第一節(jié) 鋁合金添加劑基本生產(chǎn)技術(shù)、工藝或流程

以錳鋁合金添加劑的生產(chǎn)過程為例

高性能錳鋁合金添加劑生產(chǎn)工藝流程圖

高性能錳鋁合金添加劑生產(chǎn)工藝是采用粒度適宜的高純電解金屬錳粉和高純金屬鋁粉，添加自行研制的高效、環(huán)保助熔劑和一定量的粘結(jié)劑，密閉混合均勻，經(jīng)鍛壓成型、成品處理，計量包裝。生產(chǎn)工藝中選用高效環(huán)保的助熔劑和適當?shù)恼辰Y(jié)劑是其重要核心技術(shù)之一。鍛壓成型是制取錳添加劑產(chǎn)品的關(guān)鍵工序，選用先進的鍛壓設(shè)備也是本工藝核心競爭力的關(guān)鍵。產(chǎn)品形式按客戶需求可壓制成圓餅狀或球形。圓餅狀產(chǎn)品采用巴西引進的高效四柱液壓鍛壓機生產(chǎn)。該設(shè)備適用于可塑性差的材料壓制工藝，特別是粉末冶金成型、冷(熱)壓金屬成型，可實現(xiàn)調(diào)整、手動及自動各種工作方式，機器的工作壓力、壓制速度、保壓，均可根據(jù)工藝進行調(diào)整。鍛軋設(shè)備的關(guān)鍵部件是壓模，它的設(shè)計與質(zhì)量好壞直接關(guān)系到產(chǎn)品成型的效果與效率。

第二節(jié) 鋁合金添加劑新技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用情況

隨著鋁加工及鋁合金工業(yè)不斷發(fā)展,鋁合金的研制被列為重點發(fā)展的技術(shù),合金化是鋁合金生產(chǎn)工藝流程中重要的一環(huán)。鋁合金常用的合金元素有:硅、鐵、銅、錳、鎂、鉻、鎳、鋅、釩、鈦等。一些低熔點或溶解度大的合金元素如鎂、銅等可以直接加入鋁熔體中,而大部分熔點高的合金元素如鐵、鎳、錳等,需要制成Al-Fe、Al-Ni、Al-Mn等中間合金添加劑。目前,國內(nèi)外普遍以金屬添加劑的形式向鋁液中添加合金元素,因此鋁合金添加劑的研制開發(fā)也成為鋁工業(yè) 研究 的重點。

第三節(jié) 鋁合金添加劑國外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

20世紀90是年代，隨著能源短缺的加劇和環(huán)保問題的日益突出，歐美一些鋁業(yè)大國對使用添加劑產(chǎn)品進行了技術(shù)改進，原材料由兩種變?yōu)槿N：（1）合金元素粉末（2）不吸濕無鈉熔劑粉末；（3）純鋁粉。添加劑的配比也出現(xiàn)三種情況，第一種是合金元素與鋁粉，不含熔劑；第二種是合金元素粉末、熔劑粉末和鋁粉；第三種是合金元素粉末與熔劑。但在技術(shù)上，對于熔劑的組成 仍處于封閉狀態(tài)。目前，歐洲和美洲大規(guī)模使用的添加劑由合金元素粉末、少量熔劑粉末和鋁粉構(gòu)成，大大降低了熔劑中有害元素的作用。全球著名的鋁加工企業(yè)Novelis公司在世界各地的鋁加工廠則完全使用無熔劑的添加劑，其規(guī)格為：單塊直徑60mm、塊重200g。

