Производственият капацитет и продукцията на китайската индустрия за преработка на алуминий се развиха в бързо развиващи се области, включително граждански плочи от обикновен алуминий и алуминиеви сплави, ленти, фолио, алуминиеви профили за строителство и железопътен транспорт, консервни материали и субстрати от алуминиеви плочи за печат. Нарастващата част се състои главно от частни предприятия. Китай е основна страна в индустрията за преработка на алуминий.
През последните години материалното развитие на алуминия и алуминиевите сплави се фокусира главно върху две посоки: (1) разработване на нови материали от алуминиеви сплави с висока якост и висока якост, за да се отговори на нуждите на специални области като космическото пространство, транспорта и военни съоръжения; (2) Разработване на граждански алуминиеви сплави с различни свойства и функции, за да отговарят на нови материали за различни условия и приложения. Широкото приложение на алуминиеви сплави насърчи развитието на технологията за обработка и подготовка на алуминиеви сплави, но с непрекъснатото подобряване на изискванията за производителност на продуктите от алуминиеви сплави бяха поставени и нови изисквания за технологията за обработка на алуминиеви сплави. Оценяването и засилването на изследванията върху основните характеристики на алуминиевите сплави и изграждането на систематични теории, по-нататъшното подобряване на разбирането на характеристиките на обработка на алуминиевите сплави, е единственият начин за постигане на технологични иновации в обработката на алуминиеви сплави.
1. Изследване на основните характеристики на материалите от алуминиеви сплави
Систематичното и задълбочено изследване на основните характеристики на алуминиевите сплави е основата за иновациите в технологията за обработка на алуминиеви сплави. Въз основа на съществуващата теория за обработка на алуминиеви сплави, отлични инструменти и оборудване като компютри и високоскоростни камери с висока разделителна способност се използват за изследване на поведението на пренос на топлина и маса на процеса на втвърдяване на стопилката на алуминиевата сплав, закона за еволюцията на твърдото вещество на алуминиева сплав фаза на деформация и утаяване по време на процеса на термична обработка и конститутивната връзка между цялостната производителност на многофазния интерфейс на микроструктурата. Създава се самостоятелна и систематична теоретична система за технология за обработка на алуминиева сплав. В същото време комбиниране на текущото оборудване за обработка на алуминиеви сплави и технология за подготовка на производството, за да насочва и оптимизира текущата технология за производство и обработка на алуминиеви сплави, за да постигне иновации в технологията и материалите за обработка на алуминий.
(1) Изследване на основните характеристики на топене и леене на алуминиева сплав. Проучете разпределението на топлинното поле по време на процеса на втвърдяване на различни видове алуминиеви стопилки при различни скорости на охлаждане и първоначалната форма на фронта на втвърдяване на стопилката, проучете закона за еволюцията на неговата форма по време на напредването на фронта на втвърдяване и влиянието закон за вътрешното термично напрежение на заготовката; Изучете преразпределението на разтворените вещества по време на процеса на втвърдяване, разберете типовете, термодинамичните и кинетичните механизми на образуване и растеж на утайки от първично втвърдяване, както и моделите на разпределение на различни видове утайки от първично втвърдяване и механизмите на образуване на различни дефекти по време на втвърдяване процес.
(2) Изследване на основните характеристики на пластичната деформация на алуминиева сплав. Изследване на механизма на влияние на външната деформационна сила върху раздробяването на утайки от първично втвърдяване с различни размери/видове; Изследване на присъщата връзка между външната деформационна сила скорост на деформация деформация променлива деформация разпределение на температурата устойчивост на деформация граница на напукване на материала остатъчно вътрешно напрежение; Изучаване на видовете деформационни утайки, термодинамичните и кинетичните механизми на тяхното образуване и растеж.
