铝合金型材无缝管拥有核心技术优势

          高铁车厢是用铝材焊接的，有的高铁线经过零下三四十摄氏度的高寒地带；南极科考船上的一些仪器、装备与起居用品是以铝材制造的，需要经受零下六七十摄氏度的考验；由中国经北极到欧洲的商船上有些装备也是用铝材制造的，其中的一部分露在外面，环境温度也在零下五六十摄氏度；它们能在这样的寒冷环境中正常运转吗？没问题，铝合金及铝材是*不怕寒冷酷热的。说说铝合金的低温性能--铝及铝合金是*好的低温材料，没有低温脆性，不像普通钢材、镍合金等那样有明显的低温脆性，它们的强度性能虽然随着温度的降低而升高，但是塑性与韧性却随着温度的下降而降低，即有明显的低温脆性。可是铝及铝合金则大不一样，没有一丝丝低温脆性，它们的一切力学性能均随着温度的降低而明显上升，与材料的成分无关，不管是铸造铝合金还是变形铝合金，也不管是粉末冶金合金，还是复合材料；与材料状态也没有关系，不管是加工状态的，还是热处理状态的；也与锭坯制备工艺无关，不管是用铸锭轧制的，还是用熔体连续铸轧的或连续连轧的；与铝的提取工艺更无关系，电解的、碳热还原的、化学提取，通通都没有低温脆性；与纯度也无关，不管是99.50%~99.79%的工艺纯铝，还是99.80%~99.949%的高纯铝、99.950%~99.9959%的超纯铝（Super Purity）、99.9960%~99.9990%的极纯铝（extreme purity）、>99.9990%的超高纯铝等都没有低温脆性。有趣的是，另两个轻金属——镁、钛跟铝一样也没有低温脆性。高铁车厢铝材有Al-Mg系的5005合金板材、5052合金板材、5083合金板材及型材，Al-Mg-Si系的6061合金板材及型材、6N01合金型材、6063合金型材，Al-Zn-Mg系7N01合金板材及型材、7003合金型材。标准状态有O、H14、H18、H112、T4、T5、T6。由表中的数据可明显地看出，不管哪种铝合金，它的力学性能均随着温度的降低而上升，所以铝材是一类绝妙的低温结构材料，火箭的低温燃料（液氢、液氧）储罐、液化天然气（LNG）运输船上与岸基储罐、低温化工产品容器、冷库、冷藏车等都可以用铝材制造。在地球上跑的高速列车的车厢与车头的结构件凡是可用铝合金制造的零部件都可以用现行的相应铝合金制造，不需要另辟蹊径研究一种在高寒地区运营的厢体结构铝合金及其生产工艺，当然如果能研发一种各项性能比6061合金大10%左右的6XXX合金，或比7N01合金约大8%的7XXX合金，那当然是功劳很大的。实际上，在我国黑龙江省，以及以后在内蒙古自治区、新疆维吾尔族自治区、西藏自治区、青海省跑的高铁对铝合金结构来说算不了“高寒”，不需要对合金成分作特殊处理，也不需要对材料生产工艺参数作专门调整。只要为高张高铁或以后为在其他寒冷地区运营的高铁车辆厢体生产的铝材性能符合中国GB、欧洲EN、日本JIS、美国ASTM等标准要求，就是合格的产品，不需要采取特殊措施，以免加大成本。车厢铝合金的发展趋势：在现在轨道车辆厢体制造和维护中用的板材合金有5052、5083、5454、6061等合金，用的挤压型材有5083、6061、7N01等，此外一些新的合金诸如5059、5383、6082等也有所应用。它们都有良好的可焊性，焊丝为5356或5556合金，当然*好是采用摩擦搅拌焊（FSW），不但焊接质量高，而且不用焊丝。后来日本研发的7N01合金（Mn0.20~0.7、Mg1.0~2.0、Zn4.0~5.0，单位%），在轨道车辆制造中获得广泛应用；德国在制造高铁Trans Rapid车厢时采用5005合金板制作壁板，用6061、6063、6005合金挤压所用的型材。总之，直到目前无论是中国还是其他 制造高铁车辆基本上仍沿用这些合金。200km/h~350km/h列车厢体铝合金：我们可根据列车运营速度将厢体铝合金分为：速度<200km/h的车辆用的可称为 代合金，它们是常规的合金，多用于制造城市轨道车辆厢体，如6063、6061、5083合金等；第二代铝合金如6N01、5005、6005A、7003、7005合金等用于制造速度为200km/h~350km/h的高铁车辆厢体；第三代合金是6082、含钪的铝合金等。除了6N01、7N01合金（它们是日本合金，N代表Nippon）外，还有7003合金，它的Mg含量比7N01合金的低，是一种低Mg的Al-Zn-Mg合金，它的可焊性及强度与7N01合金的相当，并具有更高的可挤压性能。