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          高鐵車(chē)廂是用鋁材焊接的，有的高鐵線經(jīng)過(guò)零下三四十?dāng)z氏度的高寒地帶；南極科考船上的一些儀器、裝備與起居用品是以鋁材制造的，需要經(jīng)受零下六七十?dāng)z氏度的考驗(yàn)；由中國(guó)經(jīng)北極到歐洲的商船上有些裝備也是用鋁材制造的，其中的一部分露在外面，環(huán)境溫度也在零下五六十?dāng)z氏度；它們能在這樣的寒冷環(huán)境中正常運(yùn)轉(zhuǎn)嗎？沒(méi)問(wèn)題，鋁合金及鋁材是*不怕寒冷酷熱的。說(shuō)說(shuō)鋁合金的低溫性能--鋁及鋁合金是*好的低溫材料，沒(méi)有低溫脆性，不像普通鋼材、鎳合金等那樣有明顯的低溫脆性，它們的強(qiáng)度性能雖然隨著溫度的降低而升高，但是塑性與韌性卻隨著溫度的下降而降低，即有明顯的低溫脆性?？墒卿X及鋁合金則大不一樣，沒(méi)有一絲絲低溫脆性，它們的一切力學(xué)性能均隨著溫度的降低而明顯上升，與材料的成分無(wú)關(guān)，不管是鑄造鋁合金還是變形鋁合金，也不管是粉末冶金合金，還是復(fù)合材料；與材料狀態(tài)也沒(méi)有關(guān)系，不管是加工狀態(tài)的，還是熱處理狀態(tài)的；也與錠坯制備工藝無(wú)關(guān)，不管是用鑄錠軋制的，還是用熔體連續(xù)鑄軋的或連續(xù)連軋的；與鋁的提取工藝更無(wú)關(guān)系，電解的、碳熱還原的、化學(xué)提取，通通都沒(méi)有低溫脆性；與純度也無(wú)關(guān)，不管是99.50%~99.79%的工藝純鋁，還是99.80%~99.949%的高純鋁、99.950%~99.9959%的超純鋁（Super Purity）、99.9960%~99.9990%的極純鋁（extreme purity）、>99.9990%的超高純鋁等都沒(méi)有低溫脆性。有趣的是，另兩個(gè)輕金屬——鎂、鈦跟鋁一樣也沒(méi)有低溫脆性。高鐵車(chē)廂鋁材有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。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)有O、H14、H18、H112、T4、T5、T6。由表中的數(shù)據(jù)可明顯地看出，不管哪種鋁合金，它的力學(xué)性能均隨著溫度的降低而上升，所以鋁材是一類(lèi)絕妙的低溫結(jié)構(gòu)材料，火箭的低溫燃料（液氫、液氧）儲(chǔ)罐、液化天然氣（LNG）運(yùn)輸船上與岸基儲(chǔ)罐、低溫化工產(chǎn)品容器、冷庫(kù)、冷藏車(chē)等都可以用鋁材制造。在地球上跑的高速列車(chē)的車(chē)廂與車(chē)頭的結(jié)構(gòu)件凡是可用鋁合金制造的零部件都可以用現(xiàn)行的相應(yīng)鋁合金制造，不需要另辟蹊徑研究一種在高寒地區(qū)運(yùn)營(yíng)的廂體結(jié)構(gòu)鋁合金及其生產(chǎn)工藝，當(dāng)然如果能研發(fā)一種各項(xiàng)性能比6061合金大10%左右的6XXX合金，或比7N01合金約大8%的7XXX合金，那當(dāng)然是功勞很大的。實(shí)際上，在我國(guó)黑龍江省，以及以后在內(nèi)蒙古自治區(qū)、新疆維吾爾族自治區(qū)、西藏自治區(qū)、青海省跑的高鐵對(duì)鋁合金結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)算不了“高寒”，不需要對(duì)合金成分作特殊處理，也不需要對(duì)材料生產(chǎn)工藝參數(shù)作專(zhuān)門(mén)調(diào)整。只要為高張高鐵或以后為在其他寒冷地區(qū)運(yùn)營(yíng)的高鐵車(chē)輛廂體生產(chǎn)的鋁材性能符合中國(guó)GB、歐洲EN、日本JIS、美國(guó)ASTM等標(biāo)準(zhǔn)要求，就是合格的產(chǎn)品，不需要采取特殊措施，以免加大成本。車(chē)廂鋁合金的發(fā)展趨勢(shì)：在現(xiàn)在軌道車(chē)輛廂體制造和維護(hù)中用的板材合金有5052、5083、5454、6061等合金，用的擠壓型材有5083、6061、7N01等，此外一些新的合金諸如5059、5383、6082等也有所應(yīng)用。它們都有良好的可焊性，焊絲為5356或5556合金，當(dāng)然*好是采用摩擦攪拌焊（FSW），不但焊接質(zhì)量高，而且不用焊絲。后來(lái)日本研發(fā)的7N01合金（Mn0.20~0.7、Mg1.0~2.0、Zn4.0~5.0，單位%），在軌道車(chē)輛制造中獲得廣泛應(yīng)用；德國(guó)在制造高鐵Trans Rapid車(chē)廂時(shí)采用5005合金板制作壁板，用6061、6063、6005合金擠壓所用的型材?？傊?，直到目前無(wú)論是中國(guó)還是其他 制造高鐵車(chē)輛基本上仍沿用這些合金。