(3) Изследване на основните характеристики на термичната обработка на алуминиева сплав. Изучаване на термодинамичните и кинетичните механизми на разтваряне на различни видове утайки от първично втвърдяване/деформационни утайки по време на топлинна обработка на твърд разтвор на алуминиеви сплави; Проучете механизма за пренос на топлина и закона за промяна на остатъчното вътрешно напрежение на алуминиева сплав по време на обработка с бързо закаляване; По време на процеса на топлинна обработка на стареене, изследвайте термодинамичните и кинетичните механизми на образуването и растежа на различни видове фази на утаяване и разберете моделите на разпределение на различните видове фази на утаяване; Изучете механизма на взаимодействие между различни типове/размери фази на утайка и интерфейси с точкови/линейни дефекти, влиянието на разстоянието между частиците и границите на зърната на различните типове/размери на фазите на утайката върху движението на линейните дефекти и инициирането и разпространението на пукнатини ; Провеждане на задълбочени изследвания върху влиянието на типовете/размерите/разпределенията на фазите на утаяване върху статичните/динамичните механични свойства и устойчивостта на корозия на материалите, както и съответната връзка между статичните/динамичните механични свойства на материалите и тяхната устойчивост на високи повреда при удар при скорост.
2. Изследвания и предложения за граждански материали от алуминиеви сплави
Материалите от алуминиеви сплави са широко използвани в областта на гражданската авиация, транспорта, 3C електрониката, новата енергия, спорта и строителството. Ожесточената пазарна конкуренция насърчи подобряването на изискванията за качество и производителност на гражданските продукти от алуминиева сплав. Ето защо, само чрез по-нататъшно проучване на потенциала на алуминиевите сплави, изследване и разработване на отлични граждански материали от алуминиеви сплави и технологии за обработка, можем да отговорим по-добре на пазарното търсене.
2.1. Високопроизводителна алуминиева сплав за гражданската авиация
(1) Технология за инженерна подготовка за нови високоефективни материали от редкоземни алуминиеви сплави за гражданската авиация. Провеждане на задълбочени основни изследвания върху приложението на редкоземни елементи във високопроизводителни редкоземни алуминиеви сплави за гражданската авиация, разкриване на механизма на влияние на редкоземни елементи в алуминиеви сплави, систематично изучаване на закона за еволюция на микроструктурата при термични механични условия и връзка с производителността и формиране на основна теоретична система за проектиране на състава, подготовка и обработка на високоефективни редкоземни алуминиеви сплави; Ще бъдат проведени допълнителни изследвания върху инженерната подготовка и прилагане на нови високоефективни материали от редкоземни алуминиеви сплави, формиращи пълен набор от производствени процеси и технологии за приложение за нови високоефективни деформационни материали от редкоземни алуминиеви сплави, със стабилен партиден производствен капацитет, постигане на инсталиране и приложение на самолети на гражданската авиация и задоволяване на нуждите от серийно производство на самолети на гражданската авиация.
(2) Нова високоякостна, устойчива на корозия, топлоустойчива алуминиева сплав. Революционни ключови технологии като проектиране на композиция и правилна технология за контрол за високоякостни и топлоустойчиви алуминиеви сплави, технология за контрол на леене и формоване за топлоустойчиви сплави с високо съдържание на сплави, многоетапна технология за хомогенизиране и термична якост на стабилност при висока температура фазова структура и технология за контрол на производителността за редкоземни Sc, Er и т.н., за формиране на технология за подготовка за контрол на стабилността на качеството за блокове с високо легиране и разработване на нови материали за високоякостни и топлоустойчиви алуминиеви сплави, съдържащи редкоземни елементи; Извършвайте инженерни изследвания на високоякостни и топлоустойчиви материали от алуминиеви сплави, за да осигурите технически резерви за типични компоненти, използвани в областта на гражданската авиация.
(3) Алуминиева сплав с висока якост, здрава, устойчива на корозия и повреда. В отговор на проектните изисквания за толерантност към повреда на издръжливостта и устойчивост на корозия на самолетите на гражданската авиация, разработването на листове от алуминиева сплав с висока устойчивост на корозия и висока якост от 700 MPa е неизбежна тенденция. Чрез изследване на нов дизайн и оптимизация на състава на сплавта, многостепенно хомогенизиращо третиране на частици от дисперсна фаза, контрол на деформационната микроструктура по време на процеса на валцуване и контрол на формата на плочата, ние планираме да разработим алуминиева сплав с висока устойчивост на корозия и висока якост от 700 MPa, предварително разтегната средно дебели плочи с отлична якост, устойчивост на счупване, устойчивост на корозия, осигуряващи технически резерви за ключови структурни компоненти в гражданската авиация приложения.
