Производствениот капацитет и производството на кинеската индустрија за преработка на алуминиум се развија во брзо растечки полиња, вклучително и цивилна обична плоча од алуминиум и алуминиумска легура, лента, фолија, алуминиумски профили за градежништво и железнички транзит, материјали за конзервирање и подлоги од алуминиумски плочи за печатење. Инкременталниот дел е главно составен од приватни претпријатија. Кина е главна земја во индустријата за преработка на алуминиум.
Во последниве години, материјалниот развој на алуминиум и алуминиумски легури главно се фокусираше на две насоки: (1) развивање на нови материјали од легура на алуминиум со висока јачина и висока цврстина за да се задоволат потребите на посебни области како што се воздушната, транспортната и воените објекти; (2) Развивање на цивилни алуминиумски легури со различни својства и функции за да се исполнат нови материјали за различни услови и примени. Широката примена на легури на алуминиум го промовираше развојот на технологијата за обработка и подготовка на легури на алуминиум, но со континуираното подобрување на барањата за изведба за производите од легури од алуминиум, беа поставени нови барања и за технологијата за обработка на легура на алуминиум. Вреднување и зајакнување на истражувањата за основните карактеристики на легурите на алуминиум и изградбата на систематски теории, дополнително подобрување на разбирањето на карактеристиките на обработка на алуминиумските легури, е единствениот начин да се постигнат технолошки иновации во преработката на алуминиумските легури.
1. Истражување за основните карактеристики на материјалите од легура на алуминиум
Систематско и длабинско проучување на основните карактеристики на легурите на алуминиум е основа за иновации во технологијата за обработка на алуминиумска легура. Врз основа на постоечката теорија за обработка на легура на алуминиум, одлични инструменти и опрема како што се компјутери и камери со висока дефиниција со голема брзина се користат за проучување на однесувањето на топлина и пренос на маса на процесот на зацврстување на стопената легура на алуминиум, законот за еволуција на цврстата легура на алуминиум фаза на деформација и врнежи за време на процесот на термичка обработка и конститутивната врска помеѓу мултифазната микроструктурна интерфејс сеопфатна изведба. Формиран е сопствен и систематски теоретски систем на технологија за обработка на алуминиумска легура. Во исто време, комбинирање на тековната опрема за обработка на алуминиумска легура и технологија за подготовка на производство за да се води и оптимизира тековната технологија за производство и преработка на алуминиумска легура, со цел да се постигнат иновации во технологијата и материјалите за обработка на алуминиум.
(1) Истражување за основните карактеристики на топење и лиење на легура на алуминиум. Проучете ја дистрибуцијата на топлинското поле за време на процесот на зацврстување на различни видови алуминиумски топи под различни стапки на ладење и почетната форма на предниот дел на зацврстувањето на топењето, истражете го еволуциониот закон на неговата форма за време на напредувањето на фронтот на зацврстување и влијанието закон за внатрешно термичко стресно поле на палката; Проучете ја редистрибуцијата на растворените материи за време на процесот на зацврстување, разбирајте ги видовите, термодинамичките и кинетичките механизми на формирање и раст на примарните талози за зацврстување, како и моделите на дистрибуција на различни видови примарни талози за зацврстување и механизмите за формирање на различни дефекти за време на зацврстувањето процес.
(2) Истражување за основните карактеристики на пластичната деформација на алуминиумската легура. Проучување на механизмот на влијание на силата на надворешната деформација врз фрагментацијата на примарните талози за зацврстување со различни големини/типови; Проучување на внатрешната врска помеѓу надворешната деформациска сила на деформација брзина на деформација променлива деформација температура дистрибуција на деформација отпор на пукање материјал ограничување на преостанатиот внатрешен стрес; Проучете ги видовите на деформациони талози, термодинамичките и кинетичките механизми на нивното формирање и раст.