200km/h~350km/h列車(chē)廂體鋁合金：我們可根據(jù)列車(chē)運(yùn)營(yíng)速度將廂體鋁合金分為：速度<200km/h的車(chē)輛用的可稱(chēng)為 代合金，它們是常規(guī)的合金，多用于制造城市軌道車(chē)輛廂體，如6063、6061、5083合金等；第二代鋁合金如6N01、5005、6005A、7003、7005合金等用于制造速度為200km/h~350km/h的高鐵車(chē)輛廂體；第三代合金是6082、含鈧的鋁合金等。除了6N01、7N01合金（它們是日本合金，N代表Nippon）外，還有7003合金，它的Mg含量比7N01合金的低，是一種低Mg的Al-Zn-Mg合金，它的可焊性及強(qiáng)度與7N01合金的相當(dāng)，并具有更高的可擠壓性能。日本東北和上越新干線、札幌地鐵大量采用7003、7N01合金生產(chǎn)壁厚3mm的寬幅型材6005A合金（Si0.50~0.9、Mg0.40~0.7、Mn和Cr 0.12~0.50,%）是法國(guó)注冊(cè)的，與美國(guó)6005合金相比，Mg與Si的含量相等，但增加了0.12%~0.50%的Mn的Cr，不但有與6063合金相當(dāng)?shù)目蓴D壓性能，而且強(qiáng)度性能也有所提高。6N01合金也如此，日本山陽(yáng)電化鐵路3050型車(chē)輛廂體側(cè)板（寬507mm、壁厚2.5mm）、寬558mm的地板，以及制造側(cè)板掛鉤、檐梁等的大型寬幅空心型材都是用6N01合金擠壓的。350ktm/h~450km/h列車(chē)廂體鋁合金：這是廂體用的新一代鋁合金，列車(chē)速度高達(dá)450m/h，車(chē)輛須承受更大的外力，受到的震動(dòng)也更強(qiáng)烈，因此應(yīng)研發(fā)新一代輕量化高鐵鋁合金。含鈧的鋁合金。鈧是鋁及鋁合金*有效的晶粒細(xì)化劑，也是優(yōu)化鋁合金性能有效的元素之一，鈧的含量都<0.5%，凡含有鈧的合金，不管含量多少都統(tǒng)稱(chēng)鋁-鈧合金。Al-Sc合金有強(qiáng)度高、塑性好、可焊性優(yōu)良、抗蝕性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是艦船、航空航天器、反應(yīng)堆、國(guó)防軍工器械等領(lǐng)域選用的新一代鋁合金之一，當(dāng)然也可以用于制造鐵路車(chē)輛結(jié)構(gòu)。不過(guò)向現(xiàn)行鋁合金添加鈧，對(duì)組 織性能的改善如何，尚有待系統(tǒng)的研究，鈧是一種稀土元素，中國(guó)是世界上的鈧生產(chǎn)國(guó)，在Al-Sc合金研究方面居世界前列，但總的來(lái)看還不如俄羅斯，在Al-Sc合金研究與應(yīng)用方面俄羅斯是領(lǐng)跑者。東北輕合金有限責(zé)任公司、中南大學(xué)、航天材料及工藝研究所對(duì)Al-Sc合金的研發(fā)作了許多工作，他們研究的“大尺寸5B70鋁-鎂-鈧合金板材”獲2017年度中國(guó)有色金屬工業(yè)科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)，獲二等獎(jiǎng)的也有一項(xiàng)，為“航天用可焊高強(qiáng)Al-Zn-Mg-Sc合金”。

        鋁灰的化學(xué)成分由于原料組成及工藝等不同，具有較明顯的差異性，主要由金屬鋁、氧化鋁及鹽熔劑等的混合物構(gòu)成。具體是：Al10%~30%，Al?O320%~40%,Si，Mg，F(xiàn)e氧化物7%~15%，K，Na，Ca，Mg氯化物和少量氟化物15%~30%。其中部分氧化物和氯化物附著于金屬鋁的表面。耐火材料屬資源型產(chǎn)業(yè)，化學(xué)成分及類(lèi)型多種多樣，具有容納各種原材料的空間。鋁灰的化學(xué)成分與耐火材料的主要原料鋁礬土相近，可以考慮直接或經(jīng)加工處理后成為耐火原料,為鋁灰的有效利用開(kāi)辟一條新途徑，既保護(hù)環(huán)境，又降低耐火材料企業(yè)的生產(chǎn)成本，對(duì)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有一定幫助。鋁灰加入耐火材料配料中的應(yīng)用：1.1作為防爆劑：能改善不定形耐火材料襯體的透氣性，防止襯體在烘烤過(guò)程中由于產(chǎn)生的蒸氣壓過(guò)大而發(fā)生爆 裂的物質(zhì)稱(chēng)為防爆劑，也稱(chēng)為快干劑(可快速烘烤的添加劑)。不定形耐火材料的防爆劑有活性金屬鋁粉，鋁粉與H?O反應(yīng)生成Al(OH)?，并放出H?，在澆注料尚未凝固前，H?從澆注料逸出時(shí)會(huì)形成毛細(xì)排氣孔，從而提高其排氣性。王立旺[1]采用鋁灰替代鋁粉作防爆劑，用于鐵溝澆注料，其鋁灰的化學(xué)成分是：Al31.63%，Al?O?18.15%，AlN9.25%，MgO6.16%，SiO?12.21%，F(xiàn)e?O?7.27%，CaO2.23%，Na?O2.15%，K?O1.03%，TiO?2.04%，Cr?O?0.58%，其他7.33%。