中國在美國鋁業(yè)協(xié)會公司注冊的3個合金

　　截至2018年年底，中國在美國鋁業(yè)協(xié)會公司注冊的變形常用鋁合金僅三個：2006年注冊的6043合金，2008年注冊的5154C合金，2010年注冊的6027合金，占注冊常用合金528個的0.6%。

　　6043合金是一個可進行高速切削的合金，是中國注冊的首個合金，它的最大特點是不含對環(huán)境有不利影響的元素Pb，因而它是一種綠色合金。在高速切削含Pb的鋁合金時，應(yīng)采取必要的安全防護措施，以防排放的Pb蒸汽對人體的損害。

　　6043合金的注冊化學(xué)成分（質(zhì)量%）：Si0.40~0.9，F(xiàn)e0.50，Cu0.30~0.9，Mn0.35，Mg0.8~0.40，其他雜質(zhì)單個0.05、合計0.15，其余AI。適用于半成品高速切削加工成品零件。

　　5154C合金是中國注冊的第二個合金，2008年7月1日向美國鋁業(yè)協(xié)會公司申請注冊，同年10月27日正式批準，注冊成分（質(zhì)量%）：Si 0.20，F(xiàn)e0.30，Cu0.10，Mn0.05~0.25，Mg3.2~3.7，Cr0.01，Zn0.01，Ti0.01，其他雜質(zhì)單個0.05、總計0.15，其余AI，合金密度2660kg/m3。合金主要用于同軸電纜線，但也可以應(yīng)用于其他領(lǐng)域，杭州飛祥電子線纜實業(yè)有限公司研發(fā)。

　　6027合金是2010年注冊的首個通用結(jié)構(gòu)鋁合金，其成分（質(zhì)量%）：Si 0.55~0.8，F(xiàn)e0.30，Cu0.15，Mn0.10~0.30，Mg0.8~1.1，Cr0.10，Zn0.10~0.30，Ti0.15，其他雜質(zhì)單個0.05、合計0.15，其余AI。用于生產(chǎn)各種工業(yè)擠壓鋁材。

　　如果認為必要，中國新發(fā)明的這個合金也可以到美國鋁業(yè)協(xié)會公司注冊。

　　第二代防火抑爆鋁合金

　　第一代防火抑爆產(chǎn)品是用3003-H18合金箔制造的，國內(nèi)外的研究與使用證明，它的力學(xué)性能可以滿足要求，但是使用期限僅一年，遠遠不能滿足需求。所以應(yīng)尋求一種抗蝕性更高的力學(xué)性能，與強的抗各種油品腐蝕性能合金。3xxx系合金對各種油品的抗蝕性欠佳，1xxx系、4xxx系、8xxx系合金對油品與液化氣中的使用肯定也不理想，況且它們的力學(xué)性能也不足以抗衡汽車顛簸與航空器振動；2xxx系及7xxx系合金雖有高的強度性能，但抗蝕性很低，不能在實際中應(yīng)用，因此第二代防水抑爆鋁箔只能在5xxx系及6xxx系合金中尋找，清華大學(xué)材料系李建國副教授經(jīng)過多年的研究，終于在6xxx系合金中找到了一種符合要求的合金，既有強的防火抑爆特性，又對各種油品與液化天然氣有較高的抗腐蝕性能，實驗室與道路試驗證明，它的使用期限遠比3003-H18合金箔長得多，同時它的防火抑爆性能也優(yōu)于第一代鋁箔。

　　中國當(dāng)務(wù)之急是建一個生產(chǎn)能力50kt/a的第二代防火抑爆鋁箔專業(yè)廠，可以與清華大學(xué)材料系合作，由他們負責(zé)技術(shù)與人才，投資約5億元就可以，市場不成問題，當(dāng)前市場能力約120kt/a。這種箔的厚度約0.05mm，采用專門設(shè)計的專業(yè)化四輥1600mm箔軋機，軋3道就可以將0.28mm的帶坯軋成0.05mm厚的成品，如果從合金熔鑄開始，所有熔鑄、熱軋、冷軋、箔軋、精整的總建設(shè)匡算投資也只有5億元，除個別控制設(shè)備外，所有裝備國內(nèi)都可以供應(yīng)。

　　稀土及含鋯導(dǎo)電鋁合金

　　為了提高鋁導(dǎo)體的強度及耐熱性能，各國都先后開發(fā)出了一批有特色的稀土與含鋯的電工鋁合金，中國在這方面是世界的領(lǐng)跑者。這些合金的電導(dǎo)雖比1050A的低一些，但其抗拉強度、蠕變強度及耐熱性能卻比1050A合金高很多。

　　向鋁中添加稀土元素（RE）幾乎對其電導(dǎo)率無影響，卻可顯著改善其加工性能。云南鋁業(yè)股份有限公司生產(chǎn)的含（0.3%~0.5%）混合稀土的高導(dǎo)電純鋁導(dǎo)線的電阻率為2.7654Ω·m，低于現(xiàn)行國家標準的規(guī)定值；它的電導(dǎo)率比國際電工委員會標準規(guī)定的電導(dǎo)率高1.4個百分點。上海電纜研究所與武漢電線有限公司研制的含（0.05%~.1%）RE的AI-Mg-Si系合金導(dǎo)線的電導(dǎo)率達到54%IACS，也比國際電工委員會標準的規(guī)定值高1.4個百分點。