(3) Истражување за основните карактеристики на термичка обработка на легура на алуминиум. Проучување на термодинамичките и кинетичките механизми на растворање на различни типови примарни талози за зацврстување/деформациски талози при термичка обработка на цврст раствор на алуминиумски легури; Проучете го механизмот за пренос на топлина и законот за варијација на резидуален внатрешен стрес на легура на алуминиум при третман со брзо гаснење; За време на процесот на термичка обработка на стареење, истражете ги термодинамичките и кинетичките механизми на формирање и раст на различни типови фази на врнежи и сфатете ги шемите на дистрибуција на различни видови фази на врнежи; Проучете го механизмот на интеракција помеѓу различни типови/големини на фази на талог и интерфејси со дефекти на точка/линија, влијанието на растојанието на честичките и границите на зрната од различни типови/големини на фазите на талог врз движењето на дефектите на линијата и започнувањето и ширењето на пукнатините ; Спроведете длабинско истражување за влијанието на типовите/големините/дистрибуциите на фазите на врнежи врз статичките/динамичките механички својства и отпорноста на корозија на материјалите, како и соодветниот однос помеѓу статичките/динамичките механички својства на материјалите и нивната отпорност на висока оштетување од удар од брзина.
2. Истражување и предлог за цивилни материјали од легура на алуминиум
Материјалите од легура на алуминиум се широко користени во областа на цивилното воздухопловство, транспортот, електрониката 3C, новата енергија, спортот и градежништвото. Жестоката конкуренција на пазарот го промовираше подобрувањето на барањата за квалитет и перформанси за цивилни производи од алуминиумска легура. Затоа, само со понатамошно истражување на потенцијалот на алуминиумските легури, истражување и развој на одлични цивилни материјали од легура на алуминиум и технологии за обработка, можеме подобро да ја задоволиме побарувачката на пазарот.
2.1. Алуминиумска легура со високи перформанси за цивилна авијација
(1) Технологија за инженерска подготовка за нови материјали од алуминиумска легура на ретки земји со високи перформанси за цивилно воздухопловство. Спроведете длабинско основно истражување за примената на елементите од ретка земја во легурите на алуминиум од ретки земји со високи перформанси за цивилното воздухопловство, откријте го механизмот на влијание на ретките елементи во алуминиумските легури, систематски проучувајте го законот за еволуција на микроструктурата под термички механички услови и врска со перформансите и да формираат основен теоретски систем за дизајнирање на композиции, подготовка и обработка на алуминиумски легури од ретка земја со високи перформанси; Ќе се спроведат понатамошни истражувања за инженерска подготовка и примена на нови материјали со високи перформанси од легури на алуминиум од ретка земја, формирајќи комплетен сет на производствени процеси и технологии за примена за нови високоперформансни материјали за деформација од легури од ретка земја, со стабилен капацитет за производство на серија, постигнување инсталација и примена на воздухоплови на цивилното воздухопловство и задоволување на потребите за сериско производство на авионите на цивилното воздухопловство.
(2) Нова алуминиумска легура со висока јачина, отпорна на корозија, отпорна на топлина. Пробивни клучни технологии како што се дизајнот на составот и технологијата за правилна контрола за алуминиумски легури со висока јачина и отпорни на топлина, технологија за контрола на лиење и формирање за легури отпорни на топлина со висока содржина на легура, технологија за третман на хомогенизација во повеќе фази и термичка цврстина со стабилност на висока температура фазна структура и технологија за контрола на перформансите за ретки земји Sc, Er, итн., за да се формира технологија за подготовка за контрола на стабилноста на квалитетот за високолегирани инготи и да се развијат нови материјали за алуминиумски легури со висока јачина и отпорни на топлина кои содржат елементи од ретка земја; Спроведете инженерско истражување на материјали од легура на алуминиум со висока јачина и отпорни на топлина за да обезбеди технички резерви за типични компоненти кои се применуваат во полето на цивилното воздухопловство.
(3) Алуминиумска легура со висока јачина, цврста, отпорна на корозија, толерантна на оштетување. Како одговор на барањата за дизајн за издржливост толеранција на оштетување и отпорност на корозија на авионите на цивилното воздухопловство, развојот на 700 MPa јачина висока отпорност на корозија и висока цврстина на листови од алуминиумска легура е неизбежен тренд. Преку истражување за дизајн и оптимизација на новиот состав на легура, третман на повеќестепена хомогенизација на дисперзирани фазни честички, контрола на деформациската микроструктура за време на процесот на тркалање и контрола на обликот на плочата, планираме да развиеме јачина од 700 MPa, висока отпорност на корозија и висока цврстина на алуминиумска легура однапред плочи со средна дебелина со одлична цврстина цврстина на фрактура, отпорност на корозија, обезбедувајќи технички резерви за клучните структурни компоненти во цивилното воздухопловство апликации.
