铝及铝合金是当前用途十分广泛的、最经济适用的材料之一。世界铝产量从1956年开始超过铜产量一直居有色金属之首。当前铝的产量和用量仅次于钢材,成为人类应用的第二大金属,铝的重量轻和耐腐蚀,是其性能的两大突出特点,一起来了解下铝合金应用的几大主要行业。
一、汽车行业
汽车轻量化已成为世界汽车发展的潮流,在汽车轻量化材料中,铝合金材料的综合性价比要高于其他材料,铝合金质量轻,密度只有钢或铁的1/3,用在汽车上可以将同样钢结构的质量减小一半,使汽车可以获得更好的动力并降低油耗,从而实现节能减排的需求。而且铝合金可以多次循环再利用,铝质汽车零件基本上都可回收。另外铝材具有很高的吸能特性,是制造车身变形区的理想材料,用来增强车身的被动安全性。铝合金在汽车行业的应用件主要有车身、轮毂、底盘、防撞梁、地板、车牌、动力电池等。车身等钣金件通常以5/6系铝合金为主,动力电池则采用3系铝合金,车牌采用1系氧化纯铝。
二、船舶行业
铝及铝合金在造船工业中应用越来越广,小到汽艇大到万吨油轮,从海上气垫船到海下潜艇,从民用到军工,从捕鱼船到海洋开采船,均使用综合性能优良的铝合金生产船舶外壳、支架结构、配套设施、管道等。
铝合金具有质量轻、耐腐蚀等优点,应用在船舶上有利用行驶速度的提升,并能抵抗海水的侵蚀。船舶用铝合金以铝-镁系合金、铝-镁-硅系合金和铝-锌-镁系合金为主,依据所用的位置,分为上层舾装用铝合金、船体结构用铝合金,其中栖装包括桅杆、舷窗、烟筒、操舵室等,船体结构包括隔壁、助板、龙骨、船底外板以及船侧等。船舶上层结构中舷窗常用的铝合金型材为6063铝合金,桅杆、舷梯常使用6063与6061铝合金型材。另外,壁板使用挤压成型的铝-镁合金,可防止焊接中变形的同时,确保应力分布更加合理。船体结构中铝-镁系合金应用率较高,其中5454、5052铝合金是制造甲板的主要材料。
三、航空航天
但对飞机来说,材料轻是最重要的,且耐腐蚀性要较强,加工性能优良,所以铝合金是制造飞机最理想的金属材料。 像7075和2A12这样的硬铝,根据其合金元素含量不同可分别制造铆钉、飞机的螺旋桨及飞机上的高强度零件; 不同品种的超硬铝用于制造各种结构零件、高载荷零件,是航空工业的重要材料之一。
四、化工行业
铝具有良好的导热性,铝及铝合金广泛用于生产化工设备中换热设备、抗浓硝酸腐蚀的贮槽、吸附过滤器、分馏塔、管道及许多内衬等。铸造铝合金的流动性好,充型能力强,收缩率小,不易形成裂纹,抗腐蚀性能好(其表面可形成三氧化二铝、二氧化硅保护膜),质量轻,力学性能好,大量用于制造结构复杂的抗腐蚀零部件,如汽缸、管件、阀门、泵、活塞等。铝在化工生产中有许多特殊的用途 ,其不产生火花,所以铝合金可生产盛装容易挥发性物质的容器;另外铝无毒性,不会造成食物变质,不影响商品的外观,不腐蚀商品,因此,铝合金广泛用于制作食品化工工业中相关设备。
五、金属包装行业
铝合金还广泛应用于金属包装行业,具有以下优良特性:力学性能好,重量轻,抗压强度高,经久耐用,便于储存和运输货物;良好的阻隔性能,可以阻隔阳光、氧气和潮湿环境对物品的损害,延长物品的保质期;质感和美感好,用作包装的铝合金具有独特的金属光泽,手感好,外形美观,提高了商品的品质;无毒可回收,节约资源,减少环境污染。铝合金广泛应用于啤酒、饮料等食品罐,多为冲压拉伸结构。铝箔餐具美观,重量轻,传热好。它们用于快餐包装,具有保鲜、保味、无毒的作用。它们被越来越多的食品工业所使用。铝合金软管可以挤压变形,挤压后其内容物可以使用。简单方便,常用于膏状化妆品包装。
六、其他行业
铝合金强度高、重量轻、流动性好、充型能力强、耐腐蚀性好、熔点低,广泛应用于拖拉机、机车部件、电子产品、医疗器械、建筑装饰等行业。铝合金具有优良的延展性,广泛应用于日用品行业和食品行业。在电力传输领域,铝合金导线因其成本低、重量轻、耐腐蚀、传热好、易导电、耐磨等优点越来越受到重视。在输电领域,铝合金使用最多,高达90%的高压导体材料都是铝制品[10]。铝硅合金可以作为良好的脱氧剂,降低钢对皮下气泡的敏感性,通过炼钢脱氧提高钢的质量。铝硅合金市场消费量大,全国年需求量达百万吨。