一、鋁合金熔鑄技術新進展
近年來，鋁合金熔鑄設備的發展趨向大型、高效自動化，熔煉爐普遍采用頂開蓋圓形爐代替矩形爐，縮短了爐料加料時間，減輕了裝料勞動強度，改善了爐料在爐內分布的均勻性，并多采用大容量熔煉爐和靜置爐。熔煉爐的最大改進在燃燒系統：一方面采用中、高速燒嘴（燃速30～300m/s），另一方面普遍采用余熱回收裝置－換熱器，回收一部分余熱，預熱助燃空氣。
具體一些新技術如下：
（一）熔體凈化技術：該技術的發展主要是在線處理技術的廣泛應用的溶體在線處理系統就是除氣、除渣手段在熔體供流過程中的綜合應用，下面舉幾例說明：
美國凱撒鋁業公司：靜置爐→（Al－Ti－B）→SNIF→過濾板→玻皮過濾→鑄造。
澳大利亞：Lomalce靜置爐→（Al－Ti－B）→玻皮過濾→Alpur→玻布過濾→過濾板→鑄造。
中國西南鋁加工廠：靜置爐→（Al－Ti－B）→DAC預處理→MINT→玻皮過濾→鑄造。
（二）熔體測氫技術：先進的熔體能較可靠地掌握到熔體中的氫含量，目前世界上最先進的鋁熔體測氫儀仍是Alcoa TelegasⅡ儀器、加拿大ALSCN儀器、日本往友金屬公司SLM儀器，但此三種儀器存在陶瓷探頭易斷，探頭價格昂貴的弊病，西南鋁業加工廠開發的ELH－Ⅲ型測氫儀及其在此基礎上完成了改進的HAD測氫儀。
（三）鑄造技術：鋁及鋁合金半連續鑄造最先進技術是電磁鑄造，可調結晶器的發展也是鑄造技術發展的一個新趨勢。
（四）晶粒細化處理技術：主要采用Al－Ti二元合金和Al－Ti－B三元中間合金作為晶粒細化劑使用。
（五）鑄錠技術進步。（1）電磁鑄造；（2）氣滑法；（3）同水平鑄造；（4）氣體加壓熱頂鑄造法；（5）CO2冷卻法；（6）膠囊刮水；（7）電磁攪拌。
軋制技術新進展如下：
（一）板凸度、板形控制技術參見表1。
表1 主要的板凸度、板形控制新技術
（二）高速軋制技術：隨著板材的薄板化以及帶卷的大型化，為確保提高生產率，積極推進冷軋機的高速化，軋制造度現已達2000m/min。
（三）連續軋制技術：就鋁連鑄工藝而言有兩種：（1）連鑄連軋法；（2）連鑄法。
三、擠壓技術新進展
目前，擠壓新技術主要仍是反向擠壓、等溫擠壓和Conform連續擠壓以及Castex連續擠鑄技術。
四、鋁箔生產技術進展
鉛箔生產技術進展如下：
（一）軋速高，目前已超過1500m/min。
（二）坯料卷大，目前已達25t卷重。
（三）機械和自動化：鋁材厚度自動控制，卷材自動傳送，斷帶自動停車，快速換輥等。
（四）新型潤滑劑：目前普遍采用低閃點輕礦物油加以不同濃度高分子添加劑。
五、新產品
（一）泡沫鋁合金
該合金是新型建筑裝飾材料，高級包裝材，利用直接發泡法或粉末壓制＋高溫發泡制成的泡沫鋁，質輕、耐熱、不燃、隔音、隔熱、耐蝕、抗電磁波干擾，可用作建筑物內外隔墻、幕墻、屏蔽墻、天棚、地板及高級包裝材料。
它是理想的外墻裝飾材料，由內層為鋁箔、玻璃鋼或紙質蜂窩，外層為鋁合金薄板復合而成的高級裝飾板。
（三）鋁塑復合板、復合管
采用可塑聚乙烯為基板，以鋁箔鋁板的面板和底板通過一定的工藝復合而成，并通過表面處理，使其質輕，耐腐蝕、防火、防潮、可彎曲、易施工、美觀高雅光澤艷麗，廣泛用于建筑墻面、柱面、角面裝飾、裝模；鋁塑復合管主要用于工業建筑水管、煤氣管。
