第16屆歐洲鋁工業展覽會系列報道之一：新材料雲集2016杜塞爾多夫鋁展

2016年歐洲鋁工業展覽會去年11月29日~12月1日在德國杜塞爾多夫市（Dusseldorf）舉行，這是一次世界性的鋁工業盛會，每兩年舉行一次，本次是第16屆，展位之多，參觀者之眾，均創歷屆之最，特別是的展位與採訪者之多均創紀錄水平。幾乎世界上所有的跨國鋁業公司都參加了展覽會，帶來了各自的新材料、新工藝、新產品與新經營理念，展出了實物或圖片與說明，或產品說明書，參觀者無不大飽眼福與滿載而歸。本文對主要公司的參覽新材料概況作一個介紹，從中可見全球鋁工業在材料方面的現狀，把脈其發展動向，對我們更好、更快發展鋁工業會有裨益，對研發新材料也會有一些幫助。在介紹新材料時不可避免地涉及到工藝與產品，所以實際上對工藝與產品也作了一些介紹。

日本聯合鋁業公司

日本聯合鋁業公司的日文名稱為株式會社日鋁全綜，英文名稱UACJ，它在的工廠與貿易公司註冊為優艾希傑（UACJ的音譯，如乳源東陽光優艾希傑精箔有限公司、日鋁全綜（天津）精密鋁業有限公司、日鋁全綜（廣州）銅管有限公司、日鋁全綜（無錫）鋁材加工有限公司、優艾希傑東陽光（上海）鋁材銷售有限公司、優艾希傑（上海）鋁材有限公司、優艾希傑商（上海）貿易有限公司、優艾希傑商（崑山）金屬製品有限公司、優艾希傑商（香港）貿易有限公司、優艾希傑（大連保稅區）貿易有限公司。

筆者建議人在寫文章與說話時最好用日本聯合鋁業公司這一名稱，既符合現代文化，通俗易懂，又表達全面，不要用日文名稱「日鋁全綜」不易懂，更不要用英譯名稱「優艾希傑」。

日本聯合鋁業公於2013年10月1日成立，由日本古河斯凱公司與住友輕金屬合併而成，下設6個事業部：軋板、擠壓、制箔、鑄鍛、銅管、加工產品。在日本境內有35個工廠與貿易公司，在日本境外有39個工廠與貿易公司，其中在有10個。軋板事業部的福井軋制廠的（1+4）式熱軋線長400m，有4300mm4錕可逆式熱粗軋機，是全球最大的熱軋線之一。日本聯合鋁業公司的總部在東京都，註冊資本450億日元。

軋板事業部的高精產品：罐料、ABS、航空航天板帶、印刷板基材、汽車熱交換器板帶、LNG儲罐板、IT相關材料、液晶半導體生產設備厚板、建築板帶。

擠壓事業部尖端產品：汽車熱交換材料與配管、機車框架鋁材、複印機感光鼓、機械零件鋁材。

制箔事業部除生產電解電容器箔、葯箔、化工箔、食品箔、建築箔外，高端鋰離子二次電池集電體箔是其高附加值主導產品。

鑄鍛事業部採用高精度凹模技術和石膏摸低壓鑄造技術生產高品位精密汽車渦輪（CW）鑄件。日本聯合鋁業公司是世界最大的渦輪增力器葉輪製造商，佔全球總產量的一半以上，凡生產軌道車輛、航空航天器、液晶設備的種種鍛件。它擁有150MN的鍛壓機。

日本聯合鋁業公司的蜂窩鋁板有硬釺焊的BP型的（Brazed Panel）與粘接型即AP（Adhesive Panel）型的兩種。它們的芯材與面板完全一體化。BP板是可進行焊接的輕量高強度面板，有優秀的強度和剛度、平坦度；面板與面板或與其他結構組建均可焊接；疲勞強度與普通鋁板的相當；可靠性高，可在嚴酷條件下安全地工作；除可進行各種平面加工外，還可進行二次、三次平面加工。

產品尺寸（mm）：面板高度H=15~100，面板厚度T=0.8~3，芯層厚度t=0.2~0.3，單元尺寸S=10~30，max寬×長=1200×3100。日本新幹線500系列車輛在世界上首次採用曲面鋁蜂窩板，N700系列新幹線的集電弓罩採用鋁焊蜂窩板。

ABS材料

汽車車身薄板（ABS）所需要的性能：耐衝撞，良好的成形性與褶邊性、優秀的塗漆清晰度，抗腐蝕性強，優良的塗漆烘烤硬化性（BH性能）。日本聯合鋁業公司在5xxx與6xxx系合金基礎上研製成功有特性的一系列ABS合金，如高成形性合金SG212-T4、TM67-T4合金，有很好的折邊性能，它們是一類6xxx系合金；板厚1mm的5xxx系合金，不但有優異的成形性，而且其強度幾乎與冷軋鋼板的相當，GC45合金含有少量的Cu，是一種可抑制塗漆烘烤時發生軟化的車身板合金；GC55合金的雜質含量低，但提高了Mg含量，是一種具有更高強度與成形性的合金；超塑性艾爾諾維（ALNOVI）合金，所謂「超塑性鋁合金」是指在400℃~500℃可獲得100%以上的高延展性合金，利用此性能，可實現如同吹塑成形一般的自由成形，一般超塑成形採用6xxx系合金，而ALNONI為5xxx系合金，它的強度與5083-0材料的相當，抗拉強度Rm=285N/mm2，屈服強度Rpo.2=140N/mm2，且有更好的成形性與抗蝕性。