(4) Самогенерираните на място наночастици подобряват високоефективните композити на базата на алуминий. Този материал има предимствата на висока специфична якост, специфичен модул, добра устойчивост на умора, добра устойчивост на топлина, устойчивост на корозия и относително ниски разходи за подготовка. Понастоящем това е революционен нов материал от алуминиева сплав. Овладейте техниките за контрол на морфологията и размера на самостоятелно генерираните in-situ наночастици и използвайте високочестотно импулсно магнитно поле и техники за контрол на високоенергийно ултразвуково поле, за да контролирате агрегацията и разпределението на наночастиците, оптимизирайте in-situ самостоятелно генерираните наночастици подсилена високоефективна алуминиева композитна DC леярска технология. Докато подобрява структурата на сплавта, постигането на равномерно разпределение на наночастиците в зърната на сплавта и границите на зърната значително повишава якостта, пластичността и устойчивостта на умора на материалите от алуминиеви сплави, позволявайки широкомащабно производство и пазарно приложение на промишлени блокове и алуминиеви продукти.
(5) Ключови технологии и приложни изследвания за висококачествена подготовка и обработка на авиационни алуминиеви сплави. За висококачествени материали от алуминиеви сплави, използвани в авиацията, се провеждат задълбочени изследвания на присъщата връзка между състава на сплавта, микроструктурата, свойствата, подготовката и обработката, както и механизмите за укрепване и закаляване и други научни въпроси, както и подробни контролни технологии. Установени са принципи за организационен контрол и насоки за обслужване на безопасност и е изградена основна платформа за данни, за да се преодолеят ключовите технически затруднения на висока надеждност, висока стабилност и висока хомогенност на подготовката на големи структурни материали от алуминиева сплав. Това осигурява теоретична основа и ключова техническа подкрепа за цялостното независимо и контролируемо производство на структурни материали от авиационни алуминиеви сплави.
2.2. Лека алуминиева сплав за транспортиране
(1) Изследвания и разработки на деформирани алуминиеви материали от автомобилен клас, които балансират лекота и безопасност, и висококачествено промишлено производство. Китай е най-големият потребителски пазар на автомобили в света и проектирането и производството на превозни средства с традиционно гориво и превозни средства с нова енергия допълнително ще увеличи приложението на алуминиеви материали, включително всички алуминиеви каросерии и корпуси на батерии за превозни средства с нова енергия. Има спешна нужда от проектиране, изследване и развитие и висококачествена индустриализация на деформирани материали от алуминиева сплав. Вземайки предприятията като основно тяло, чрез тясната интеграция на „изследване, производство и приложение“, се извършват съвместни изследвания и разработки за справяне с проблемните връзки в целия процес, прецизиране и количествено определяне на детайлите на системата и стандартизираните параметри в производството и процес на подготовка, установяване на проследима система и система за управление на производството и постигане на висококачествено и стабилно производство и приложение на типични деформирани алуминиеви материали за превозни средства.
(2) Основни изследвания върху прилагането на връзката между дизайна на алуминия и „производителността на структурата на процеса“. Въз основа на изискванията за производителност на приложението на алуминиеви материали от серия 6 XXXXX (плочи и профили) за конструкцията на каросерията на автомобила и алуминиеви материали от серия 3 XXXXX за черупката на батерията и разчитайки на техники за количествено характеризиране на многоизмерна и многомащабна микроструктура, проектиране на сплави и изследване на процеси въз основа на всеобхватни изисквания за производителност, проектиране на сплав и изследване на процеса на базата на едно отлично представяне и производителност на приложението (формоване, свързване и т.н.) извършват се изследвания и оценка навън. Разработени са материали от алуминиеви сплави за каросерията на автомобила и неговата структура, обвивката на батерията и е постигнато производство и подготовка с ниска цена и висока стабилност.
(3) Алуминиева сплав с висока форма и висока якост. Чрез оптимизиране на химическия състав и технологията на обработка на алуминиевата сплав е получен материал от алуминиева сплав с висока якост с еквивалентна производителност на дълбоко изтегляне (състояние T4P) на настоящата автомобилна алуминиева сплав 6016 и еквивалентна якост на състояние 2024-T351 след краткотрайно изпичане разработена, която отговаря на изискванията за производителност на устойчиви на удар покрития за вдлъбнатини за леки автомобили.
