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鋁合金不止只有門窗,還有這些高大上的領(lǐng)域 !

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提起鋁合金,我們的第一反應(yīng)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(jié)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(tǒng)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(yōu)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(lǐng)域中,是必不可少的工業(yè)原材料。

十三五規(guī)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(yè)標(biāo)準(zhǔn)化和質(zhì)量提升規(guī)劃》。傳統(tǒng)制造業(yè)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(yè)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(yè)產(chǎn)業(yè)中的:

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客戶工廠現(xiàn)場

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                                                                         客戶工廠現(xiàn)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(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,軌道交通已成為人們?nèi)粘3鲂械闹饕煌ǚ绞?,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?zhèn)葔?、前后兩面端墻、頂棚六大模塊構(gòu)成。鋁合金車體部件吸取了輕量化設(shè)計理念,采用薄壁中空鋁合金型材設(shè)計方案,結(jié)合整體性焊接工藝,較好地考慮了強度、剛度的關(guān)系。

鋁合金車體與傳統(tǒng)碳鋼及不銹鋼車體相比,在重量上有明顯優(yōu)勢,鋁合金材料密度僅為鋼材的1/3,每節(jié)車可減輕1噸左右重量,可明顯降低運行能耗,每年可節(jié)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(huán)保、防腐材料,且可回收利用,自然狀態(tài)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(tài)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(jié)構(gòu),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(jié)構(gòu)的突出優(yōu)勢,國內(nèi)外軌道交通車體產(chǎn)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(nèi)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(shè)計總長70.6米,型寬17米,最大航速34節(jié)(55.8公里/小時),可載客1200人,創(chuàng)下了目前國內(nèi)建造主尺度最大、客位數(shù)最高、同等客位數(shù)下航速最快、設(shè)計抗風(fēng)等級最高的豪華鋁合金高速客船等多項紀(jì)錄。
大型鋁合金高速客船是船舶工業(yè)設(shè)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(yè)建造水平。對此,澳龍船艇總經(jīng)理王廣榮表示,“北游26”是目前國內(nèi)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(xué)分析、有限元結(jié)構(gòu)分析、耐波性分析、結(jié)構(gòu)疲勞強度分析、鋁材測試分析等先進技術(shù),克服了國內(nèi)大型鋁合金高速客船在船型設(shè)計和結(jié)構(gòu)強度等方面的諸多瓶頸,出色地完成了該船的建造任務(wù),確保了船舶的科學(xué)性與先進性。
據(jù)專家估算,在未來中國客運交通、休閑旅游、公務(wù)執(zhí)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(jù)交通運輸部《老舊運輸船舶管理規(guī)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(wù)離不開精良的船舶裝備,全鋁合金高速客船的應(yīng)用是主要發(fā)展方向。我國現(xiàn)有沿??瓦\碼頭180個左右,其中規(guī)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(biāo)準(zhǔn)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(nèi)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(chǎn)業(yè)是目前用鋁最多的,中國是全球最大的汽車生產(chǎn)國,所以鋁在中國汽車中的應(yīng)用與汽車鋁材的深加工潛力巨大。

據(jù)國家發(fā)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(huán)保問題所面臨的挑戰(zhàn)更加嚴(yán)峻,這些都呼吁汽車行業(yè)的綠色發(fā)展,采用盡量多的鋁制造汽車是當(dāng)前汽車輕量化從而達到節(jié)能減排的最直接有效的措施與途徑。