其中的Al，AlN能水化放出氣體。試驗(yàn)得出鐵溝澆注料中加入w(鋁灰)4%，能很好地起到防爆作用，鋁灰加入過(guò)多，會(huì)出現(xiàn)鼓脹開(kāi)裂，鋁灰還能促進(jìn)鐵溝料硬化，縮短施工時(shí)間。1.2加入高爐出鐵口炮泥中：黃朝暉等人發(fā)明在高爐出鐵口炮泥中添加鋁灰0.4%~40%替代鋁質(zhì)和硅質(zhì)原料。其他原料是：工業(yè)級(jí)剛玉、碳化硅、中溫瀝青顆粒粉、蘇州土細(xì)粉、焦炭粉等，以焦油及改性瀝青和酚醛樹(shù)脂為結(jié)合劑，混合攪拌均勻，過(guò)真空練泥機(jī)擠出后，即得到炮泥。其性能穩(wěn)定，能滿足生產(chǎn)要求，并能降低生產(chǎn)成本。1.3代替煅燒鋁礬土：有人研究在澆注料、預(yù)制件和耐火粘土制品中加入鋁灰取代煅燒的鋁礬土，而鋁灰無(wú)需煅燒，可直接作原料，大約用量在5%。利用鋁灰加工配制耐火材料，眾所周知，原料是耐火材料的基礎(chǔ)，高質(zhì)量的耐火原料才能生產(chǎn)好的產(chǎn)品。對(duì)耐火原料基本要求就是耐火性能，即耐火度1580℃以上的原材料才能作為耐火原料。鋁灰中除了Al?O?以外，還含有較多耐火性能較低的雜質(zhì)成分，因此，一般不能用鋁灰直接配制耐火材料，需要進(jìn)一步加工處理，除去雜質(zhì)，提高Al?O?含量，才能考慮用作耐火材料。以下就鋁灰加工處理方法作簡(jiǎn)要介紹。2.1鋁灰的浮選法提純：劉瑞瓊等采用油酸鈉為捕收劑，當(dāng)pH值固定在8.6左右，捕收劑用量為1000g/t時(shí)，浮選后鋁灰w(Al?O?)含量由原來(lái)43.14%提高到86.41%,回收率68.89%。可以替代鋁礬土冶煉氧化鋁基電熔材料。2.2制取α-Al?O?：α-Al?O?是剛玉等高級(jí)耐火材料的主要原料。用鋁灰提取的基本原理是：在400~600℃的溫度下，鋁灰中的金屬鋁、氧化鋁與NaOH和NaNO?反應(yīng)生成可溶于水的金屬鹽，并用水將其溶出，實(shí)現(xiàn)鋁與其他雜質(zhì)分離之后，使用晶種分解法處理含鋁溶液，*終得到α-Al?O?。得出的制備條件是：堿灰比(mNaOH/m鋁灰)1.3，鹽灰比(mNaNO?/m鋁灰)0.7，按比例要求配合，混合均勻，在500℃下熔煉，熔煉時(shí)間60min;用去離子水在60℃恒溫水溶中浸出熔煉產(chǎn)物，浸出時(shí)間30min，固液比1∶4，鋁浸出率*高達(dá)92.71%，浸出后抽濾，固液分離，浸出液經(jīng)過(guò)凈化，調(diào)整苛性比，晶種分解和煅燒獲得氧化鋁。謝剛等人采用加壓堿浸、波活化輔助的方法回收鋁灰中氧化鋁。首先將鋁灰破碎、篩分、水洗，與NaOH溶液按固液比1∶7混合攪拌均勻，然后在高壓釜內(nèi)，于140℃，1.15MPa反應(yīng)6h，經(jīng)進(jìn)一步固液分離、酸中和、水洗分離后，將產(chǎn)物置于輸出功率5W/g的波設(shè)備干燥活化7min，抽風(fēng)速度為30m/min，*終可得Al?O?產(chǎn)品。還有人通過(guò)王水浸取法及添加氧化釔制備高硬度γ-Al?O?。首先鋁灰在室溫下溶解在王水中，然后在pH為9~10的條件下沉淀，加入0~20%氧化釔粒子，經(jīng)壓實(shí)后于1550~1650℃煅燒可得高硬度γ-Al?O?。2.3制取納米氧化鋁：在剛玉耐火制品中引入α-Al?O?粉，降低燒結(jié)溫度，節(jié)約能源，提高其性能。例如：在用電熔剛玉(Al?O?99.5%)的配料中，加入4%~8%的α-Al?O?粉和1%~2%的α-Al?O?納米粉，制品的燒成溫度由1700~1800℃降至1400℃。劉曉紅等采用硫酸浸取鋁灰制備納米氧化鋁的工藝方法是：首先在80℃攪拌條件下，用硫酸溶液多次浸取鋁灰中的鋁離子，經(jīng)過(guò)濾分離得到硫酸鋁溶液，然后將碳酸氫銨溶液加入到硫酸鋁溶液中，在40℃條件下攪拌反應(yīng)60min，生成前驅(qū)體碳酸鋁銨沉淀和硫酸銨溶液，經(jīng)陳化，真空抽濾分離，硫酸鋁銨沉淀洗滌干燥后于1200℃煅燒1h，得到粒徑約70nm的α-Al?O?粉。2.4利用鋁灰冶煉棕剛玉：耐火材料用棕剛玉一般是用特級(jí)鋁礬土冶煉而成，Al?O?含量94.5%~97%，是中、耐火材料的主要原料，尤其不定形耐火材料用量較多。近年來(lái)，為了節(jié)能環(huán)保，降低生產(chǎn)成本，有人在研究用鋁灰冶煉棕剛玉，其中劉瑞瓊等[5]試驗(yàn)的低溫冶煉制備棕剛玉的效果較好。其生產(chǎn)過(guò)程是：將1份鋁灰(小于0.10mm)放入2~5份90~100℃熱水中，浸泡6~10h，將水排出，并加入排出等質(zhì)量的90~100℃熱水浸泡2~14h，浸泡為放熱反應(yīng)，不斷攪拌，保持水溫90~100℃，確保鋁灰不沉積，將浸泡后的鋁灰分離出來(lái)后用流動(dòng)水漂洗，漂洗水流為3~6m/min，然后用真空過(guò)濾機(jī)過(guò)濾，再經(jīng)80~110℃烘干至水分低于20%，即完成預(yù)處理。