(4) Голям размер, високоякостна пяна от алуминиева сплав. Разпененият алуминий има характеристиките както на пореста структура, така и на метал и има много отлични свойства като леко тегло, висока специфична якост, поглъщане на енергия, поглъщане на удари, затихване, поглъщане на звука, разсейване на топлината, електромагнитно екраниране и др. Използва се технологията за симулация задълбочено и систематично изучаване на взаимодействието между структурата на разпенен алуминий и свойствата на материала, оптимизиране на параметрите на процеса на промишленото производство, опростяване на производствения процес, намаляване на производството разходи и реализиране на пазарното приложение на материали от пяна от алуминиева сплав с висока якост и големи спецификации в областта на лекия транспорт.
2.3 3C електронен алуминий и други алуминиеви сплави
(1) Разработване и индустриализация на редкоземни алуминиеви сплави. Китай има изобилие от редкоземни ресурси, а производството на алуминиеви сплави има голям мащаб. Предишни проучвания показват, че комбинацията от някои редкоземни елементи (RE) с алуминиеви сплави може ефективно да подобри тяхното представяне. Въпреки това Китай все още не е разработил стабилни редкоземни алуминиеви сплави за приложение, нито е разработил редкоземни алуминиеви сплави с китайски характеристики в международен план. Следователно е необходимо да продължим да увеличаваме усилията в свързаните с тях изследвания и процеси на индустриализация. Чрез тясно комбиниране на изследвания, обучение и приложение се извършват допълнителни изследвания върху основното приложение на редкоземни елементи в алуминиеви сплави и механизмът на влияние на редкоземните елементи в алуминиевите сплави е дълбоко разбран. Няколко редкоземни алуминиеви сплави с практическа стойност са разработени и насърчавани за приложение.
(2) 5G алуминиева сплав с висока повърхност, висока якост и висока топлопроводимост. Чрез оптимизиране на химичния състав на сплавта и разумно регулиране на структурата на материала, изучаване на ефектите от състава на сплавта, обработката на деформация и процесите на топлинна обработка върху якостта, топлопроводимостта и ефективността на анодизиране на сплавта, контролът на зърната на сплавта и второ могат да се постигнат фазови съединения; Чрез организационно регулиране и изследване на процесите на анодиране и електролитно оцветяване е получен анодизиран филм с равномерно покритие, без разлика в цвета и без дефекти като черни петна и черни линии. Материали от алуминиева сплав с висока повърхност, висока топлопроводимост и висока якост са разработени, за да отговорят на пазарното търсене на 5G калъфи за мобилни телефони, средни плочи за мобилни телефони, екструдирани алуминиеви материали и валцувани листове.
(3) Ефикасен и евтин анод от алуминиева сплав за алуминиеви въздушни батерии. Задълбочено и систематично изучавайте уникалните легиращи елементи на анодите от алуминиеви сплави, като метални елементи с ниска точка на топене, обработка на деформация и процеси на топлинна обработка, както и техните ефекти върху електрохимичната активност и устойчивостта на самокорозия на алуминиевите аноди. Провеждане на основно изследване на характеристиките на активиране и пасивиране на анодни материали от алуминиева сплав, разработване на анодни материали от алуминиева сплав, които отговарят на изискванията на алуминиевите въздушни батерии, и реализиране на пазарно ориентираното приложение на алуминиеви въздушни батерии в леки автомобили, аварийно захранване и други полета.
(4) Алуминиева сплав с якост 800 MPa. Пробивайки съществуващата дизайнерска гама от компоненти от алуминиева сплав с висока якост, ние разработихме нов тип материал от алуминиева сплав с якост от 800 MPa в серията 7XX. Ще се съсредоточим върху провеждането на изследвания върху ключови технологии като проектиране на промишлен състав и правилен контрол на високоякостна алуминиева сплав от 800 MPa, формоване на слитъци с високо съдържание на сплав и подготовка на слитъци с високо металургично качество, регулиране на еднородността на микроструктурата по време на гореща обработка и контролиране на процесите на прецизна топлинна обработка. Ще разработим технологии за контрол на стабилността на качеството за серийно производство на слитъци с високо съдържание на сплави и ще установим подробни технологии за контрол на развитието и структурата на микроструктурата по време на обработка и термична обработка; Завършете разработването на типични компоненти и проверете приложението им при симулирани условия на експлоатация, предварително постигнете олекотена замяна на високоякостни структурни материали за кораби и осигурете технически резерви за олекотен дизайн и подготовка на типични структурни компоненти за приложения в космическото пространство, авиацията, транспорт и други области.
