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【太航金屬】從交通用鋁看未來鋁業發展

點擊次數:更新時間:2018-12-08 16:12:29【打印】【關閉】

 

近期中國有色金屬工業協會發布《貫徹落實國務院辦公廳42號文件的具體工作方案》報告,提出將重點擴大鋁的應用,將用三年時間擴大600萬噸鋁的應用,其中交通用鋁是主要方向。

  交通用鋁涵蓋范圍廣泛,不僅僅全鋁的乘用車,這只是其中很小的一塊。交通用鋁大體包括以下部分:航空、航天用鋁、軌道交通用鋁、汽車用鋁、船舶用鋁。

  航空航天用鋁

  航空鋁材是一種超高強度變形鋁合金,目前廣泛應用于航空工業。其具有較好的力學和加工性能,固溶處理后塑性好,熱處理強化效果好,一般在150℃(甚至更高)以下有高的強度,韌性好,是理想的結構材料。此外航空鋁材質量輕,輕量化效果顯著,已經取代鋼材并占據當前航空材料的主導地位。航空裝備對鋁材的要求較高,是鋁材的重要高端應用市場。

  應用優勢:鋁合金由于其比強度高、成形和加工性能好的特點,還將是國內研制大飛機的主要結構材料。

  應用部位:翼面蒙皮、翼面長桁、翼梁上下緣條、腹板、機身長桁、座椅滑軌、龍骨梁、側框、機身蒙皮、機身下部壁板、主地板桁條等。

  應用比重:A380-800空客鋁合金材料占的比重最大,達到61%,A350-900XWB空客的鋁合金材料比重為20%,波音787-8空客的鋁合金材料占比為15%-20%。

  軌道交通用鋁

  在軌道交通主體機車及附屬設施建設中,需用一定量的鋁材。在所用的鋁材中,以擠壓鋁型材為主,約占總鋁材用量的76%,其他鋁材(板、箔、管、棒、鍛件、鑄件、復合材、泡沫材等)占24% 左右,鋁材除用于制造結構件外,還用于制造功能構件,如散熱系統用的鋁箔構件、隔聲用的泡沫鋁板、裝潢用的鋁-塑復合板等。軌道車輛車體鋁材中,各種材料的比(以下比例指的是平均值)。

  軌道交通主要包括高鐵和地鐵兩大類。

  高鐵:中國軌道鋁合金車輛的批量生產始于2001年,目前90%的高鐵車輛都采用了鋁合金車體,鋁合金車體重量在8.5-10噸/輛,其中90%以上為鋁型材,其余為鋁板材,此外車輛內飾每輛車大約用1000公斤鋁合金材料。



  地鐵:地鐵占城市軌道交通比例 74% ,預期未來五年新建鋁城市軌道交通用鋁 23.9 萬噸,車體大部件折舊替換約用鋁約 5 萬噸 。 根據以上粗略估計,預期未來五年城市軌道交通用鋁需求到將達到39 萬噸,2020年將達到 10.3 萬噸。



  汽車用鋁

  汽車用鋁是交通用鋁的主耍消費方向,我國平均每輛汽車用鋁量僅105千克,歐美達140--150千克,預計我國汽車用鋁量將以毎年10%~12%的速度增長。

  輕量化需求

  隨著環境污染和能源危機的日益加重,減輕車重、降低油耗成了汽車行業綠色發展的重要方向。根據相關統計,乘用車的重量減輕10%,油耗將降低6%~8%??梢?,汽車輕量化具有重大的意義,不但能夠在一定程度上緩解能源危機,還能對環境污染的控制做出貢獻。

  鋁合金在汽車上的應用是實現輕量化的重要途徑之一。

  在汽車內外板上用鋁合金板代替鋼板可使車身減重約40%-50%;如采用鋁合金覆蓋件整車減重10%-15%,可見采用鋁合金車身板的減重效果十分顯著。

  鋁合金在汽車上應用:

  車身

  車身質量約占汽車總質量的30%以上,減輕車身的質量對汽車輕量化具有很大的意義,近年來各大廠商推出的概念車,在車身結構上大多采用以鋁型材為主的無骨架式結構或空間框架式結構。

  底盤和車輪

  目前,汽車底盤也廣泛使用鋁合金材料,如離合器殼、離合器分離圓盤、變速器殼、變速器換擋撥叉、車橋、轉向器殼、制動鼓、制動器活塞和控制缸等。

  發動機

  很多汽車公司都在發動機的活塞、散熱器、油底殼、氣缸體和氣缸蓋、曲軸箱、連桿、濾清器等部件上采用鋁合金材料。

  應用優勢:

  1,密度小,質量輕,能夠大大減輕汽車質量,降低油耗,改善汽車操作性

  2,具有良好的環保特性,低能耗,循環利用率高

  3,惰性材料,具有良好的抗腐蝕性

  船舶用鋁

  工業鋁型材用于造船業已有近百年的歷史。隨著國內外造船業的高速發展,船舶的輕量化正日益被重視。由于鋁的密度低,強度高,耐腐蝕性強,十分適合海洋的惡劣使用環境。鋁的加工成本較低,因而使用鋁材制造船舶更具有經濟性。

  應用優勢:

  1.優良的焊接性能,工業鋁型材具有良好的焊接抗裂性,且焊后焊接接頭性能相差不大,因而十分利于造船焊接使用。

  2.優異的耐腐蝕性能,氧化鋁薄膜及陽極氧化技術,工業鋁型材在海水中能保持一種非常穩定的形態。

  3.密度低,輕盈,有利于船舶的最高速度提升以及燃油經濟性,從而在同等油量下獲得更長的續航里程。

  應用場所:

  1.航空母艦,工業鋁型材在航空母艦上的應用部分,大到部分起飛和降落甲板,小到一些艙室裝飾和廚房設備。保守估計國外每艘航空母艦的工業鋁型材用量大概在1000噸左右,并早在1961年服役的美國“企業”號航空母艦上便有采用。

  2.快艇及高速船。這類船只對速度有著較高要求,在動力保持原有條件的情況下,減輕重量無疑對速度提升有巨大幫助。

  3.工作船。鋁制船身不需太多的維護。經久耐用且行駛速度較快,令海洋業從業者更加經濟實惠地使用船只,并提高工作效率。

  4.LNG貨船。LNG在運輸過程中需要低溫冷藏保持液化。因此對LNG罐體材質要求頗高。工業鋁型材作為LNG罐體,在低溫條件表現良好的同時,又具備較輕的質量和優秀的耐海水蝕。

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