(4) Само-генерираните наночестички на самото место ги подобруваат композитите базирани на алуминиум со високи перформанси. Овој материјал ги има предностите на висока специфична јачина, специфичен модул, добра отпорност на замор, добра отпорност на топлина, отпорност на корозија и релативно ниски трошоци за подготовка. Во моментов е пробив нов материјал од легура на алуминиум. Усовршете ги контролните техники за морфологијата и големината на наночестичките генерирани на самото место и користете високофреквентно импулсно магнетно поле и техники за контрола на високо-енергетско ултразвучно поле за да го контролирате агрегацијата и дистрибуцијата на наночестичките, да ја оптимизирате наночестичката генерирана на самото место засилена технологија на композитно леење со DC со високи перформанси на алуминиум. Додека ја подобрува структурата на легурата, постигнувањето рамномерна дистрибуција на наночестичките во границите на зрната од легура и зрната значително ја подобрува цврстината, пластичноста и отпорноста на замор на материјалите од легура на алуминиум, овозможувајќи големо производство и примена на пазарот на индустриски инготи и производи од алуминиум.
(5) Клучни технологии и апликативно истражување за висококвалитетна подготовка и преработка на авионски алуминиумски легури. За висококвалитетни материјали од легура на алуминиум што се користат во воздухопловството, се спроведуваат длабинско истражување за внатрешната врска помеѓу составот на легурата, микроструктурата, својствата, подготовката и обработката, како и механизмите за зајакнување и зацврстување и други научни прашања, како и детални контролни технологии. Принципите за организациска контрола и насоките за безбедносни услуги се воспоставени, а основната платформа за податоци е конструирана за да ги пробие клучните технички тесни грла на висока доверливост, висока стабилност и висока хомогеност подготовка на големи структурни материјали од легура на алуминиум. Ова обезбедува теоретска основа и клучна техничка поддршка за целосно независно и контролирано производство на структурни материјали од воздухопловна алуминиумска легура.
2.2. Лесна алуминиумска легура за транспорт
(1) Истражување и развој на деформирани алуминиумски материјали од автомобилска класа кои ја балансираат лесната и безбедноста и висококвалитетното индустриско производство. Кина е најголемиот потрошувачки пазар на автомобили во светот, а дизајнот и производството на возила со традиционални гориво и возила со нова енергија дополнително ќе ја зголеми примената на алуминиумски материјали, вклучувајќи ги сите алуминиумски куќишта и кутии за батерии за возила со нова енергија. Постои итна потреба за дизајн, истражување и развој и висококвалитетна индустријализација на деформирани материјали од легура на алуминиум. Земајќи ги претпријатијата како главно тело, преку блиска интеграција на „истражувањето, производството и примената“, се спроведуваат заедничко истражување и развој за да се решат проблематичните врски во целиот процес, да се усовршат и квантифицираат деталите на системот и стандардизираните параметри во производството. и процес на подготовка, воспоставување систем и систем за управување со производството што може да се следи и постигнува висококвалитетно и стабилно производство и примена на типични деформирани алуминиумски материјали за возила.
(2) Основно истражување за примената на корелацијата помеѓу дизајнот на алуминиум и „перформанси на процесната структура“. Врз основа на барањата за изведба на апликацијата на алуминиумски материјали (плочи и профили) од 6 серии XXXXX за структурата на каросеријата на автомобилот и 3 XXXXX серии алуминиумски материјали за школка од батерии, и потпирајќи се на техники за квантитативна карактеризација на мултидимензионална и мулти-размерна микроструктура, дизајн на легура и процесно истражување врз основа на сеопфатни барања за изведба, истражување и евалуација на дизајнот и процесот на легура врз основа на единствени одлични перформанси и перформансите на апликацијата (формирање, поврзување, итн.) се спроведуваат. Материјалите од алуминиумска легура за автомобилското тело и неговата структура, обвивката на батеријата се развиваат и се постигнува производство и подготовка со ниска цена и висока стабилност.
(3) Висока формабилност и легура на алуминиум со висока цврстина. Со оптимизирање на хемискиот состав и технологијата на обработка на легура на алуминиум, материјал од легура на алуминиум со висока цврстина со еквивалентни перформанси на длабоко цртање (состојба T4P) на тековната автомобилска легура на алуминиум 6016 и еквивалентна јачина на состојбата 2024-T351 по краткорочно печење развиен, кој ги задоволува барањата за изведба на навлаките за вдлабнатини отпорни на удари за автомобилска лесна тежина.
