鋁合金厚板的性能、應(yīng)用與市場(chǎng)（節(jié)選）
在原則上說(shuō)，凡是變形鋁合金（2004年在美國(guó)鋁業(yè)公司注冊(cè)處注冊(cè)的有442個(gè)）都可以用于生產(chǎn)厚板，但在實(shí)際生產(chǎn)與使用中，厚板鋁合金還不到20個(gè)，例如石化工業(yè)焊制容器等的厚板（一般都不厚于15mm）則多為1×××系及3×××系合金，航天工業(yè)則以2×××系及7×××系合金為主，船舶制造及交通運(yùn)輸工業(yè)則常用5×××系及6×××系合金，工模具工業(yè)用的合金有2×××、5×××、6×××、7×××系合金。此外，制氧工業(yè)還用到4×××系合金。
常用的熱處理可強(qiáng)化的厚板鋁合金為2017A、2219、2024、5026、5083、6061、6082、7020、7022、7040、7050、7075合金。
非標(biāo)準(zhǔn)厚板鋁合金是生產(chǎn)厚板的企業(yè)各自研發(fā)的，但都是在標(biāo)準(zhǔn)鋁合金基礎(chǔ)上對(duì)成分稍加調(diào)整和/或添加一些微量元素發(fā)展而成的，以滿足某些特殊性能要求。主要非標(biāo)準(zhǔn)厚板鋁合金有：
美國(guó)鋁業(yè)公司的精密鑄造厚板鋁合金Mic-6，其成分雖未公布，但由其性能可推斷為一種7×××系合金。
柯魯斯集團(tuán)德國(guó)科布倫茨鋁板帶有限公司（Corus Aluminium Walzprodukte GmbH in Koblenz，Germany）的Giantal合金，該合金是由5083-O合金發(fā)展而來(lái)的；通用型合金Weldural是一種AlCu6.5Mg0.3的2×××系合金；高強(qiáng)度Hokotol合金，其原型合金為7050，這些合金的成分大體相當(dāng)。
德國(guó)格聯(lián)克鋁業(yè)有限公司（GLEICH GmbH）是一家生產(chǎn)鑄造鋁合金厚板的企業(yè)，也外購(gòu)一些軋制厚板鋁合金，通過(guò)精密機(jī)械加工制成工模具坯料、鍛坯、成品工模具等。開發(fā)的合金有G.ALRC250，其原型為5083合金，具體成分為：4%-5%Mg，＜1%Mn，1.5%其他元素，其余為鋁；G.AlRC210合金，也是一種5083型合金；G.AlRF240模鍛坯料，合金成分相當(dāng)于5083合金。
德國(guó)亞里美克斯鋁業(yè)公司（Alimex Metall-handelsgesesellsehaft mbH）是一家以鑄造與軋制鋁合金厚板精密機(jī)械加工零部件、工具、模具、坯料塊的公司，鑄造厚板由公司自行生產(chǎn)，而熱軋厚板則外購(gòu)。所用的合金是常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)合金，但產(chǎn)品都冠以自已的品牌，如ACP5080R（5083合金）、ACP5080（5083合金）、ACP6000（7×××合金）、PLANAL（5083、6082、7075合金）、AMP（7×××系合金）。
加拿大鋁業(yè)公司（Alcan）設(shè)在美國(guó)與法國(guó)的企業(yè)可為各個(gè)部門提供各種軋制的或鑄造的鋁合金厚板，特別可為航空航天工業(yè)提供各種鋁合金厚板，尤其是熱處理可強(qiáng)化的鋁合金厚板，位于法國(guó)的伊蘇爾（Issoire）軋制廠即是生產(chǎn)這種厚板的知名企業(yè)。
鋁合金厚板沒有明確的標(biāo)定的分類方法也沒有約定俗成的分類標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)在有人把鋁合金分為薄板、特薄板、中板、厚板等，實(shí)際上在中外鋁板帶標(biāo)準(zhǔn)中僅將鋁軋制板帶（FRPS）分為薄的與厚的兩種（Sheet and Plate），凡厚度小于6mm或6.35mm的稱為“薄板”，而厚度等于或大于此數(shù)的稱為“厚板”，并沒有“中板”這一名稱。至于“中板”這一名稱是中國(guó)鋁工業(yè)界慣用的一種稱呼，來(lái)源于鋼鐵工業(yè)，因?yàn)樵阡摪宓姆诸愔杏小爸邪濉边@一名稱。
綜合各方面的情況，鋁合金平軋材料可按厚度分為：
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特薄板
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＞0.2mm-0.5mm
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薄板
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＞0.5mm-＜4.5mm
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中板
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≥4.5mm-35mm
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厚板
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≥35mm-80mm
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特厚板
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＞80mm-200mm
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極厚板
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＞200mm-1100mm
