铝型材的深加工开发

王腾达,高禾林

中车青岛四方机车车辆股份有限公司 山东 青岛 266111

摘要：市场经济背景下，企业发展面临的竞争更加激烈，尤其在加入世贸组织之后，企业还需要参与国际竞争，因此会给自身的发展带来更大的挑战。铝型材生产企业发展过程中，同样会面临着型材市场的竞争压力，单纯依靠传统的挤压型材已经难以保障其竞争力，需要积极探索铝型材的深加工，通过这种方式来促进型材生产，同时帮助企业获取更大的经济效益。基于此，本文就铝型材的深加工开发进行探究，仅供大家参考。

关键词：铝型材；深加工；铝合金汽车窗

引言：铝型材深加工产品的开发，既能促进型材的生产，也能创造更大的经济效益，是企业提升竞争力以及提升铝型材质量与使用效果的有效措施。在市场经济背景下，且与应注重铝型材的深加工开发，以此来提升自身的竞争力，扩大铝型材的产值，为企业创造更大的经济效益，保障企业的可持续发展。

1铝合金汽车窗的开发

    近年来，我国汽车工业快速发展，汽车销售量不断提升，相应的对汽车窗的需求量也会越来越多，因此铝合金汽车窗有着广泛的开发前景。目前，在世界范围内，有15%左右的铝产品被应用在陆路运输领域，因此汽车工业的发展必然会拓展铝型材市场。铝合金汽车窗的开发，不仅能够为汽车工业的发展助力，而且还可以随着汽车的出口实现进一步拓展铝型材的影响力，同时也能为企业创造更大的效益。铝合金汽车窗具有多方面的优势，不仅具有较强的那腐蚀性，而且自身重量轻，其强度也可以满足应用需求，另外，铝合金汽车窗更加经久耐用，保养费用更低，因此在汽车行业中有着十分广泛的应用。随着人们生活水平的提升以及审美观念的更新，对铝合金汽车窗也必然会提出更高的要求，因此要结合时代发展需求，加强铝合金汽车窗的开发，如无内框汽车窗等。企业应注重对科技人才的引进和培养，并不断更新设备，提升铝合金汽车窗的开发能力，保持自身的竞争优势。

2中国客运轨道车辆车体铝型材的深加工

    铝型材的深加工开发不仅仅局限于汽车领域，同时在轨道客车领域也得到了快速发展。对车辆铝型材进行深加工有着多方面的优势，既能加速铝型材的推广应用，也能降低车辆的制造成本，同时也能为铝加工企业创造更大的经济效益。但是铝合金轨道车辆制造同样也面临着巨大的挑战，如对铝合金的标准要求较高，需要保证所应用的铝合金不仅要具备较高的性能，而且还需要铝合金符合焊接需求，同时还要适合挤压。另外，车体部件的搅拌摩擦焊接也是工艺难点之一。

2.1轨道车辆铝合金

    轨道车辆结构十分复杂，不仅会涉及底板、侧墙、顶板以及端墙等结构，而且还包括门窗、行李架以及座椅等设备。其中门窗、车体、行李架以及座椅架等都是以铝合金为主要材料加工制作的，并且对铝合金的性能有着一定的要求（表1）。

表1 轨道车辆铝合金材料的性能和用途

合金	材料种类	抗拉强度N/mm2	屈服强度N/mm2	伸长率%	挤压性能	成形性	可焊性	抗腐蚀性	用途
5005-0	板材	108-147	≥34	≥21
5005-H14	板材	137-177	≥108	≥3	□	◇	◇	◇	底板与顶板
5005-H18	板材	≥177		≥3
5052-0	板材	177-216	≥64	≥19	□	◇	◇	◇	顶板
5083-0	板材	275-353	12-196	≥16					外板
5083-H112	型材	≥275	≥108	≥12	△	□	◇	◇	骨架
6061-T6	板材	≥294	≥245	≥10					外板