在電弧爐中熔煉：在鋁灰中加入0.5%~4%的沉淀劑鐵屑，在爐中1700~1800℃冶煉6~8h，熔融還原鋁灰中的SiO?，F(xiàn)e?O?，TiO?等氧化物，冷卻后經(jīng)粉碎，磁選和篩分得到棕剛玉產(chǎn)品。其試用的鋁灰及棕剛玉產(chǎn)品的化學(xué)成分見(jiàn)表2。2.5合成Sialon粉：Sialon陶瓷是20世紀(jì)70年代后迅速發(fā)展起來(lái)的一類(lèi)高溫結(jié)構(gòu)材料，Sialon材料以優(yōu)越的力學(xué)性能、熱學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性，被認(rèn)為是*有希望的高溫陶瓷材料之一。Sialon為Si?N4-AlN-Al2O?-SiO?系固溶體，采用純化學(xué)原料制備，成本高。李家鏡等[6]采用鋁灰、炭黑和粉煤灰為原料，用碳熱鋁熱復(fù)合還原氮化工藝制備Sialon粉體。試用鋁灰及粉煤灰的化學(xué)成分如表3。稱(chēng)好料，進(jìn)行球磨12h(用Si?N4球，無(wú)水乙醇為介質(zhì))，然后進(jìn)行干燥、過(guò)篩、壓成圓片，再進(jìn)行煅燒，自然冷卻后磨成粉，研究了原料組成、合成溫度對(duì)生成物相的影響。結(jié)果表明：在原料中當(dāng)Si/Al為1(鋁灰為33%，粉煤灰為50%)時(shí)，加入17%炭黑，合成溫度1450℃，得到的主要物相為Si?Al?O?N(5β-Sialon，Z=3)和SiAl4O?N(415R)的產(chǎn)物;在Si/Al為1.5時(shí)，加入80%粉煤灰，1450℃可制備較純的Si?Al?O?N5粉。2.6制備鎂鋁尖晶石：鎂鋁尖晶石是重要的耐火原料，以它為顆粒，鎂砂為細(xì)粉，制備與剛玉配制鋼包用澆注料。李曉娜[7]以鋁灰、鋁礬土和電熔鎂砂為原料，鐵屑為沉淀劑，焦炭為還原劑，采用高溫電熔法合成富鋁鎂鋁尖晶石。試驗(yàn)表明：加入鋁灰20%，40%，60%生產(chǎn)的鎂鋁尖晶石，其綜合指標(biāo)超過(guò)鋁礬土基鎂鋁尖晶石的技術(shù)指標(biāo);加入40%鋁灰時(shí)，綜合指標(biāo)*好，其含Al?O?82.48%，SiO?0.35%，MgO14.10%，CaO1.12%，F(xiàn)e?O?0.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))顯氣孔率0.9%，體積密度3.48g/cm3，耐火度>1800℃;鋁灰加入40%，60%生產(chǎn)的尖晶石中含有六鋁酸鈣(CA6)相。2.7制備TiN-Al?O?復(fù)相耐火原料：TiN-Al?O?復(fù)合材料具有優(yōu)異的高溫穩(wěn)定性，耐磨性及力學(xué)性能，是一種優(yōu)異的耐火材料。劉海濤等[8]以金紅石和鋁灰為原料，以鋁灰中的金屬鋁為還原劑，采用鋁熱還原氮化法合成TiN-Al?O?復(fù)合粉體。試驗(yàn)用鋁灰及金紅石的化學(xué)成分見(jiàn)表4。其原理是：根據(jù)反應(yīng)式6TiO?+8Al+3N?=6TiN+4Al?O?計(jì)算鋁灰和金紅石理論質(zhì)量比為16∶27。具體做法是：先稱(chēng)好料，放入球磨機(jī)中，干磨12h，以40MPa壓力，干壓成型坯體，然后放入石墨坩堝，在流動(dòng)氨氣中，600~1400℃，保溫5h煅燒。在1300℃煅燒的產(chǎn)品按理論用量合成的產(chǎn)物主要是TiN，α-Al?O?，少量倍長(zhǎng)石和MgAl?O4。經(jīng)計(jì)算，TiN為30.4%，α-Al?O?為45.8%，隨鋁灰增加α-Al?O?增多，TiN減少，當(dāng)鋁灰過(guò)量50%時(shí)，TiN為26.4%，α-Al?O?為55.0%。TiN-Al?O?復(fù)合材料的抗折強(qiáng)度達(dá)520.2MPa。2.8電熔莫來(lái)石：陳海等[9]利用鋁灰電熔莫來(lái)石。具體步驟是： 步是鋁灰預(yù)處理過(guò)程，首先在1100℃下煅燒鋁灰，使金屬鋁部分轉(zhuǎn)變?yōu)锳l?O?，然后將煅燒的鋁灰放入水槽中，加入鹽酸進(jìn)行清洗，然后烘干;第二步是電熔，按鋁灰、鋁礬土與硅石的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為：30%~80%：0~50%：10%~20%的范圍內(nèi)，混合均勻后加入電弧爐中，熔煉，倒出，冷卻，破粉碎，分選，得到莫來(lái)石。利用鋁灰制取耐火材料結(jié)合劑3.1合成聚合氯化鋁：聚合氯化鋁又稱(chēng)堿式氯化鋁，簡(jiǎn)稱(chēng)PAC，是介于AlCe?和Al(OH)?之間的水解產(chǎn)物，其化學(xué)通式為(Al(2OH)nCe6-n)m，其中m<10，n=1~5。聚合氯化鋁分為固體和液體兩種，固體通常為黃色或無(wú)色的樹(shù)脂狀產(chǎn)品，Al?O?含量40%~50%;液體呈無(wú)色，黃褐色或黑色，Al?O?含量10%以上。聚合氯化鋁可作為定型耐火制品、耐火可塑料、搗打料和澆注料結(jié)合劑，對(duì)堿化度和密度有一定要求，一般要求堿化度為46%~72%，密度為1.17~1.23g/cm3。