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厚板生產(chǎn)工藝分為兩種：鑄錠熱軋法與鑄造法。凡是厚度大于200mm的極厚板都是鑄造而成的，因?yàn)槿驘岽周垯C(jī)的開口度都不超過(guò)700mm，不能軋制出冶金組織均勻、全部為熱軋組織且厚度在200mm以上的熱軋厚板。不過(guò)在此需指出，鑄造厚板不是用鑄造鋁合金生產(chǎn)的，仍是用變形鋁合金鑄造的。無(wú)論在國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，厚板生產(chǎn)的技術(shù)含量都很高。60%左右的厚板是用熱處理可強(qiáng)化的鋁合金生產(chǎn)的，其余的是用1×××、3×××系及5×××系合金生產(chǎn)的，而80%以上的薄板為熱處理不可強(qiáng)化合金。
軋制厚板的最大寬度可達(dá)5400mm，這是美國(guó)鋁業(yè)公司達(dá)文波特（Davenport）廠生產(chǎn)的，最大長(zhǎng)度可達(dá)40m，一般厚板的寬度都在3500mm以下。對(duì)于長(zhǎng)、寬尺寸，目前的發(fā)展趨勢(shì)并不追求越大越好，而是要求大一些的，因?yàn)殇X合金焊接技術(shù)已經(jīng)有了長(zhǎng)足發(fā)展。
當(dāng)前，可提供的鑄造厚板的最大厚度為1100mm，但不能太寬，例如950mm厚時(shí)最大寬度只能達(dá)到1300mm，而厚度減至700mm時(shí)則可寬達(dá)2200mm，總之厚度越大，寬/厚比就相應(yīng)地小一些。同時(shí)，由于鑄造極厚板都用于制造工模具，也不需要太寬的尺寸。對(duì)鑄造厚板最主要的要求是：均勻一致無(wú)偏析的成分、致密無(wú)流松的組織、晶粒細(xì)小均一的冶金結(jié)構(gòu)；在機(jī)械加工時(shí)及加工后不存在可引起變形的殘余應(yīng)力；具有很高的尺寸穩(wěn)定性，不會(huì)發(fā)生變形。
軋制厚板的典型生產(chǎn)工藝流程如下：配料—熔煉—爐內(nèi)及在線精煉與除氣凈化處理—鑄造—均勻化退火—鋸切頭尾—銑面—加熱—熱軋—剪切—冷軋（僅對(duì)厚度薄的厚板）—固溶熱處理與淬火（僅對(duì)6×××、2×××、7×××系合金，對(duì)5×××系合金進(jìn)行退火或穩(wěn)定化處理，對(duì)熱處理可強(qiáng)化合金O狀態(tài)材料則進(jìn)行完全退火處理）—預(yù)拉伸—超聲波探傷—人工時(shí)效（對(duì)2×××系合金的一些產(chǎn)品可不進(jìn)行）—渦流電導(dǎo)率檢測(cè)—鋸切或精密裁切—包裝—入庫(kù)或發(fā)運(yùn)。
鋁合金厚板特別是鑄造的特厚板及極厚板多用于機(jī)械加工工具及模具，因?yàn)榕c工模具傳統(tǒng)鋼材相比，鋁材具有非常明顯的優(yōu)點(diǎn)，這就決定了它的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，使鋁合金工模具的應(yīng)用日益廣泛。由于中國(guó)制造業(yè)的發(fā)展，特別是中國(guó)成為全球制造基地地位的加強(qiáng)，對(duì)鋁合金工模具的需求將比世界上任何一個(gè)國(guó)家的都大，其增長(zhǎng)率也將高于其它任何一個(gè)國(guó)家的。
由圖可見，如以模具鋼的可切削速度為1，則鋁合金的可切削速度可比鋼的快4倍，因而可對(duì)其進(jìn)行高速切削，能顯著縮短工模具制造周期，對(duì)原型工具模具的試制極為有利。另外，鋁合金的卓越可切削性能可大大降低切削工具的磨損，相應(yīng)地延長(zhǎng)其使用期限，降低生產(chǎn)成本，降低材料消耗。
鋁材密度為2700kg/m3，只有鋼材的1/3左右，因此鋁合金工模具既便于搬運(yùn)又易于裝卡，同時(shí)由于鋁合金工模具的質(zhì)量輕，可以方便地與更快地打開與閉合。
鋁合金的熱導(dǎo)率為123W/m·K-170W/m·K，約為模具鋼的4倍，能有效地縮短零件冷卻時(shí)間。
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5 厚板生產(chǎn)和/或經(jīng)銷企業(yè)
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厚板生產(chǎn)和/或經(jīng)銷企業(yè)可分為下列幾種類型：生產(chǎn)與經(jīng)銷厚板的企業(yè)，如美國(guó)鋁業(yè)公司、加拿大鋁業(yè)公司、俄羅斯鋁業(yè)公司、日本神戶鋼鐵公司、中國(guó)的西南鋁業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司與東北輕合金有限責(zé)任公司等；生產(chǎn)、經(jīng)銷與深加工的企業(yè)，如柯魯斯集團(tuán)科布倫茨鋁板帶公司；生產(chǎn)鑄造厚板、外購(gòu)軋制厚板與深加工的企業(yè)，如德國(guó)亞里美克斯鋁業(yè)公司、格聯(lián)赫克鋁業(yè)公司；僅做經(jīng)銷或代理商的企業(yè)如德國(guó)美最時(shí)洋行（Melchers）鋁合金分銷中心（Aluminium Distribution Center），僅在中國(guó)就有9個(gè)辦事處（含香港與臺(tái)北各1個(gè)）、3個(gè)地區(qū)銷售支援辦事處、5個(gè)倉(cāng)庫(kù)（含香港與臺(tái)北各1個(gè)），意大利的陶金屬有限公司（Tau Metalli spa）等。
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