一、熔鑄工藝
熔鑄工藝有：
（一）應(yīng)用計算機：采用數(shù)學(xué)模型計算最佳燃料控制系統(tǒng)，據(jù)報道，采用了可變配氧氣/空氣/燃料噴嘴能夠做到提高熔煉速度、降低燃料消耗，提高了耐火材料壽命。
（二）研究靜置爐夾雜問題：熔池中溫度不均勻造成鋁水對流，大夾雜物不受鋁水對流影響，小夾雜物是緩慢沉淀所致，在機理上不同，因此提供的數(shù)據(jù)可用來改進靜置爐幾何形狀。
（三）研究鑄造2000系列、6000系列、7000系列合金中的宏觀偏析問題。
（四）對電子計算機控制的鑄造車間采用了計算機輔助生產(chǎn)系統(tǒng)，并配有許多過程控制器和控制網(wǎng)絡(luò)。
（五）開展對鋁水除氣劑的研究，目前較為理想的是SF6。
（六）開展對多孔耐火材料在線除氣系統(tǒng)的研究，目前，熔煉工藝系統(tǒng)多采用SNIF和ALPUR。
（七）對連鑄連軋機生產(chǎn)薄板及鋁合金板的研究，英國戴維公司和牛津大學(xué)聯(lián)合開發(fā)第二代雙輥連鑄機，具有高速和能生產(chǎn)較薄板的特點。
二、晶粒細(xì)化在鋁工業(yè)中應(yīng)大力推廣
在鋁及鋁合金熔煉時，由于金相組織改變所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力往往使金屬鑄錠產(chǎn)生裂紋，從而使鋁加工成材率大幅度降低，提高了鋁加工材成本，為了解決這個問題，必須使金屬最終凝固時金相組織晶粒細(xì)化，消除柱狀晶組織，以減少鑄錠裂紋提高鑄錠的塑性，因而，研制和推廣鋁合金晶粒細(xì)化劑就成為鋁工業(yè)發(fā)展和技術(shù)進步的需要，鋁合金晶粒細(xì)化劑種類較多，如鋁鈦硼細(xì)化劑、鈦硼細(xì)化劑、鋁鈦碳細(xì)化劑及鋁鈦中間合金等。關(guān)于鋁合金晶粒細(xì)化劑的作用機理，目前尚無完整理論，各國均在開展這方面研究工作。
鋁合金晶粒細(xì)化劑在我國應(yīng)用較晚，近幾年，由于國外引進生產(chǎn)線的工藝要求，才在部分鋁材生產(chǎn)中開始應(yīng)用，對它的作用也開始認(rèn)識，1986年，東北工學(xué)院在國內(nèi)研制成棒狀A(yù)l－Ti－B細(xì)化劑，并于1987年批量生產(chǎn)供應(yīng)國內(nèi)鋁材加工企業(yè)使用，以后，在涿縣、沈陽、鄭州等地也開始了晶粒細(xì)化劑的研制和生產(chǎn)，而且在應(yīng)用方面也取得了一定的成績。
三、用激光加工鋁材技術(shù)
用CO2激光照射鋁及鋁合金材料，有95%的光被反射，但是，鋁表面一旦熔化，形成熔池，吸收光能的能力急劇增加，利用這種現(xiàn)象可解決鋁表面反光率高的問題，激光鋁材切割機就是基于這一原理設(shè)計的。
目前，用功率為1kW的激光鋁材切割機只能切3mm厚的5052鋁合金析，而切割鋼材卻能切9mm厚的板材。
這種鋁材激光切割機除采用凸透鏡聚光外，為吹走殘渣實現(xiàn)無屑切割，還采用雙得氣體噴嘴。用激光脈沖焊接薄板，可焊接的厚度達2～100μm。
用激光對鋁表面進行蝕刻加工和通過激光表面熔融焊接法來改進鋁材表面的質(zhì)量。激光加工鋁材正在開發(fā)中，為克服鋁導(dǎo)熱快的缺點，正在開發(fā)大功率激光鋁材加工機和三維激光切割鋁材設(shè)備。
四、鋁合金表面改質(zhì)技術(shù)
鋁合金的比強度大，加工性、抗蝕性好，被廣泛用于許多產(chǎn)品上，近年來對這些產(chǎn)品性能要求提高，所以也要求鋁合金在耐磨耗性、耐熱性抗腐蝕方面有更高功能，特別是對汽車輕量化要求的提高，更需要鋁合金表面改質(zhì)技術(shù)。
各種鋁合金表面改質(zhì)技術(shù)見表1。
表1 鋁合金表面改質(zhì)法及其特點
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改質(zhì)方法
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使用熱源
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改善的性能
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同母材密合性
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改質(zhì)速度/mm·s－1
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熔融淬火法
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電子束
激光
弧焊
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耐磨耗性
耐磨耗性
耐沖擊性
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良 好
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約1.5
約1
0.15～0.5
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熔融合金化法
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電子束
激光
等離子
TIG、MIC
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耐磨耗性
表面硬化
表面硬化
表面硬化
耐磨耗性
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對溶化合金添加Ni、Cu、Si等金屬粉末時良好，只用陶瓷粉末時差
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約1.5
約1
約1
0.15～0.5
0.5～1
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噴 鍍