(4) Алуминиумска легура на пена со голема цврстина. Пена алуминиум има карактеристики и на порозна структура и на метал, и има многу одлични својства како што се мала тежина, висока специфична јачина, апсорпција на енергија, апсорпција на удари, амортизација, апсорпција на звук, дисипација на топлина, електромагнетна заштита итн. Се користи технологијата за симулација длабоко и систематски проучување на интеракцијата помеѓу структурата на пена алуминиум и својствата на материјалот, оптимизирање на параметрите на процесот на индустриското производство, поедноставување на производниот процес, намалување трошоците за производство, и да се реализира на пазарот примена на висока јачина и големи спецификација пена алуминиумска легура материјали во областа на транспортот лесен.
2.3 3C електронски алуминиум и други алуминиумски легури
(1) Развој и индустријализација на легури на алуминиум од ретки земји. Кина има изобилни ресурси за ретки земји, а индустријата за легури на алуминиум има голем обем. Претходните студии покажаа дека комбинацијата на некои елементи од ретка земја (RE) со алуминиумски легури може ефикасно да ги подобри нивните перформанси. Сепак, Кина сè уште нема развиено стабилни алуминиумски легури за ретки земји за примена, ниту пак развила алуминиумски легури за ретки земји со кинески карактеристики на меѓународно ниво. Затоа, неопходно е да се продолжи со зголемување на напорите во поврзаните процеси на истражување и индустријализација. Со тесно комбинирање на истражувањето, учењето и примената, се спроведуваат понатамошни истражувања за основната примена на елементите од ретка земја во алуминиумските легури, а механизмот на влијание на ретките елементи во алуминиумските легури е длабоко разбран. Развиени се и промовирани за примена неколку алуминиумски легури за ретки земји со практична вредност.
(2) 5G висока површина, висока јачина и висока топлинска спроводливост алуминиумска легура. Со оптимизирање на хемискиот состав на легурата и разумно регулирање на структурата на материјалот, проучување на ефектите од составот на легурата, обработката на деформација и процесите на термичка обработка врз јачината, топлинската спроводливост и елоксирачките перформанси на легурата, контролата на зрната легура и второ може да се постигнат фазни соединенија; Преку организациска регулатива и истражување на процесите на елоксирање и електролитичко боење, добиен е анодизиран филм со униформа облога, без разлика во боја и без дефекти како црни дамки и црни линии. Материјали од легура на алуминиум со висока површина, висока топлинска спроводливост и висока јачина се развиени за да се задоволи пазарната побарувачка за 5G куќишта за мобилни телефони, средни плочи за мобилни телефони, екструдирани алуминиумски материјали и валани листови.
(3) Ефикасна и евтина анода од алуминиумска легура за алуминиумски воздушни батерии. Темелно и систематски проучете ги уникатните легирани елементи на анодите од алуминиумска легура, како што се металните елементи со ниска точка на топење, процесите на обработка на деформација и термичка обработка, како и нивните ефекти врз електрохемиската активност и отпорноста на самокорозија на алуминиумските аноди. Спроведете основни истражувања за карактеристиките на активирање и пасивација на анодните материјали од алуминиумска легура, развијте анодни материјали од алуминиумска легура што ги задоволуваат барањата на алуминиумските воздушни батерии и реализирајте пазарно ориентирана примена на алуминиумски воздушни батерии во автомобилската лесна тежина, снабдувањето со електрична енергија во итни случаи и друго полиња.
(4) 800 MPa јачина алуминиумска легура. Пробивајќи ја постојната дизајнерска палета на компоненти од алуминиумска легура со висока цврстина, развивме нов тип на материјал од легура на алуминиум со јачина од 800 MPa во серијата 7XX. Ќе се фокусираме на спроведување на истражување за клучните технологии како што се дизајнот на индустриски состав и правилна контрола на легура на алуминиум со висока јачина од 800 MPa, формирање на инготи со висока легура и подготовка на инготи со висок металуршки квалитет, регулирање на униформноста на микроструктурата при топла обработка и контролирање на процесите на прецизна термичка обработка. Ќе развиеме технологии за контрола на стабилноста на квалитетот за сериско производство на високолегирани инготи и ќе воспоставиме детални контролни технологии за еволуцијата и структурата на микроструктурата при обработка и термичка обработка; Завршете го развојот на типични компоненти и проверете ја нивната примена под симулирани услови на услуга, прелиминарно постигнете лесна замена на високоцврсти структурни материјали за бродови и обезбедете технички резерви за лесен дизајн и подготовка на типични структурни компоненти за апликации во воздушната, авијацијата, транспорт и други области.
