋結構,其實不然,有些鋁合金不但是制造岸邊、岸基設施與船艦上部、內部的好材料,也是制造艦船水下部分即船體的材料,早在上世紀30年代就有用鋁合金制造船體的實例。

鋁及鋁合金上的氧化膜對其電極電位影響很大,4N鋁在5.3%NaCl+0.3%H2O2溶液中對甘汞電極的電位為-0.87+0.0lV,凡是對氧化膜有影響的因素都對電位有影響。因此,氧化膜對鋁及鋁合金的抗蝕性有著決定性的意義:凡是能改善氧化膜致密性、增加氧化膜厚度、提高氧化膜絕緣性能的因素都有助抗蝕性的提高。為此,在海洋環境中應用的一切鋁材都必須經過適當的表面處理。

鋁及鋁合金在海水中的抗蝕性按遞降次序排列如下:鋁-鎂合金(5xxx系)、鋁(1xxx系)、鋁-錳合金(3xxx系)、鋁-鎂-硅合金(6xxx系)、鋁-鋅-鎂合金(7xxx系)、鋁-硅合金(4xxx系)、鋁-鋅-銅-鎂合金(7xxx系)、鋁-銅-鎂合金(2xxx系)及鋁-銅合金(2xxx系)。因此,在選擇海洋結構材料時,應首選5xxx系合金,同時,合金的鎂含量宜≤5%,以便有良好的成形性能。

目前,中國正在大力發展海上風電與深遠海養殖,應大力推廣鋁材在其裝備中的應用。右圖為福建福清興化灣二期海上風電場和福建連江縣苔菜鎮海域的深遠海養殖平臺“福鮑一號”。福建福清興化灣二期海上風電場已成功并網發電,裝機容量10MW。據筆者算,它們的鋁材用量可達25%~30%,但現在用量還相差較大,有待進一步推廣。


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據海德魯消息,最近由挪威多家機構聯合完成的一項新的研究表明,在挪威新建的沿海公路建設中,鋁將是一種成本低、氣候適應性好的橋梁建造材料,是可以采用的鋼材替代方案。

海德魯和一個由著名結構工程師、商業專家和研究人員組成的外部團隊調查研究了用鋁代替傳統鋼材作為長吊橋梁建造材料的可行性和成本。海德魯擠壓解決方案市場經理Thomas B.Svendsen表示:“這項研究令人鼓舞,并有可能成為未來橋梁建設的一個樣板,也成為各方合作開辟鋁的新用途的范例。最重要的是,它將是世界上最長的鋁制大橋,橋長1720米,其中,1250米的部分將使用鋁材結構,對應鋁的用量相當于8000至10000噸?!?/span>

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OYT-14米超長加工中心

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OYT-14米超長直推式可任意擺角雙頭鋸

挪威公共道路管理局(Norwegian Public Roads Administration)風險工程師DanielTran說:“鋁橋梁有很多優點。鋁橋不會腐蝕,因為鋁的氧化層可以防止腐蝕。因此不需要刷漆。橋梁中的鋁是可以完全回收的材料,回收率為100%。因此,選用鋁材造橋是一個極佳的選擇,既能滿足氣候適應性,又能降低成本?!睌M建的Langenuen大橋是挪威最大的基礎設施項目之一,是新的E39沿海公路線路的一部分,旨在通過用橋梁等方式替代渡輪,以提高出行效率和減少出行成本。

OYT-14米超長定制機床-適用于全鋁方艙醫院,全鋁公路天橋鋁材加工


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更新日期:2020-09-08
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