日本东北和上越新干线、札幌地铁大量采用7003、7N01合金生产壁厚3mm的宽幅型材6005A合金（Si0.50~0.9、Mg0.40~0.7、Mn和Cr 0.12~0.50,%）是法国注册的，与美国6005合金相比，Mg与Si的含量相等，但增加了0.12%~0.50%的Mn的Cr，不但有与6063合金相当的可挤压性能，而且强度性能也有所提高。6N01合金也如此，日本山阳电化铁路3050型车辆厢体侧板（宽507mm、壁厚2.5mm）、宽558mm的地板，以及制造侧板挂钩、檐梁等的大型宽幅空心型材都是用6N01合金挤压的。350ktm/h~450km/h列车厢体铝合金：这是厢体用的新一代铝合金，列车速度高达450m/h，车辆须承受更大的外力，受到的震动也更强烈，因此应研发新一代轻量化高铁铝合金。含钪的铝合金。钪是铝及铝合金*有效的晶粒细化剂，也是优化铝合金性能有效的元素之一，钪的含量都<0.5%，凡含有钪的合金，不管含量多少都统称铝-钪合金。Al-Sc合金有强度高、塑性好、可焊性优良、抗蚀性强等优点，是舰船、航空航天器、反应堆、国防军工器械等领域选用的新一代铝合金之一，当然也可以用于制造铁路车辆结构。不过向现行铝合金添加钪，对组 织性能的改善如何，尚有待系统的研究，钪是一种稀土元素，中国是世界上的钪生产国，在Al-Sc合金研究方面居世界前列，但总的来看还不如俄罗斯，在Al-Sc合金研究与应用方面俄罗斯是领跑者。东北轻合金有限责任公司、中南大学、航天材料及工艺研究所对Al-Sc合金的研发作了许多工作，他们研究的“大尺寸5B70铝-镁-钪合金板材”获2017年度中国有色金属工业科学技术一等奖，获二等奖的也有一项，为“航天用可焊高强Al-Zn-Mg-Sc合金”。

         压铸特别适合制造大量的中小型铸件，因此压铸是各种铸造工艺中使用*广泛的一种。同其他铸造技术相比，压铸的表面更为平整，拥有更高的尺寸一致性。1、铝合金压铸件表面有流痕和花纹：铸件表面上有与金属液流动方向一致的条纹，有明显可见的与金属基体颜色不一样的无方向性的纹路，无发展趋势。2、铝合金压铸件龟裂了：铝合金压铸件表面上有网状发丝一样凸起或凹陷的痕迹，随压铸次数增加而不断扩大和延伸。3、冷隔纹：铝合金压铸件表面有明显的、不规则的、下陷线性型纹路形状细小而狭长，有时交接边缘光滑，在外力作用下有断开的可能。4、铝合金压铸件表面有凹痕：在压铸件厚大部分的表面上有平滑的凹痕。5、表面痕迹：铝合金压铸件表面与压铸模型腔表面接触所留下的痕迹或铸件表面上出现阶梯痕迹。6、铝合金压铸件有粘附物痕迹：小片状及金属或非金属与金属的基体部分熔接，在外力的作用下剥落小片状物，剥落后的铸件表面有的发亮、有的为暗灰色。7、铝合金压铸件有裂纹：将铝合金压铸件放在碱性溶液中，裂纹处呈暗灰色。金属基体的破坏与裂开呈直线或波浪线形，纹路狭小而长，在外力作用下有发展趋势。
          工业铝型材挤压温度是挤压生产过程中重要的工艺参数，为了降低金属的变形抗力，减小挤压力，需要提高工业铝型材挤压温度。但挤压温度提高到一定温度时，容易出现热脆现象，产生裂纹等缺陷。为避免这种现象，为提高挤压速度，需要降低挤压温度。这两个条件是相互矛盾的，为了既能降低变形抗力，又能采用较大的挤压速度，必须选择一个金属塑性*好的温度范围。但是工业铝型材挤压生产过程中，金属与挤压筒内衬、模具、垫片产生摩擦，以及金属本身产生变形等，会使金属的温度升高，往往会突破事先选好的挤压温度范围。实验证明：在整个挤压过程中挤压温度是逐渐升高的，挤压速度随着铸锭金属的减少而逐渐加快。因而工业铝型材产品尾端由于挤压温度的提高、挤压速度的加快而经常产生裂纹的现象。挤压过程中挤压温度的升高与工业铝型材的本性及挤压条件有关。对于工业铝型材而言，金属在模具出口处前后温度差为10-60℃之间。为了使工业铝型材挤压生产过程中挤压温度恒定在金属塑性*好的温度范围内，*好实行等温挤压。这是多年来工程技术人员探索的新工艺。要实现等温挤压需要具备很多条件，在挤压过程中各个环节都能自动调节，如铸锭温度、挤压筒温度都能梯度加热，模具进行冷却且可以调节温度，挤压速度能自动变化或采用等速挤压。另外更换模具后，由于挤压系数改变，上述各项条件也能做相应调整。可见要实现工业铝型材等温挤压是个很复杂的工艺。目前多采用对铸锭进行梯度加热的方法，做到近似等温挤压，也可以大大提高挤压速度和改善产品品质。随着电脑和数字化编程技术在工业上应用的逐步深入发展，现代挤压机也随之更新换代，配备有FI控制的等速挤压和TIPS控制的等温挤压。操作者只要选择按钮，依靠设备的自动化编程技术就可以获得所需要的等速挤压或等温挤压。