在成型和包裝方面，LSM公司生產(chǎn)的餅狀添加劑使用7MN壓力機壓制、壓制前對模具進行潤滑，內(nèi)包裝材料采用無氯塑料袋。LSM公司的Rotherham廠采用機械包裝，而Foseco的Tamworth工廠采用手工包裝，包裝臺是一塊電加熱的鐵板，溫度可控，包裝膜的一面涂有熱固性膠結(jié)劑，鐵板溫度控制在可使膠結(jié)劑產(chǎn)生粘結(jié)作用即可，這種包裝形式實際上使添加劑與空氣隔絕。目前，歐洲和美洲使用的添加劑中壓塊直徑為90mm，但塑料包裝膜在使用過程中會產(chǎn)生大量煙氣，目前國外的添加劑在壓制過程中會產(chǎn)生大量的煙氣，目前國外的添加劑在壓制過程中減少或避免使用塑料制品、單塊無包裝，每摞用鋁箔包裝，以減少對環(huán)境的污染。

第四節(jié) 鋁合金添加劑技術(shù)開發(fā)熱點 分析

目前，國內(nèi)有多種錳添加劑，主要由金屬粉末和助熔劑組成，普遍使用助熔劑為鹵化物鹽類的傳統(tǒng)添加劑。大致分為以下幾類：氯鹽(NaCl、KCl、MgCl2等)、氟鹽(NaF、KF、MgF2、Na3AlF6等)、碳酸鹽(Na2CO3、K2CO3、CaCO3等)、硫酸鹽(Na2SO4、K2SO4等)、硝酸鹽(NaNO3、KNO3等)等[3]。它雖然解決了以鋁基中間合金方式添加的問題，但含有鈉、氯、氟等元素，不僅給環(huán)境帶來污染，還會影響人體健康，另外還普遍存在實收率低，熔化時間長的缺點，限制了在某些鋁合金中的應(yīng)用。因此開發(fā)出高性能、環(huán)保的鋁合金添加劑將是以后的研發(fā)熱點。

第五節(jié) 鋁合金添加劑國內(nèi)外技術(shù)比較

國內(nèi)外鋁合金添加劑 技術(shù)工藝 產(chǎn)別主要體現(xiàn)在原料上。

國內(nèi)的鋁合金添加劑原料是合金元素粉末和鹵化物助熔劑（如氯鹽NaCl、KCl、MgCl2等、氟鹽NaF、KF、MgF2、Na3AlF6等、碳酸鹽Na2CO3、K2CO3、CaCO3等、硫酸鹽Na2SO4、K2SO4等、硝酸鹽NaNO3、KNO3等)。而國外現(xiàn)階段的鋁合金添加原料是合金元素粉末、不吸濕無鈉熔劑粉末、純鋁粉。

在經(jīng)過大致相同的混合、壓制、成型、包裝過程之后，生產(chǎn)出的鋁合金添加劑的成分配比是不一樣的。國內(nèi)的鋁合金添加劑最終是由合金元素和鹵化物助熔劑構(gòu)成，而國外的添加劑則由新型的非鹵化物助熔劑和合金元素構(gòu)成。

國外一些企業(yè)已經(jīng)不再使用助熔劑，直接采用合金粉末和鋁粉直接混合壓制成型，這使得最后的添加劑中不再含有助熔劑成分。

第六節(jié) 鋁合金添加劑未來技術(shù)發(fā)展趨勢

鋁合金添加劑相對于傳統(tǒng)的鋁合金中間，在使用過程中有更大的優(yōu)勢，近年來其應(yīng)用越來越廣泛。一些企業(yè)和 研究 機構(gòu)開始著力進行鋁合金添加劑的研發(fā)。未來鋁合金的發(fā)展趨勢體現(xiàn)在以下幾個方面：

1、原料方面，未來鋁合金添加劑的生產(chǎn)中會減少甚至不使用助熔劑，助熔劑中含有氯、鈉等元素，不僅給環(huán)境帶來污染，還嚴重影響人體健康。通過減少助熔劑的使用，可以生產(chǎn)出更加環(huán)保、健康的鋁合金添加劑，從而為生產(chǎn)出環(huán)保健康的鋁合金制品打下基礎(chǔ)。

2、在成型包裝方面，未來鋁合金添加劑會減少塑料制品的使用，這樣可以有效地減少或避免壓制過程中有害氣體的產(chǎn)生，從而做到綠色生產(chǎn)，保護工廠社區(qū)環(huán)境。

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