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熔絲噴鍍
等離子可燃?xì)?/div>
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耐磨耗性
表面硬化
表面硬化
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較 差
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－
15～0.5
0.15～0.5
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五、鋁鋰合金研究
由于鋰的密度小，所以向鋁中每添加1%鋰可使其密度下降3%，而剛度可增加1%，相應(yīng)結(jié)構(gòu)質(zhì)量減輕10%～65%，而焊接結(jié)構(gòu)的質(zhì)量則可下降20%～25%，鋁鋰合金材料的成本只有聚合物復(fù)合材料的1/10。以原蘇聯(lián)為例，其生產(chǎn)的鋁－鋰合金半成品見表2。
表2 原蘇聯(lián)批量生產(chǎn)的鋁－鋰合金1420、1450、1440半成品
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產(chǎn)品種類
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批量生產(chǎn)的材料尺寸
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產(chǎn)品種類
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批量生產(chǎn)的材料尺寸
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擠壓材料
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薄壁型材壁厚≥1mm縱梁，長度≤30mm大型型材，橫斷面積≤200cm2，長度≤6m
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厚 板
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厚20～60mm，寬1.2～2m，長≤6m
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薄 板
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厚1.2～3.0mm，寬1.2～1.8m，長≤7m
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鍛 件
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≤200kg，厚≤120mm，投影面積≤6000cm2
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六、一種新型鋁合金輪轂
汽車輪轂用鋁合金的工藝已成熟，同時其重量只有鋼輪轂的50%左右，KS6161合金被認(rèn)為是一種較為理想的汽車輪轂鋁合金。KS6161合金及其他合金力學(xué)性能見表3。
表3 KS6161合金及其他合金的力學(xué)性能比較
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合金及狀態(tài)
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原材料
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制 品
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母 材
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母 材
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焊接接頭
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σb/MPa
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σ0.2/MPa
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δ/%
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σb/MPa
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σ0.2/MPa
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δ/%
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σb/MPa
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σ0.2/MPa
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δ/%
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KS6161－W
6061－W
5052－O
6061－T6
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192
244
190
－
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84