（四）鋁空氣電池
作為電動汽車（理想交通工具）候選電源之一的鋁－空氣電池（極板材料），美國電技術公司已在小汽車上進行了成功試用。
（五）汽車用鋁
據美國鋁業協會調查，到2005年，全球汽車耗鋁量將達1000萬t，是目前的3倍。
（六）超塑性鋁合金
超塑性鋁合金于20世紀60年代初首次研究，主要是一些共晶鋁合金或共析鋁合金，目前已開發出的工業用、具有優良耐腐蝕性的超塑性鋁合金正引起人們重視。
（七）鋁－鋰合金
Al－Li合金在宇航工業中達到減輕結構重量的功用，開辟了宇航工業新的合金系，該合金主要成分參見表2。
表2 鋁－鋰合金的成分 （%）
3004、5082、5042鋁合金的特薄帶材。
1、鋁合金功能摸技術
鋁合金功能膜技術有：
（1）計算機磁盤膜片：2太陽能熱水器的光/熱轉換膜；（3）電/色轉換膜；（4）絕緣膜；（5）耐磨潤滑膜；
（6）反光鏡膜。
2、鋁鎂合金基電子器件封裝復合材料
由于鋁鎂合金基復合材料密度小，可使器件質量大幅下降，導熱率比鐵鎳合金大，線膨脹系數小，而且是可控的，抗腐蝕性強，有很大應用前途。
3、電子儀器用鋁的開發
電子儀器用鋁開發如下：
（1）磁盤基板是安裝了磁膜的基盤，目前已實用化，表3列出了磁盤用基板的鋁合金成分，使用了高純鋁錠作基體及采用了最嚴格處理的Al－Mg合金。
表3 磁盤基板用鋁合金化學成分 （質量分數/%）
（2）感光磁鼓。電子照片式復印機和激光印刷機的感光鼓支承體用鋁合金管，鋁磁鼓加工方法及其所用合金參見表4。
（3）包銅箔的鋁壓層板：包銅箔鋁壓層板及加工成的印刷線板具有散熱快、加工性和電子屏蔽效果等特性。
4、電工鋁材
鋁用作導體始于1876年，歐美發達國家1995年以后將鋁用作配電線，我國電工部門用鋁量約占全國鋁消耗量的1/3，由此可知，發展電工鋁材，大量提倡以鋁代銅具有很大經濟價值。
目前，車輛用的電子通訊設備，例如車用收音機、電話機、計算機和無線電收發機等需求量進一步增加，為減輕車體質量、節約能源和便于高速化，必然大量使用輕質鋁合金材料，鋁材在通訊方面的典型應用如下：
表4 鋁磁鼓加工方法
（1）天線：大多數通訊衛星、飛機導航的天線是LD31合金擠壓型材與LF2合金板材制造的，主要原因是這兩種合金抗蝕性好，導電性好，具有中等強度。通訊裝備是今后迅速發展的產業領域，鋁材在這些方面的用鋁量將會越來越多。
（2）波導管：電視廣播和飛機均勻微帶電波，需用波導管，通常制成矩形截面管，波導管需要良好的導電性、耐蝕性、切削性、焊接性和尺寸精度。可用L2、LF21與LD31合金擠壓，并進行鉻酸陽極氧化處理或涂防蝕材料。
波導管生產工藝流程如下：機械加工→脫脂處理→腐蝕→去污→電鍍鋅酸鹽→電鍍電解銅→電鍍焦磷酸銅→電鍍表面保護金屬→組裝→調整。
（3）光學多面體：光學多面體首先用在激光印刷機上，后來又用于計測及圖像處理等方面，通常采用8、10、12面鋁合金旋轉多面體鏡，作為光學多面體超精密車削材料，已研制成高統一計劃的Al－Mg合金。
（4）電容器：鋁的箔材、薄板與線材用于電解容器、紙質電容器以及有機薄膜電容器工業，這些鋁制電容器廣泛用于各種家用電器、音響設備、磁帶、錄像機、照明器具。電子樂器、光學儀器、通訊器材、辦公用品、汽車和自控領域。