環(huán)境污染和燃油經(jīng)濟性等多重壓力下,汽車輕量化已經(jīng)在全球市場范圍內(nèi)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(fā)。經(jīng)過多年努力,我國汽車廠商也已經(jīng)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(shù)、鋁合金深加工能力已經(jīng)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(gòu)件上有廣泛的應(yīng)用前景,比如高強鋁合金厚板作為主要承力構(gòu)件,使用比例占飛機上總鋁材用量的30%~35%。目前,應(yīng)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(chǎn)權(quán)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(zhì)量占到飛機總質(zhì)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(jù)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(chǎn)鋁材。目前中國的大飛機C919上國產(chǎn)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(xiàn)質(zhì)的提升。
分析預(yù)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(shù)占同期新飛機總量30%。全球飛機數(shù)量有望增長1,其中,亞洲地區(qū)增長達35%。
據(jù)我國航空工業(yè)集團公司的預(yù)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(yè)進入高速發(fā)展期,目前私家飛機以及民用航空與大飛機生產(chǎn)逐年增多,航空鋁材近幾年市場規(guī)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(fā)展,大眾的生活水平一直在穩(wěn)步提高,連帶著大眾的生活品質(zhì)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(jīng)是天差地別。人們的實現(xiàn)慢慢從傳統(tǒng)裝飾材料發(fā)生了改變,轉(zhuǎn)而追求綠色、環(huán)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(shù)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(yīng)運而生就讓許多消費者眼前一亮,在如今快節(jié)奏的都市時代,全鋁家居以其節(jié)能環(huán)保、經(jīng)久耐用、防火防水、防蛀蟲、防火防潮等優(yōu)點完勝傳統(tǒng)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(diào)度的重要樞紐,承擔(dān)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(fēng)景線,也被網(wǎng)友們親切地稱之為中國版“防洪神器”。據(jù)了解,該新式防洪墻廣泛應(yīng)用在了武漢的20多個閘口中。

據(jù)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(chǎn)品中間采用空腔設(shè)計,有效減輕了產(chǎn)品自重;表面采用電泳處理,擋板與擋板之間設(shè)有承接頭,配備EPDM防水膠條,防水效果達99%以上。相比于傳統(tǒng)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(nèi)就可將800多米的防洪墻拼裝完畢,這在應(yīng)對緊急汛情時有著極大優(yōu)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(tài)環(huán)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(yīng)用,在奧地利、德國、荷蘭等國家的洪水期發(fā)揮了重要作用。當(dāng)前使用的中國版鋁合金防洪墻已經(jīng)經(jīng)過多年的實驗、檢測和實踐檢驗,各項技術(shù)已趨于成熟,在自身穩(wěn)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(yǎng)殖平臺“福鮑一號”

鋁及鋁合金有很多的優(yōu)秀性能,是制造海洋結(jié)構(gòu)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(shù)人都認(rèn)為,海水和海洋氣候?qū)Υ蠖鄶?shù)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(jié)構(gòu),其實不然,有些鋁合金不但是制造岸邊、岸基設(shè)施與船艦上部、內(nèi)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(jì)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(huán)境中應(yīng)用的一切鋁材都必須經(jīng)過適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚怼?/span>

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(jié)構(gòu)材料時,應(yīng)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(fā)展海上風(fēng)電與深遠海養(yǎng)殖,應(yīng)大力推廣鋁材在其裝備中的應(yīng)用。右圖為福建福清興化灣二期海上風(fēng)電場和福建連江縣苔菜鎮(zhèn)海域的深遠海養(yǎng)殖平臺“福鮑一號”。福建福清興化灣二期海上風(fēng)電場已成功并網(wǎng)發(fā)電,裝機容量10MW。據(jù)筆者算,它們的鋁材用量可達25%~30%,但現(xiàn)在用量還相差較大,有待進一步推廣。


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據(jù)海德魯消息,最近由挪威多家機構(gòu)聯(lián)合完成的一項新的研究表明,在挪威新建的沿海公路建設(shè)中,鋁將是一種成本低、氣候適應(yīng)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(jié)構(gòu)工程師、商業(yè)專家和研究人員組成的外部團隊調(diào)查研究了用鋁代替?zhèn)鹘y(tǒng)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(jīng)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(shè)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(jié)構(gòu),對應(yīng)鋁的用量相當(dāng)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(fēng)險工程師DanielTran說:“鋁橋梁有很多優(yōu)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(yīng)性,又能降低成本?!睌M建的Langenuen大橋是挪威最大的基礎(chǔ)設(shè)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(yī)院,全鋁公路天橋鋁材加工


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更新日期:2020-09-08