謝英惠等[10]研究以鋁灰為原料制取聚合氯化鋁。其中中和法是將燒堿和鹽酸分別與鋁灰反應(yīng)，產(chǎn)生鋁酸鈉和三氯化鋁，然后以合適的配比合成聚合氯化鋁。而酸溶法是將鋁灰和鹽酸反應(yīng)一次直接產(chǎn)出液體聚合氯化鋁。具體操作是：用水洗法除去水溶解的鹽類(lèi)，處理后鋁灰Al?O?含量30%左右，然后將工業(yè)鹽酸與一定量水放入反應(yīng)器內(nèi)，攪拌并用水浴加熱，稱(chēng)取鋁灰逐步加入鹽酸溶液中，反應(yīng)放熱，反應(yīng)溫度96℃，時(shí)間6~12h，反應(yīng)結(jié)束加入一定水稀釋物料，試驗(yàn)認(rèn)為，鋁灰∶HCe∶水為3∶1∶3，反應(yīng)6~8h為宜，調(diào)節(jié)pH值為3.5~4.5，陳化15~24h，得到液體聚合氯化鋁產(chǎn)品。3.2制取硫酸鋁：將硫酸鋁溶于水中，可作為定型和不定型耐火材料的結(jié)合劑。由于硫酸鋁溶液呈酸性，因此主要用于酸性和中性耐火材料結(jié)合劑。康文通等[11]研究的以鋁灰為原料制備硫酸鋁的工藝流程是：鋁灰—加入硫酸和水進(jìn)行反應(yīng)—過(guò)濾除去濾餅—濾液除去雜質(zhì)—濃縮—冷卻結(jié)晶—硫酸鋁產(chǎn)品。其中反應(yīng)時(shí)間3h，硫酸濃度30%，硫酸用量1.05(以硫酸實(shí)際用量與理論用量之比表示)，pH值為3，收率達(dá)93.2%

        工業(yè)鋁型材表面經(jīng)過(guò)氧化后，外觀非常漂亮，且耐臟，一旦涂上油污非常容易清洗，組裝成產(chǎn)品時(shí)，根據(jù)不同的承重采用不同規(guī)格的型材，并采用配套鋁型材配件，不需要焊接，較環(huán)保，而且安裝、拆卸，輕巧便于攜帶、搬移極為方便。相對(duì)于其他金屬材質(zhì)而言，鋁型材的可塑性強(qiáng)，生產(chǎn)性好，對(duì)于生產(chǎn)制作有很好的優(yōu)勢(shì)；鋁型材具有很好的延展性能，可以與很多金屬元素制作輕型合金，材質(zhì)優(yōu)質(zhì)；鋁型材具有模組化和多功能化，可快速架構(gòu)出理想機(jī)械設(shè)備外衣。表面處理性能良好，外觀色澤艷麗，無(wú)需油漆，彈性系數(shù)小，碰撞摩擦不起火花，在汽車(chē)工藝中表現(xiàn)*佳，沒(méi)有金屬污染，沒(méi)有毒性。工業(yè)鋁型材用途廣泛，例如：1、建筑用鋁型材：建筑鋁型材主要包括門(mén)窗鋁型材和幕墻鋁型材；2、散熱器鋁型材：主要應(yīng)用于各類(lèi)電力電子設(shè)備散熱、LED照明燈具散熱、及電腦數(shù)碼產(chǎn)品的散熱等。3、工業(yè)鋁型材：一般工業(yè)鋁型材是指主要用于工業(yè)生產(chǎn)制造用的，如自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備、封罩的骨架以及各公司根據(jù)自己的機(jī)械設(shè)備要求定制開(kāi)模，比如流水線輸送帶、機(jī)、點(diǎn)膠機(jī)、檢測(cè)設(shè)備、貨架等等，電子機(jī)械行業(yè)和無(wú)塵室等。4、汽車(chē)零部件鋁型材：主要用于汽車(chē)零部件、連接件等。5、家具鋁型材：主要用于家具裝飾框、桌椅支撐件等6、太陽(yáng)能光伏型材：包括太陽(yáng)能鋁型材邊框、太陽(yáng)能光伏支架、太陽(yáng)能光伏瓦扣件等。7、軌道車(chē)輛結(jié)構(gòu)鋁合金型材：主要用于軌道車(chē)輛車(chē)體制造。8、裝裱鋁型材：制作成鋁合金畫(huà)框，裝裱各種展覽、裝飾畫(huà)。9、醫(yī)用設(shè)備鋁型材：主要應(yīng)用于：擔(dān)架車(chē)框架、醫(yī)療器械、醫(yī)療床等。
          鋁合金壓鑄件可以被制造為壓鑄汽車(chē)配件、壓鑄汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)管件、壓鑄空調(diào)配件、壓鑄汽油機(jī)氣缸缸蓋、壓鑄氣門(mén)搖臂、壓鑄氣門(mén)支座、鑄電力配件、壓鑄電機(jī)端蓋、壓鑄殼體、壓鑄泵殼體、壓鑄建筑配件、壓鑄裝飾配件、壓鑄護(hù)欄配件、壓鑄輪等等零件。....鋁合金壓鑄件可以被制造為壓鑄汽車(chē)配件、壓鑄汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)管件、壓鑄空調(diào)配件、壓鑄汽油機(jī)氣缸缸蓋、壓鑄氣門(mén)搖臂、壓鑄氣門(mén)支座、鑄電力配件、壓鑄電機(jī)端蓋、壓鑄殼體、壓鑄泵殼體、壓鑄建筑配件、壓鑄裝飾配件、壓鑄護(hù)欄配件、壓鑄輪等等零件。隨著國(guó)內(nèi)制造裝備業(yè)發(fā)展水平的不斷提高，壓鑄機(jī)的裝備水平也顯著提高，可以制造的零件種類(lèi)也在不斷得到擴(kuò)大，壓鑄出來(lái)的零件的精度、零件的復(fù)雜程度也得到了較大的。鋁合金壓鑄件擦傷問(wèn)題是難以避免的。特征是順著脫模方向，由于金屬粘附，模具制造斜度太小而造成鑄件表面的拉傷痕跡，嚴(yán)重時(shí)成為拉傷面。