世界高速工業化進程加速了能源危機，汽車工業為了減少汽油消耗，提出了汽車輕量化方案，于是汽車用鋁材以及汽車工業以鋁代銅方案日趨成熟，另外，從提高汽車行駛性能、乘客的舒適性和安全性來看，汽車鋁化是必然趨勢，由于鋁材是汽車輕量化的理想材料，因此，汽車鋁化成為世界性的課題。
為了大幅度減輕車重，人們研究的焦點集中在占車重比例大的車身（約30%）、發動機（約18%）、傳動系（約15%）、行走系（約16%）、車輪（約5%）等鋼鐵零部件的鋁化上。
7、鐵道車輛用鋁
隨著科技進步和經濟發展，對鐵道車輛提出了高速化，大型化、輕量化的要求，也為鋁合金發展創造了條件。在鐵道車輛中，鋁合金主要用作車體結構，在鋁合金車體中，型材約占總量的70%，板材約占27%，鑄鍛件占3%左右。鋁合金構件在地鐵車輛上也獲得了廣泛的應用，不少國家都使用了半鋁或全鋁車體，此外鋁制敞篷車也得到了發展。
8、鋁材在包裝業的應用
鋁材在包裝業的應用極為廣泛，飲料、香煙、食品、化妝品和醫藥等的包裝每年都使用大量鋁板和鋁箔，現在世界饈業用鋁量占全部鋁消費量的20%，我國包裝業用鋁權占消費量的5%，1986年以來，每年包裝業用鋁6萬t左右，用得較多的是易拉罐和煙草業。1995年和2000年我國包裝業用鋁量見表5。
表5 1995年2000年我國包裝業用鋁量 （萬t）
近年來，鋁合金熔鑄設備的發展趨向大型、高效自動化，熔煉爐普遍采用頂開蓋圓形爐代替矩形爐，縮短了爐料加料時間，減輕了裝料勞動強度，改善了爐料在爐內分布的均勻性，并多采用大容量熔煉爐和靜置爐。熔煉爐的最大改進在燃燒系統：一方面采用中、高速燒嘴（燃速30～300m/s），另一方面普遍采用余熱回收裝置－換熱器，回收一部分余熱，預熱助燃空氣。
具體一些新技術如下：
（一）熔體凈化技術：該技術的發展主要是在線處理技術的廣泛應用的溶體在線處理系統就是除氣、除渣手段在熔體供流過程中的綜合應用，下面舉幾例說明：
美國凱撒鋁業公司：靜置爐→（Al－Ti－B）→SNIF→過濾板→玻皮過濾→鑄造。
澳大利亞：Lomalce靜置爐→（Al－Ti－B）→玻皮過濾→Alpur→玻布過濾→過濾板→鑄造。
中國西南鋁加工廠：靜置爐→（Al－Ti－B）→DAC預處理→MINT→玻皮過濾→鑄造。
（二）熔體測氫技術：先進的熔體能較可靠地掌握到熔體中的氫含量，目前世界上最先進的鋁熔體測氫儀仍是Alcoa TelegasⅡ儀器、加拿大ALSCN儀器、日本往友金屬公司SLM儀器，但此三種儀器存在陶瓷探頭易斷，探頭價格昂貴的弊病，西南鋁業加工廠開發的ELH－Ⅲ型測氫儀及其在此基礎上完成了改進的HAD測氫儀。
（三）鑄造技術：鋁及鋁合金半連續鑄造最先進技術是電磁鑄造，可調結晶器的發展也是鑄造技術發展的一個新趨勢。
（四）晶粒細化處理技術：主要采用Al－Ti二元合金和Al－Ti－B三元中間合金作為晶粒細化劑使用。
（五）鑄錠技術進步。（1）電磁鑄造；（2）氣滑法；（3）同水平鑄造；（4）氣體加壓熱頂鑄造法；（5）CO2冷卻法；（6）膠囊刮水；（7）電磁攪拌。
二、軋制技術新進展