(5) Високо цврсти, цврсти, отпорни на корозија, отпорни на топлина дупчалки од алуминиумска легура за истражување на нафта. Во споредба со челични цевки за дупчење, цевките за дупчење од алуминиумска легура имаат предности на мала специфична густина, висока јачина, низок стрес на свиткување и отпорност на кисели гасови како H2S и CO2 корозија. Тие исто така имаат поголема способност за длабочина на дупчење и посилна способност за апсорпција на удари. Затоа, цевките за дупчење од алуминиумска легура имаат очигледни предности во истражувањето и развојот на длабоки бунари, ултра длабоки бунари и бунари за кисели гасови. Истражувајте и оптимизирајте го процесот на термичка обработка на легурите во состојби со висока растворливост за да ја контролирате микроструктурата, со цел да постигнете подобра комбинација на MPt, GBP и PFZ и да го оптимизирате усогласувањето на висока јачина, висока цврстина, отпорност на корозија и топлина отпорност на легури; Проучете го деформациското однесување на легурите и воспоставете модел за еволуција на микроструктурата на легурата; Разберете ја врската помеѓу факторите како што се составот, микроструктурата и макроскопските својства, воспоставете модели за временско стврднување, корозија на стрес и цврстина на фрактура, постигнувајте правилна контрола на микроструктурата и развивајте и произведувајте висока цврстина, цврста, отпорна на корозија, топлина отпорни дупчалки од алуминиумска легура за истражување на нафта кои ја задоволуваат побарувачката на пазарот.
(6) Развој и индустријализација на зелена технологија за преработка на материјали од легура на алуминиум. Во услови на недостиг на ресурси и енергија, сеопфатното искористување на ресурсите и технолошките иновации се особено важни. Системот спроведува основни истражувања за примената на рециклирани легури на алуминиум, длабоко ги разбира ефектите на спојување на повеќе елементи во алуминиумските легури и механизмите на нивното влијание врз структурата и својствата на материјалот, воспоставува систем за рециклирање и повторна употреба на алуминиумска легура, развива нискоенергетски, ниско-енергетски цена, зелени технологии за подготовка и обработка со високи перформанси за материјали од легура на алуминиум и обезбедува теоретска и техничка поддршка за подготовка на евтини зелени и еколошки легури на алуминиум и „една алуминиумска мулти-енергија“ со апликативна вредност, постигнувајќи ги строгите цели на Кина за заштеда на енергија и намалување на емисијата од година во година и зелена надградба на алуминиумската индустрија.
3. Заклучок и перспектива
Високите перформанси, високиот квалитет, високата униформност, ниската цена и нискојаглеродната заштита на животната средина сè уште се главните насоки за развој на нови материјали за цивилни алуминиумски легури и технологија за обработка на алуминиум. Една од нив е да се развие одлична технологија на лиење, постојано да се подобрува ефикасноста на искористувањето на енергијата, да се намалат емисиите и да се подобри нивото на контрола на металуршкиот квалитет, хемискиот состав и микроструктурата на инготите; Вториот е да се интегрираат и применат современите одлични технолошки достигнувања, да се развие високопрецизна автоматизација, специјализација и техничка опрема од големи размери, да се подобри ефикасноста и да се обезбеди големо производство на висококвалитетни и високо униформни производи; Третиот е целосно да се искористи примената на технологијата за компјутерска симулација на полето на истражување и развој на нови материјали, обработка, технологија за обработка и дизајн и оптимизација на мувла, значително да се скрати циклусот на развој, да се намалат ризиците во развојот, да се подобри ефикасноста на производството и да се намалат трошоците. .
Во моментов, материјалите за обработка на алуминиумска легура се развиваат кон повеќелегура, голема ширина, висока јачина и цврстина, висока чистота, висока прецизност, висока стабилност, суперпластичност и суперспроводливост. Ова неизбежно бара многу детална работа во истражувањето на технолошките иновации, од истражување на механизмот на материјалот до контрола на елементите на процесот, фактори кои влијаат на обработката, разумна формулација на параметрите на линијата на процесот, строго следење и надзор на квалитетот итн., за да се воспостави основна карактеристика на легура на алуминиум, обработка технолошка база на податоци и систем за проверка и евалуација на квалитетот на производите и постигнување иновативен развој на одлична технологија за обработка на материјали од граѓанска легура на алуминиум.