注：◇优；□良；△不好

在应用的铝合金中5005以及5052铝合金属于板带合金，并且其综合性能强，因此应用比较广泛。这种铝合金的加工成型效果好，并且阳极氧化性能佳，在轨道车辆中的应用多为薄板形式，主要用于轨道车辆内部装饰件的加工。5083铝合金在轨道车辆中也有着广泛的应用，但是与5005以及5052铝合金不同，5083铝合金的应用多为厚板的形式，主要用于车辆压力容器的制作以及机车钣金件的制作。在所有的铝合金中，对6061以及6063的应用最为广泛。我国在轨道车辆生产过程中，主要应用7N01铝合金生产轨道车辆挤压型材，目前技术水平已经达到了国际前列，摆脱了对进口的依赖，主要应用在枕梁与牵引连接件、车体底架减震器座等领域。7N01铝合金具有挤压性能好的特点，并且其焊接系数较高，十分适合用作车体承力零部件的加工。我国在7N01铝合金型材的深加工开发方面取得了显著的成绩，以南南铝加工有限公司为例，该公司所研发的铝合金车体大型材，不仅实现了批量生产，而且与进口型材相比，各方面的性能更加优越。该公司借助先进的生产工艺以及完善的质量管理体系，生产出的7N01铝合金型材在质量性能等方面更加优越，如7N01-T5铝合金车体中空大型材，其才抗腐蚀性、力学性能、断裂韧性、抗应力腐蚀开裂性能以及偏劳强度等方面均与进口的铝合金型材相当或者优于进口铝合金型材，因此完全可以替代进口铝合金型材，为我国轨道车辆生产提供有力的支持。

铝型材的深加工可以为轨道车辆生产提供有力的支持，但是在铝型材深加工过程中不仅要注重提升铝型材的各方面性能，同时还要考虑车辆报废后的回收利用问题。在轨道车辆生产过程中，所应用到的铝合金主要为5xxx系、6xxx系、7xxx系铝合金，5xxx系与6xxx系铝合金废料具有一定的相容性，而7xxx系铝合金则不同，其具有不相容的特点。而为了提升回收利用率，在设计铝型材深加工过程中，应尽量选用同一系的合金材料，如果条件不允许，则应尽量应用5xxx系与6xxx系铝合金材料，减少3系共同应用的情况，以免影响材料的回收利用率。而要想实现这一目标，则难度较大。以日本为例，日本曾研究仅应用6xxx系铝合金材料制作轨道车辆，但是只用6xxx铝合金材料仅能满足速度低于120km/h的轨道车辆，如果高于这一时速，车辆的底架大型材则需要应用7N01铝合金材料。针对这种情况，未来需要加强对5xxx系或者6xxx系铝合金的研发，使其在力学性能方面不低于7N01铝合金，这样才能实现应用一类铝合金制造轨道车辆，进而便于对铝的回收利用。

2.2车体部件的搅拌摩擦焊

    在科技的推动下，车辆制造过程中所应用到的焊接技术水平也在不断提升，如搅拌摩擦焊以及激光焊等都是先进焊接技术的主要形式，尤其是搅拌摩擦焊在车辆制造中的应用最为广泛。但是该技术的应用主要集中在国外车体零件连接施工中，而在我国的应用尚不够广泛。目前我国的中铝萨帕特种铝材有限公司在车体模块制造过程中已经全部采用了搅拌摩擦焊技术。搅拌摩擦焊技术是指应用耐热性强的搅拌棒插入焊接部位，然后通过高速旋转搅拌棒的方式实现铝基的增温，使其达到半熔状态，而随着搅拌棒的移动，则铝基温度降低，并形成焊缝。相较于其他焊接技术，搅拌摩擦焊的优势更加显著，因此可以为铝型材的深加工提供有力的支持。例如，在应用该技术焊接过程中，焊接温度处于580摄氏度以下，在这样的温度下，铝合金会实现软化，但是不会完全融化，使其能够处于半熔状态。这样一来，焊接完成后，焊缝与母材之间的平整度较高，同时焊缝与母材在力学性能方面也相差无几，可以更好地保障焊接效果，提升铝型材的质量。另外，应用搅拌摩擦焊，还能更好地调整焊缝的形状，使焊缝不再局限于直线形。在应用该技术进行焊接的过程中，无需借助保护气体，也不用填充金属，因此相较于其他焊接方式，搅拌摩擦焊的成本更低。同时，搅拌摩擦焊技术的应用，还不会产生噪音以及有害气体等，也不会产生弧光，因此更加节能环保。但是这种焊接工艺也存在一定的不足，如设备成本高等。

结束语：铝型材的深加工是提升铝材加工企业竞争力的重要手段，在市场竞争日益激烈的背景下，企业应加强对铝型材深加工的开发，在创造更大经济效益的同时，也能加速废料地循环利用，更好地保障企业的可持续发展。

参考文献：

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