軋制技術新進展如下：
（一）板凸度、板形控制技術參見表1。
表1 主要的板凸度、板形控制新技術
|
名 稱
|
原理及特點
|
|
HC軋機（六輥）
VC軋輥
TP軋輥
CVC軋機
|
中間輥移動，增大工作輥的彎輥效果，提高凸度控制效果
用油壓調整支承輥，增大工作輥的變形及彎輥效果，進行凸度控制
通過帶錐度活塞的擠壓量，改變支承輥的凸度，提高彎輥效果，實施凸度控制
左右移動被研磨成特殊的S形曲線的工作輥，進行凸度控制
|
（二）高速軋制技術：隨著板材的薄板化以及帶卷的大型化，為確保提高生產率，積極推進冷軋機的高速化，軋制造度現已達2000m/min。
（三）連續軋制技術：就鋁連鑄工藝而言有兩種：（1）連鑄連軋法；（2）連鑄法。
三、擠壓技術新進展
目前，擠壓新技術主要仍是反向擠壓、等溫擠壓和Conform連續擠壓以及Castex連續擠鑄技術。
四、鋁箔生產技術進展
鉛箔生產技術進展如下：
（一）軋速高，目前已超過1500m/min。
（二）坯料卷大，目前已達25t卷重。
（三）機械和自動化：鋁材厚度自動控制，卷材自動傳送，斷帶自動停車，快速換輥等。
（四）新型潤滑劑：目前普遍采用低閃點輕礦物油加以不同濃度高分子添加劑。
五、新產品
（一）泡沫鋁合金
該合金是新型建筑裝飾材料，高級包裝材，利用直接發泡法或粉末壓制＋高溫發泡制成的泡沫鋁，質輕、耐熱、不燃、隔音、隔熱、耐蝕、抗電磁波干擾，可用作建筑物內外隔墻、幕墻、屏蔽墻、天棚、地板及高級包裝材料。
（二）蜂窩結構鋁合金復合板
它是理想的外墻裝飾材料，由內層為鋁箔、玻璃鋼或紙質蜂窩，外層為鋁合金薄板復合而成的高級裝飾板。
（三）鋁塑復合板、復合管
采用可塑聚乙烯為基板，以鋁箔鋁板的面板和底板通過一定的工藝復合而成，并通過表面處理，使其質輕，耐腐蝕、防火、防潮、可彎曲、易施工、美觀高雅光澤艷麗，廣泛用于建筑墻面、柱面、角面裝飾、裝模；鋁塑復合管主要用于工業建筑水管、煤氣管。
（四）鋁空氣電池
作為電動汽車（理想交通工具）候選電源之一的鋁－空氣電池（極板材料），美國電技術公司已在小汽車上進行了成功試用。
（五）汽車用鋁
據美國鋁業協會調查，到2005年，全球汽車耗鋁量將達1000萬t，是目前的3倍。
（六）超塑性鋁合金
超塑性鋁合金于20世紀60年代初首次研究，主要是一些共晶鋁合金或共析鋁合金，目前已開發出的工業用、具有優良耐腐蝕性的超塑性鋁合金正引起人們重視。
（七）鋁－鋰合金
Al－Li合金在宇航工業中達到減輕結構重量的功用，開辟了宇航工業新的合金系，該合金主要成分參見表2。
表2 鋁－鋰合金的成分 （%）
|
合 金
|
類 型
|
國 家
|
平 均 成 分
|
||||
|
Li
|
Cu
|
Mg
|
Zn
|
其他
|
|||
|
1230
2020
1420
1421
1450
2090
1440
8090
2091
－
－
－
－
|
鑄錠冶金
鑄錠冶金
鑄錠冶金
鑄錠冶金
鑄錠冶金
鑄錠冶金
鑄錠冶金
鑄錠冶金
粉末冶金
粉末冶金
粉末冶金
粉末冶金
|
原蘇聯
美 國
原蘇聯
原蘇聯
原蘇聯
美 國
原蘇聯
美 國
法 國
原蘇聯
原蘇聯
原蘇聯
|
1.2
1.2
2.1