125
82
－
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31
26
30
－
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324
250
298
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304
－
157
275
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13
－
17
14
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147
－
80
149
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9
－
22
8
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七、鋁基復(fù)合材料發(fā)展
鋁基復(fù)合材料方面有兩個值得重視的發(fā)展方向是：鋁基復(fù)合材料和鋪層材料。鋁基復(fù)合材料是由鋁基合金和嵌入其中的高強度纖維組成。纖維包括長纖維、短纖維和晶須或微粒，擴大鋁基纖維加強復(fù)合材料應(yīng)用范圍的決定因素是纖維價格和生產(chǎn)費用這兩方面。目前發(fā)展的一種鋪層復(fù)合材料是由鋁帶和纖維強化的塑料帶粘接在一起制成的復(fù)層材料。
鋁基復(fù)合材料的應(yīng)用大致如下：
（一）在宇航工業(yè)應(yīng)用：宇航是應(yīng)用鋁基復(fù)合材料最早的領(lǐng)域，主要用鋁基復(fù)合材料造航天飛機中貨艙桁架、衛(wèi)星拋物面天線等。
（二）在航空工業(yè)應(yīng)用：主要使用纖維增強樹脂基復(fù)合材料用于戰(zhàn)斗機，減輕飛機質(zhì)量。
（三）在汽車工業(yè)上的應(yīng)用：用于汽車發(fā)動機的關(guān)鍵部位。
八、超真空材料
日本可拆卸式環(huán)相交存儲加速器中的所有正負(fù)電子對撞環(huán)均由鋁合金制成，采用鋁合金是由于鋁合金衰減誘生放射的功能比不銹鋼強得多，且散發(fā)出來的氣體非常少。實踐證明，這種鋁合金型材是用于鋁超高真空下的優(yōu)良材料，氣體散溢率達1×10－14托/（s·cm2）。
九、核聚變反應(yīng)用鋁
全世界都在開發(fā)用于核聚變裝置的新材料，添加元素Li、Mg、Si 、V的高純鋁內(nèi)以得到殘留誘生放射性很低的材料，正在研究的材料包括Al－Mg－Si、Al－Mg、Al－Si、Al－V、Al－V－Si、Al－Mg－V、Al－Mg－Li和SAP等，但許多問題如耐熱、耐腐蝕性，輻射危害等仍未解決，預(yù)計將來會有進一步的改進。
十、鋁材工業(yè)的發(fā)展
鋁是一種非常年輕的金屬，從1944年到1988年的44年間，世界鋁年產(chǎn)量增加了19倍，鋁發(fā)展如此之快，說明鋁本身有很多優(yōu)點，因此鋁不斷在生產(chǎn)、生長的各個領(lǐng)域中代鋼代銅代木也代陶土，鋁就髟發(fā)展的一個重要形式就是“取而代之”。
在鋁短暫的發(fā)展過程中，需求起了巨大的推動作用，如二戰(zhàn)時期由于制造飛機，推動鋁急劇發(fā)展，1940年到1943年鋁的產(chǎn)量由23萬t猛增到146萬t，而1960～1970年間鋁由446萬t增加至1020萬t，其原因是建筑業(yè)廣泛以鋁代鋼引起的。
汽車工業(yè)在發(fā)達國家是重要的支柱工業(yè)，當(dāng)前汽車工業(yè)激烈競爭中一個新的方向即汽車“車量化”－“以鋁代鋼”是必然趨勢；
（一）節(jié)能、省能。100kg鋁可代鋼200kg，可省油8%；300kg可省油24%。
（二）環(huán)保作用，由于塑料代鋼回收困難，汽車造成的垃圾已成災(zāi)難，鋁再生利用好，金屬循環(huán)使用極其重要，鋁可以回收使用85%以上。
今后一段時期內(nèi)，汽車用鋁材將成為一個新的發(fā)展方向，應(yīng)加快技術(shù)進步，用新的鋁材滿足汽車工業(yè)輕量化的需要。
1995年以前中國所需的罐料全部部口，是中國進口量最大的單一品種鋁材，而能否批量生產(chǎn)具有市場競爭力的罐料是一個國家鋁加工工業(yè)是否現(xiàn)代化與達到先進水平的主要標(biāo)志。西南鋁加工廠在國家有關(guān)部門的組織協(xié)作下，以1850mm冷軋機為主形成了年生產(chǎn)高性能特薄鋁及鋁合金板帶材上萬噸的能力，使我國制罐業(yè)走上原材料產(chǎn)品自產(chǎn)一體化的道路。
自1994年后，中國出現(xiàn)了易拉罐生產(chǎn)線建設(shè)的新高潮，同時對原有生產(chǎn)線技術(shù)進行改造，生產(chǎn)速度普遍大幅度提高，大都為1600個/min，總設(shè)計能力為6億個/a。
我國鋁箔工業(yè)已進入世界先列，基本實現(xiàn)了鋁箔的現(xiàn)代化生產(chǎn)，質(zhì)量相當(dāng)于國際水平，同時中國已開始掌握大型高速鋁箔軋機的生產(chǎn)技術(shù)，一些高技術(shù)電子鋁箔廠與中型鋁箔廠正在建設(shè)，大型鋁箔廠與外商、港商合資經(jīng)營改擴建，開創(chuàng)中國鋁箔工業(yè)新的里程碑。
1989年中國第一個鋁合金輪轂企業(yè)－達卡轂有限公司在秦皇島建成投產(chǎn)，設(shè)計生產(chǎn)能力達40萬個/a。至1995年底，建成的鋁合金輪轂企業(yè)達10家，目前總生產(chǎn)能力達600萬個/a。
中國現(xiàn)代化鋁板帶裝備已達相當(dāng)?shù)乃?，特別是4臺大型高速軋機（含2臺CVC軋機）具有世界一流的裝機水平，現(xiàn)代化軋機生產(chǎn)能力占有絕對優(yōu)勢，整個板帶材行業(yè)已開始步入市場經(jīng)濟軌道，正在朝著上規(guī)模、上效益、上水平、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方向邁進。