(5) Високоякостни, здрави, устойчиви на корозия, топлоустойчиви сондажни пръти от алуминиева сплав за проучване на нефт. В сравнение със стоманените сондажни тръби, сондажните тръби от алуминиева сплав имат предимствата на ниска специфична плътност, висока якост, ниско напрежение на огъване и устойчивост на киселинни газове като H2S и CO2 корозия. Те също имат по-голяма дълбочина на пробиване и по-силна способност за поглъщане на удари. Следователно сондажните тръби от алуминиева сплав имат очевидни предимства при проучването и разработването на дълбоки кладенци, ултра дълбоки кладенци и кладенци за киселинен газ. Изследвайте и оптимизирайте процеса на термична обработка на сплави във високо разтворено състояние, за да контролирате микроструктурата, за да постигнете по-добра комбинация от MPt, GBP и PFZ и да оптимизирате съвпадението на висока якост, висока якост, устойчивост на корозия и топлина устойчивост на сплави; Проучете деформационното поведение на сплавите и установете модел на еволюция на микроструктурата на сплавта; Разбиране на връзката между фактори като състав, микроструктура и макроскопични свойства, установяване на модели за втвърдяване във времето, корозия на напрежение и якост на счупване, постигане на правилен контрол на микроструктурата и разработване и производство на високоякостни, здрави, устойчиви на корозия, топлина- устойчиви сондажни пръти от алуминиева сплав за проучване на нефт, които отговарят на търсенето на пазара.
(6) Разработване и индустриализиране на екологична технология за обработка на материали от алуминиеви сплави. В условията на недостиг на ресурси и енергия, цялостното използване на ресурсите и технологичните иновации са особено важни. Системата провежда основни изследвания върху приложението на рециклирани алуминиеви сплави, разбира дълбоко ефектите на свързване на множество елементи в алуминиеви сплави и техните механизми на въздействие върху структурата и свойствата на материала, установява система за рециклиране и повторна употреба на алуминиеви сплави, разработва нискоенергийни, ниско- разходи, високоефективни зелени технологии за подготовка и обработка на материали от алуминиеви сплави и предоставя теоретична и техническа подкрепа за подготовката на евтини зелени и екологично чисти алуминиеви сплави и „една алуминиева мултиенергия“ със стойност на приложение, постигане на строгите цели на Китай за пестене на енергия и намаляване на емисиите година след година и зелено надграждане на алуминиевата индустрия.
3. Заключение и перспектива
Висока производителност, високо качество, висока еднородност, ниска цена и нисковъглеродна защита на околната среда все още са основните насоки за разработването на нови материали за граждански алуминиеви сплави и технология за обработка на алуминий. Едната е да се разработи отлична технология за леене, непрекъснато да се подобрява ефективността на използване на енергията, да се намалят емисиите и да се подобри нивото на контрол на металургичното качество, химичния състав и микроструктурата на блоковете; Второто е да се интегрират и прилагат съвременни отлични технологични постижения, да се развие високопрецизна автоматизация, специализация и широкомащабно техническо оборудване, да се подобри ефективността и да се осигури широкомащабно производство на висококачествени и много еднородни продукти; Третото е пълното използване на приложението на технологията за компютърна симулация в областта на изследването и разработването на нови материали, обработката, технологията за обработка и дизайна и оптимизацията на матрицата, значително съкращаване на цикъла на разработка, намаляване на рисковете за разработка, подобряване на ефективността на производството и намаляване на разходите .
Понастоящем материалите за обработка на алуминиеви сплави се развиват към много сплави, голяма ширина, висока якост и издръжливост, висока чистота, висока прецизност, висока стабилност, суперпластичност и свръхпроводимост. Това неизбежно изисква много подробна работа в изследванията на технологичните иновации, от изследване на механизма на материала до контрола на елемента на процеса, фактори, влияещи върху обработката, разумна формулировка на параметрите на технологичната линия, стриктно проследяване и надзор на качеството и т.н., за да се установи основна характеристика на алуминиева сплав, обработка технологична база данни и система за проверка и оценка на качеството на продукта и постигане на иновативно развитие на отлична технология за обработка на материали от алуминиева сплав.