2.1
2.0
2.3
2.4
2.5
2.0
3.5
3.2
－
－
|
5.2
4.5
－
－
3.0
2.7
1.6
1.3
2.2
－
2.1
－
－
|
－
－
5.5
5.2
－
0.25
0.9
0.8
1.5
5.5
－
－
－
|
－
－
0.12
0.12
0.11
0.12
0.15
0.12
0.10
0.10
0.20
－
－
|
Mn、Cd
Mn、Cd
－
Se
－
－
－
－
－
－
－
B
Be
|
（八）易拉罐坯料
3004、5082、5042鋁合金的特薄帶材。
1、鋁合金功能摸技術
鋁合金功能膜技術有：
（1）計算機磁盤膜片：2太陽能熱水器的光/熱轉換膜；（3）電/色轉換膜；（4）絕緣膜；（5）耐磨潤滑膜；
（6）反光鏡膜。
2、鋁鎂合金基電子器件封裝復合材料
由于鋁鎂合金基復合材料密度小，可使器件質量大幅下降，導熱率比鐵鎳合金大，線膨脹系數小，而且是可控的，抗腐蝕性強，有很大應用前途。
3、電子儀器用鋁的開發
電子儀器用鋁開發如下：
（1）磁盤基板是安裝了磁膜的基盤，目前已實用化，表3列出了磁盤用基板的鋁合金成分，使用了高純鋁錠作基體及采用了最嚴格處理的Al－Mg合金。
表3 磁盤基板用鋁合金化學成分 （質量分數/%）
|
合 金
|
Fe
|
Si
|
Cu
|
Mg
|
Mn
|
Cr
|
Ti
|
Al
|
用途
|
|
AA5086
NIM5086
NIMM4M
NLMS磁盤外殼c3M
|
0.40
0.08
－
0.004
|
0.50
0.05
＜0.06
0.005
|
0.10
0.03
0.10～0.02
0.001
|
3.50～4.50
3.50～4.50
3.70～4.70
3.70～4.70
|
0.20～0.70
0.20～0.30
－
－
|
0.05～0.25
0.05～0.10
－
－
|
0.15
0.03
－
－
|
其余
其余
其余
其余
|
通用
鍍Ni＋P
陽極氧化噴鍍
|
（2）感光磁鼓。電子照片式復印機和激光印刷機的感光鼓支承體用鋁合金管，鋁磁鼓加工方法及其所用合金參見表4。
（3）包銅箔的鋁壓層板：包銅箔鋁壓層板及加工成的印刷線板具有散熱快、加工性和電子屏蔽效果等特性。
4、電工鋁材
鋁用作導體始于1876年，歐美發達國家1995年以后將鋁用作配電線，我國電工部門用鋁量約占全國鋁消耗量的1/3，由此可知，發展電工鋁材，大量提倡以鋁代銅具有很大經濟價值。
5、通信工程用鋁材
目前，車輛用的電子通訊設備，例如車用收音機、電話機、計算機和無線電收發機等需求量進一步增加，為減輕車體質量、節約能源和便于高速化，必然大量使用輕質鋁合金材料，鋁材在通訊方面的典型應用如下：
表4 鋁磁鼓加工方法
|
感光體名稱
|
磁鼓尺寸
|
鋁磁鼓加工方法
|
|
|
a－Si
|
Φ80～120，t4～5.5
|
合 金
|
加工工序
|
|
OPC
|
Φ30～80，t0.6～1.5
|
高純基體合金
S3M
M4M
3F03
6763
|
擠壓－拉拔－車削（粗車－鏡面）
|
|
5805
1050
3003
6763
|
擠壓－拉拔－變薄拉伸－車削
|
||
|
5805