產(chǎn)生原因：1、合金粘附模具。2、鋁合金中含鐵量低于0.6%。3、鑄件頂出偏斜，或型芯軸線偏斜。4、型芯、型壁有壓傷痕。5、型壁表面粗糙、6、型芯、型壁的鑄造斜度太小或出現(xiàn)倒斜度。7、涂料常噴涂不到。排除措施：1、修正模具，保證制造斜度。2、打光壓痕。3、合理設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)，避免金屬流對(duì)沖型芯、型壁，適當(dāng)降低填充速度。4、修正模具結(jié)構(gòu)。5、打光表面。6、涂料用量薄而均勻，不能漏噴涂料。7、適當(dāng)增加含鐵量至0.6~0.8%。鋁合金壓鑄件可以被制造為壓鑄汽車(chē)配件、壓鑄汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)管件、壓鑄空調(diào)配件、壓鑄汽油機(jī)氣缸缸蓋、壓鑄氣門(mén)搖臂、壓鑄氣門(mén)支
            智能化焊接的應(yīng)用前提工業(yè)鋁型材材料制作的車(chē)體具有重量輕、耐腐蝕、外觀平整度好及材料可再生利用等優(yōu)點(diǎn)，因而受到世界各城市交通公司和鐵道運(yùn)輸部門(mén)的青睞。工業(yè)鋁型材車(chē)體在高速鐵路車(chē)輛制造上具有不可替代的功能，因此工業(yè)鋁型材車(chē)體的發(fā)展速度特別快。目前，全鋁結(jié)構(gòu)工業(yè)鋁型材車(chē)輛已經(jīng)廣泛應(yīng)用于我國(guó)鐵路車(chē)輛動(dòng)車(chē)組的制造和城市軌道交通車(chē)輛的制造，尤其高速動(dòng)車(chē)組的鋼結(jié)構(gòu)全部是工業(yè)鋁型材車(chē)體，應(yīng)用*為廣泛。在工業(yè)鋁型材車(chē)體制造過(guò)程中，由于結(jié)構(gòu)大量采用型材拼接，接頭長(zhǎng)且規(guī)則，便于自動(dòng)化作業(yè)的實(shí)現(xiàn)，因此在該行業(yè)大量使用各種智能化焊接技術(shù)。智能化焊接在動(dòng)車(chē)組工業(yè)鋁型材車(chē)體上的應(yīng)用實(shí)例：2001年，我公司建成了國(guó)內(nèi) 條工業(yè)鋁型材車(chē)體自動(dòng)化焊接生產(chǎn)線，并利用國(guó)產(chǎn)材料，先后開(kāi)發(fā)制造了210km/h工業(yè)鋁型材車(chē)體電動(dòng)車(chē)組、270km/h工業(yè)鋁型材高速試驗(yàn)列車(chē)等動(dòng)車(chē)組工業(yè)鋁型材車(chē)體。2002年，實(shí)現(xiàn)了可批量生產(chǎn)工業(yè)鋁型材車(chē)體生產(chǎn)的硬件條件。2004年，我公司從法國(guó)阿爾斯通公司引進(jìn)了200km/h工業(yè)鋁型材車(chē)體動(dòng)車(chē)組CRH5。在成功引進(jìn)200km/h動(dòng)車(chē)組的前提下，又從德國(guó)西門(mén)子公司引進(jìn)了300km/h工業(yè)鋁型材車(chē)體動(dòng)車(chē)組CRH3。自動(dòng)焊在工業(yè)鋁型材車(chē)體焊接中占有舉足輕重的地位，它以焊接質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，得到焊接企業(yè)的廣泛認(rèn)可。現(xiàn)在，隨著公司的發(fā)展與壯大，對(duì)于智能化焊接領(lǐng)域的需求大幅度提高。我公司高速動(dòng)車(chē)組工業(yè)鋁型材車(chē)體焊接生產(chǎn)，自動(dòng)焊焊接量約占整車(chē)焊接總量的75%。主要采用的智能化焊接技術(shù)是自動(dòng)MIG焊技術(shù)和攪拌摩擦焊技術(shù)，其中自動(dòng)MIG焊應(yīng)用*為廣泛，約占自動(dòng)焊焊接總量的95%，而攪拌摩擦焊還僅處于小面積應(yīng)用和探索階段，相在不久的未來(lái)，攪拌摩擦焊技術(shù)也會(huì)得到長(zhǎng)足的發(fā)展。（1）高速動(dòng)車(chē)組工業(yè)鋁型材車(chē)體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：高速動(dòng)車(chē)組工業(yè)鋁型材車(chē)體，主要分為中間車(chē)工業(yè)鋁型材車(chē)體和頭車(chē)工業(yè)鋁型材車(chē)體。中間車(chē)工業(yè)鋁型材車(chē)體主要由底架、側(cè)墻、車(chē)頂、端墻等四個(gè)部位組成，頭車(chē)工業(yè)鋁型材車(chē)體主要由底架、側(cè)墻、車(chē)頂、端墻及車(chē)頭等五個(gè)部位組成。圖1為CRH380型動(dòng)車(chē)組中間車(chē)工業(yè)鋁型材車(chē)體，圖2為CRH380型動(dòng)車(chē)組頭車(chē)工業(yè)鋁型材車(chē)體。