　　向鋁中添加鋯可提高鋁的再結(jié)晶溫度、蠕變強度和耐熱性能，含鋯量低時，如含0.04%Zr的60TAI合金主要靠固溶效應(yīng)起作用，而含鋯量較高時，AI3Zr的沉淀起作用，如含0.3%Zr的XTAI合金就是這樣。對XTAI合金必須進行長時間（100h）的高溫時效處理，使細小的AI3Zr粒子呈彌散狀態(tài)分布，以獲得高的導(dǎo)電性與耐熱性。

　　提高導(dǎo)線的耐熱性能可以顯著提高載流量與輸電系統(tǒng)安全性，含鋯的導(dǎo)線鋁合金是日本研發(fā)的，現(xiàn)在日本的主干高壓、輸電架空線55%以上用的是60TAI合金線。該合金的電導(dǎo)率60.0%IACS，最低抗拉強度158.76 N/mm2，伸長率A≥2%，長期工作溫度150℃，短期工作溫度180℃，線材直徑4.8mm。

　　上海電纜研究所與武漢電線有限公司生產(chǎn)的含0.01%Zr~0.4%Zr與<0.5%RE的鋁合金導(dǎo)線（直徑4.67mm）的連續(xù)使用溫度可達150℃，為硬的鋁絞線（H）的1.7倍，電導(dǎo)率（58%~60%）IACS，載流量為硬（H）鋁絞線的1.5倍以上，適用于500KV超高壓輸變電線路及變電所母線，也可以用于城區(qū)電網(wǎng)改造與農(nóng)用架空導(dǎo)線等，其耐熱性能與日本TAI型鋁合金線的相當(dāng)。它在末時效狀態(tài)的抗拉強度Rm為187.18 N/mm2，伸長率A 4.1%，彎曲次數(shù)9.20℃時電阻率0.02934Ω·mm2/m；時效處理后的抗拉強度Rm=183.65N/mm2，伸長率A=3.58%，彎曲次數(shù)12.20℃時電阻率0.02922Ω·mm2/m。

　　如果通訊電纜、線圈、汽車電線等多為軟銅線，也用一部分軟質(zhì)鋁線與鋁合金線。北美洲在這些方面以鋁代銅工作做得好，鋁化率最高，已達70%以上，中國與他們之間還有較大差距。長峰高電導(dǎo)率合金

　　長峰集團通過產(chǎn)學(xué)研合作，經(jīng)過連續(xù)4年的研制，終于開發(fā)出擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的完全可替代國際同類產(chǎn)品的復(fù)合高電導(dǎo)率鋁合金電力電纜，已于2012年實現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。長峰集團采用新配方、新技術(shù)、新工藝研制的復(fù)合高電導(dǎo)率鋁合金電力電纜經(jīng)國家電線電纜質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心檢驗，其各項主要指標達到同類產(chǎn)品的國際先進水平，特別在同類工程上可節(jié)約成本30%以上，可滿足國內(nèi)高速發(fā)展的電力、鐵路、通訊等產(chǎn)業(yè)需求。

　　結(jié)束語

　　中國在發(fā)展鋁合金方面粗略可分為三個階段：新中國成立至改革開放（上世紀70年代末）基本上向蘇聯(lián)學(xué)習(xí)；上世紀80年代初至2005年（1980年~2005年）主要向工業(yè)發(fā)達國家學(xué)習(xí)，和他們在發(fā)展新合金競技場上一同奔跑；2005年以后主要以獨立發(fā)展新合金為主，與發(fā)達國家并駕齊驅(qū)，但在基礎(chǔ)理論研究方面仍存在較大差距。

　　北京有色金屬研究總院有研科技集團有限公司以熊柏青為首的研究團隊發(fā)明的AI-Zn-Mg-Cu系高強高韌—低淬敏感性鋁合金截至2018年6月12日，已獲得全球12個工業(yè)發(fā)達與航空器主要制造國的專利，這在中國鋁合金發(fā)展征程中有著重要的里程碑意義，中國已躋身世界高強韌航空鋁合金先進國家行列。

　　工信部已將鋁-鋰、鋁-鈧合金等及其焊絲的發(fā)展作為今后的重點，宜集中力量，擼起袖子加油干，力爭在不太長的時間內(nèi)取得突破性的成就。作為新中國第一代鋁業(yè)工作人員，筆者希望，當(dāng)今的合金科技人員能在工信部鋁合金發(fā)展理念指引下，經(jīng)過幾年的艱苦工作，砥礪前行，能夠研制成功10多個有中國特色的可在美國鋁業(yè)協(xié)會公司注冊的新型鋁合金。

資訊來源：中國有色金屬報

圖片來源：網(wǎng)絡(luò)

更新日期：2020-01-14

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