3003
1070
1050
|
擠壓棒、板－型芯沖壓－變薄拉伸－車削
|
||
|
1050
1100
3004
|
板－沖壓－深拉伸－冷鍛－變薄拉伸
|
||
|
SeCds
|
Φ75～250，t1.2～6
|
3003
6063
|
擠壓（芯軸、孔）拉拔車削
|
（1）天線：大多數通訊衛星、飛機導航的天線是LD31合金擠壓型材與LF2合金板材制造的，主要原因是這兩種合金抗蝕性好，導電性好，具有中等強度。通訊裝備是今后迅速發展的產業領域，鋁材在這些方面的用鋁量將會越來越多。
（2）波導管：電視廣播和飛機均勻微帶電波，需用波導管，通常制成矩形截面管，波導管需要良好的導電性、耐蝕性、切削性、焊接性和尺寸精度。可用L2、LF21與LD31合金擠壓，并進行鉻酸陽極氧化處理或涂防蝕材料。
波導管生產工藝流程如下：機械加工→脫脂處理→腐蝕→去污→電鍍鋅酸鹽→電鍍電解銅→電鍍焦磷酸銅→電鍍表面保護金屬→組裝→調整。
（3）光學多面體：光學多面體首先用在激光印刷機上，后來又用于計測及圖像處理等方面，通常采用8、10、12面鋁合金旋轉多面體鏡，作為光學多面體超精密車削材料，已研制成高統一計劃的Al－Mg合金。
（4）電容器：鋁的箔材、薄板與線材用于電解容器、紙質電容器以及有機薄膜電容器工業，這些鋁制電容器廣泛用于各種家用電器、音響設備、磁帶、錄像機、照明器具。電子樂器、光學儀器、通訊器材、辦公用品、汽車和自控領域。
6、汽車車輛用鋁材的發展
世界高速工業化進程加速了能源危機，汽車工業為了減少汽油消耗，提出了汽車輕量化方案，于是汽車用鋁材以及汽車工業以鋁代銅方案日趨成熟，另外，從提高汽車行駛性能、乘客的舒適性和安全性來看，汽車鋁化是必然趨勢，由于鋁材是汽車輕量化的理想材料，因此，汽車鋁化成為世界性的課題。
為了大幅度減輕車重，人們研究的焦點集中在占車重比例大的車身（約30%）、發動機（約18%）、傳動系（約15%）、行走系（約16%）、車輪（約5%）等鋼鐵零部件的鋁化上。
7、鐵道車輛用鋁
隨著科技進步和經濟發展，對鐵道車輛提出了高速化，大型化、輕量化的要求，也為鋁合金發展創造了條件。在鐵道車輛中，鋁合金主要用作車體結構，在鋁合金車體中，型材約占總量的70%，板材約占27%，鑄鍛件占3%左右。鋁合金構件在地鐵車輛上也獲得了廣泛的應用，不少國家都使用了半鋁或全鋁車體，此外鋁制敞篷車也得到了發展。
8、鋁材在包裝業的應用
鋁材在包裝業的應用極為廣泛，飲料、香煙、食品、化妝品和醫藥等的包裝每年都使用大量鋁板和鋁箔，現在世界饈業用鋁量占全部鋁消費量的20%，我國包裝業用鋁權占消費量的5%，1986年以來，每年包裝業用鋁6萬t左右，用得較多的是易拉罐和煙草業。1995年和2000年我國包裝業用鋁量見表5。
表5 1995年2000年我國包裝業用鋁量 （萬t）
|
品 種
|
1995年
|
2000年
|
品 種
|
1995年
|
2000年
|
|
易拉罐
卷煙包裝
軟包裝
藥品包裝
|
4.4
3.8
0.65
0.15
|
6.0
4.4
0.8
0.23
|
糖果包裝
其 他
合 計
|
0.1
1.1
10.2
|
0.32
1.32
13.07
|