CRH380型動(dòng)車(chē)組工業(yè)鋁型材車(chē)體，底架組成主要由地板、底架邊梁、KK端/FE端、裙板以及各種小件組合而成。車(chē)頂主要由圓頂、平頂、車(chē)頂邊梁、空調(diào)框、端頂組成，通過(guò)臺(tái)組成以及各種小件組合而成。側(cè)墻組成主要由側(cè)墻板、門(mén)立柱、應(yīng)接板以及各種小件組合而成。端墻主要由端墻板、端角柱、車(chē)頂連接梁、車(chē)頂側(cè)彎梁以及各種小件組合而成。車(chē)頭組成主要由左右側(cè)墻、前墻、前窗框、環(huán)形框以及各種小件組合而成。（2）自動(dòng)MIG焊技術(shù)在高速動(dòng)車(chē)組工業(yè)鋁型材車(chē)體制造上的應(yīng)用：高速動(dòng)車(chē)組工業(yè)鋁型材車(chē)體焊接通常分為車(chē)體大部件自動(dòng)焊、小部件自動(dòng)焊和總組成自動(dòng)焊。大部件自動(dòng)焊一般指車(chē)頂板、平頂板、地板、車(chē)頂及側(cè)墻自動(dòng)焊；小部件自動(dòng)焊一般指端墻、車(chē)頭、隔墻、裙板及車(chē)鉤座自動(dòng)焊；總組成自動(dòng)焊一般指?jìng)?cè)墻和車(chē)頂、側(cè)墻和底架連接縫自動(dòng)焊。工業(yè)鋁型材車(chē)體制造中投入大型關(guān)鍵焊接設(shè)備，是制造工業(yè)鋁型材車(chē)體的必備條件。在高速動(dòng)車(chē)組工業(yè)鋁型材車(chē)體的制造過(guò)程中，為了提高整機(jī)產(chǎn)品的焊接質(zhì)量，焊接生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，公司曾先后投入了龍門(mén)式IGM機(jī)械手、懸臂式ESAB專(zhuān)機(jī)、SMC專(zhuān)機(jī)、FOOKE專(zhuān)機(jī)、OTC專(zhuān)機(jī)及小型IGM機(jī)械手、CLOOS機(jī)械手、OTC機(jī)械手等自動(dòng)焊設(shè)備，以此實(shí)現(xiàn)自動(dòng)MIG焊接技術(shù)的應(yīng)用。大部件自動(dòng)焊主要采用龍門(mén)式IGM機(jī)械手和懸臂式ESAB專(zhuān)機(jī)等設(shè)備，焊縫跟蹤方式為激光跟蹤。送絲機(jī)構(gòu)形式分為單絲焊接和雙絲焊接，其中，單絲焊接只是用在初期的設(shè)備系統(tǒng)上?？偨M成自動(dòng)焊主要采用SMC專(zhuān)機(jī)和FOOKE專(zhuān)機(jī)等設(shè)備，焊縫跟蹤方式為機(jī)械跟蹤，送絲機(jī)構(gòu)形式為單絲焊接。小部件自動(dòng)焊主要采用小型IGM機(jī)械手等設(shè)備，焊縫跟蹤方式為激光跟蹤。圖3是大型的龍門(mén)式IGM機(jī)械手，圖4是FOOKE專(zhuān)機(jī)。在高速動(dòng)車(chē)組工業(yè)鋁型材生產(chǎn)初期，CRH5型動(dòng)車(chē)組側(cè)墻中間兩塊板、車(chē)頂中間三塊板、車(chē)頂合成和CRH380型動(dòng)車(chē)組圓頂板、平頂板等部件的生產(chǎn)采用雙槍單絲的IGM機(jī)械手進(jìn)行自動(dòng)焊接；CRH5型動(dòng)車(chē)組側(cè)墻合成部件的生產(chǎn)采用雙槍單絲懸臂式的ESAB專(zhuān)機(jī)進(jìn)行自動(dòng)焊接；底架地板的生產(chǎn)采用雙槍雙絲的IGM機(jī)械手進(jìn)行自動(dòng)焊接；端墻板、車(chē)頭等小部件生產(chǎn)采用CLOOS、小型IGM機(jī)械手進(jìn)行自動(dòng)焊接。然而，隨著動(dòng)車(chē)組產(chǎn)能的擴(kuò)大和工藝布局的調(diào)整，單絲的IGM機(jī)械手由于生產(chǎn)效率較低，已被棄用。截止目前，高速動(dòng)車(chē)組所有工業(yè)鋁型材車(chē)體大部件生產(chǎn)采用的都是雙槍雙絲的IGM機(jī)械手進(jìn)行焊接；小部件生產(chǎn)采用的都是小型IGM機(jī)械手進(jìn)行焊接；總組成自動(dòng)焊接主要采用SMC專(zhuān)機(jī)和FOOKE專(zhuān)機(jī)兩種設(shè)備，其中，CRH5型動(dòng)車(chē)組總組成焊接采用SMC專(zhuān)機(jī)，CRH380型動(dòng)車(chē)組總組成焊接采用FOOKE專(zhuān)機(jī)。圖5是動(dòng)車(chē)組側(cè)墻自動(dòng)焊接。圖6是動(dòng)車(chē)組端墻墻板自動(dòng)焊接。自動(dòng)MIG焊技術(shù)在高速動(dòng)車(chē)組工業(yè)鋁型材車(chē)體制造上的廣泛應(yīng)用，使得公司的焊接技術(shù)水平得以大幅度提高，生產(chǎn)線的制造能力也大大，從而保證了高速動(dòng)車(chē)組工業(yè)鋁型材車(chē)體的產(chǎn)品質(zhì)量，為高鐵生產(chǎn)制造領(lǐng)域做出了突出貢獻(xiàn)。（3）攪拌摩擦焊技術(shù)在高速動(dòng)車(chē)組工業(yè)鋁型材車(chē)體制造上的應(yīng)用：攪拌摩擦焊是一種固相連接方法，焊接接頭具有優(yōu)良的力學(xué)性能和小的焊接變形，焊接過(guò)程中不需要添加保護(hù)氣和焊絲，沒(méi)有熔化、煙塵、飛濺及弧光，是一種環(huán)保型的新型連接技術(shù)。實(shí)際情況也的確如此，在FSW技術(shù)問(wèn)世后的短短幾年內(nèi)，在焊接機(jī)理、適用材料、焊接設(shè)備以及工程化應(yīng)用方面均取得了很大的進(jìn)展。高鐵車(chē)身地板攪拌摩擦焊：我公司從2008年初開(kāi)始，就針對(duì)攪拌摩擦焊技術(shù)在工業(yè)鋁型材車(chē)體材料上開(kāi)展試驗(yàn)研究工作，經(jīng)過(guò)反復(fù)的試驗(yàn)摸索獲得了一定的試驗(yàn)結(jié)果后，于2010年7月開(kāi)始在高速動(dòng)車(chē)組車(chē)鉤座等關(guān)鍵部件上進(jìn)行工藝試制。通過(guò)試驗(yàn)團(tuán)隊(duì)的不斷努力，此技術(shù)*終于2013年在高速動(dòng)車(chē)組車(chē)鉤座上取得了實(shí)質(zhì)性的應(yīng)用，屆時(shí)使得產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量顯著提高，生產(chǎn)效率飛速，勞動(dòng)強(qiáng)度大幅降低，獲得了公司上下的一致好評(píng)。鑒于該技術(shù)的優(yōu)越性，2014年在中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車(chē)組項(xiàng)目研制過(guò)程中，攪拌摩擦焊在車(chē)體小部件上進(jìn)行了大面積的推廣應(yīng)用，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益，為高速動(dòng)車(chē)組走出去奠定了豐富的技術(shù)基礎(chǔ)。圖7是小部件FSW設(shè)備。圖8是FSW焊接車(chē)鉤座。智能化焊接在動(dòng)車(chē)組工業(yè)鋁型材車(chē)體上的推廣建議（1）自動(dòng)MIG焊接技術(shù)繼續(xù)在高速動(dòng)車(chē)組工業(yè)鋁型材車(chē)體制造上應(yīng)用：由于自動(dòng)MIG焊接技術(shù)現(xiàn)今比較成熟、穩(wěn)定，所以優(yōu)先建議其在平頂附件組焊、端墻合成組焊、KK組焊、FE組焊、車(chē)頭組焊及底架合成組焊等復(fù)雜工序繼續(xù)推廣應(yīng)用。針對(duì)部件結(jié)構(gòu)和制造工藝特點(diǎn)，選擇合適的自動(dòng)焊設(shè)備，如平頂附件組焊可以利用現(xiàn)有的IGM機(jī)械手進(jìn)行自動(dòng)焊接應(yīng)用研究，端墻組焊、KK組焊、車(chē)頭組焊等小部件工序可以引進(jìn)機(jī)器人并利用變位機(jī)的多方向旋轉(zhuǎn)功能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊接應(yīng)用。相在不久的將來(lái)，在各專(zhuān)業(yè)技術(shù)專(zhuān)家的不斷努力下，我公司能夠成為真正意義上的智能化制造企業(yè)。（2）加快攪拌摩擦焊的推廣應(yīng)用步伐：攪拌摩擦焊是將來(lái)高速動(dòng)車(chē)組工業(yè)鋁型材車(chē)體焊接的發(fā)展方向，值得開(kāi)展相關(guān)方面的研究和應(yīng)用。目前，攪拌摩擦焊在CRH380和CRH5型動(dòng)車(chē)組兩個(gè)批量生產(chǎn)的項(xiàng)目上，僅在CRH380型動(dòng)車(chē)組車(chē)鉤座和車(chē)鉤梁兩個(gè)小部件上有所應(yīng)用，建議應(yīng)向CRH380型動(dòng)車(chē)組端墻板、平頂板和CRH5型動(dòng)車(chē)組垂直墻、水平墻、前端墻等小部件上加快推廣應(yīng)用的步伐。另外，也應(yīng)在工業(yè)鋁型材車(chē)體大部件（底架地板、側(cè)墻、車(chē)頂）上開(kāi)展FSW基礎(chǔ)性的試驗(yàn)研究，如開(kāi)展型材結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工裝夾具開(kāi)發(fā)、攪拌頭設(shè)計(jì)及焊接工藝試驗(yàn)等工作，為將來(lái)的實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用積累豐富的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并打下堅(jiān)實(shí)的實(shí)踐基礎(chǔ)。