「KO處理」高膠接性鋁板

這種鋁板表面處理工藝是日本聯合鋁業公司獨創的，所謂KO處理就是將鋁合金板在鹼性電解液中交流電解處理后，形成多孔的且具有樹枝狀的複雜形狀的復化膜工藝，常規陽極氧化膜厚度2um~10um，KO處理膜為200nm~250nm，僅為前者的1/10~1/40，非常薄。

KO處理氧化膜有很高的粘接性，比其他處理膜的高得多，因而可實現鋁與塑料等不同材料之間的複合化；與樹脂、膠結劑等的粘附性也極強；氧化膜也很薄，因而有很高的導熱性，耐熱性與可加工性也很優秀。

KO處理氧化膜的T撕裂剝離強度也比其他處理膜的高，不管是在膠接狀態，還是在121℃加熱32h后都如此。

此外，日本聯合鋁業公司還在預塗潤滑性鋁合金板、預塗膠接性鋁合金板、預塗散熱性合金板、預塗導電性鋁合金板領域取得了很多創新性成就。

該公司研發的汽車電線鋁合金可以取代銅線，既可以取得顯著的輕量化效果，又可以降低質量，可減輕40%，公司研發的合金牌號EC-1和EC2，EC1合金的導電率與1050-O純鋁的相同，同時其強度是後者的1.5倍，EC2的電導率是銅的57%，若它的厚度為銅板的1.8倍時則它們具有相同的導電量。

具有創意性的高光澤鋁合金板

日本聯合鋁業公司研發的高光澤鋁合金板是一類具有創意性的新型鋁合金材料，具有很高的光澤度，是通過電解研磨和化學拋光法製備的，具有很高的抗腐蝕性能，可在嚴酷的環境中工作；有優良的成形加工性能，可進行深拉成形和拉伸成形，加工各種質別的產品，在模具、裝飾產品和照明反射器材方面得到了廣泛應用；可根據用途不同，進一步塗透明漆和進行陽極氧化處理，可獲得美麗的色彩；合金不含可降低抗蝕性的化學元素。

日本聯合鋁業公司厚板事業

在平軋鋁產品（FRPs）中，厚板佔有重要地位，為社會和產業發展作出了一定的貢獻，日本的鋁厚板生產技術和產量居世界第三，僅次於美國。日本厚板主要生產企業為聯合鋁業公司的深谷軋制廠和福井軋制廠，以及神戶鋼鐵公司鋁銅事業部的真岡軋制廠，當前日本鋁厚板總產量約80kt/a，其中聯合鋁業公司的產量佔75%以上，是世界生產名厚板第二大公司。

鋁合金厚板是指厚度>6mm的板材，而在北美洲則是6.35mm（0.25英寸）以上的板材。日本聯合鋁業公司在生產航空航天鋁厚板方面技術和體系認證，除了取得了ISO9001質量管理體系國際認證之外，還得了AS9100航空航天業的世界統一標準的認證。此外，還被登入國際航空航天業的統一標準的製造商協調組織IAQG（國際航空航天質量協調組織）的OASIS資料庫。在非破壞性檢驗和熱處理工藝中，也取得了國際認證機構的Nadcap認證。

公司的福井縣坂井市的福井軋制廠有4320mm4輥可逆式熱軋機，可軋32t（未切頭尾與銑面）的錠，世界第三大，美國有5588mm的4輥熱粗軋機，世界第一，有4500mm的4輥熱粗軋機，世界第二。厚板最大尺寸：寬4150mm、厚58mm，最大生產能力3kt/月。

琦玉縣深谷市深谷軋制廠，擁有世界頂級的生產技術，可生產包括半導體、液晶裝置用厚板、汽車板材、汽車熱交換器材料、建築板等。可產厚板最大尺寸：寬3600mm、厚64mm，最大生產能力3kt/月。

鋁合金厚板主要用途

日本聯合鋁業公司生產的鋁厚板主要用於6大領域：航天器發射火箭和骨架，LNG船貯罐、基地貯罐、汽車運輸貯罐，艦船，高鐵車輛，半導體與液晶製造裝置，注塑成形模具。

為了提高航空航天器的結構性能，減輕質量與節省燃料，需用大量的鋁合金厚板，可占其自身質量的30%。飛機的機翼與門都可以用厚板銑削，火箭燃料箱可用2219合金厚板焊接，骨架構件主要用7050與7475合金。

LNG岸上儲罐及運輸儲罐是用有優秀低溫性能（-163℃）的5083合金厚板焊接的，一部分厚板的最大厚度達170mm，5083合金還有良好的可焊性能與成形性能。日本聯合鋁業公司可提供最大寬度4040mm、最大長度16350mm的厚板。

5xxx合金既有小的密度又有良好的成形性能，對海水有高的抗腐蝕性能，在海洋環境與氣氛中可長期使用，是製造船舶艦艇的良好材料。聯合鋁業公司生產的5052、5083、5086合金厚板已廣泛用於艦船與海洋製造。

由於鋁合金的比強度大，可焊性好，又易鉚接，因此厚板（大多數厚度為7mm~10mm）在軌道礦產品車輛與高鐵機車製造中獲得了廣泛應用，代表性合金為5052、5083及7204合金。7204合金是日本研發的一種新合金，2005年合金在美國鋁業協會公司註冊。

半導體與液晶器件是支撐現代高技術的基礎。鋁及鋁合金的密度低，具有減輕因裝置大型化而導致的重要增加的效果。另外，它們還有良好的可切削加工性能，氣體釋放率、真空到達性優良等特點，其厚板是製造容器與製造裝配室的好材料。

注塑模具應有高的熱導率，並應有優秀的可切削加工性或放電加工性，同時應有高的強度，與鋼的相近，7075就是這樣的一個合金。公司開發的ALQUEEN模具合金屬7xxx系合金，在模具製造中獲得廣泛應用，同時在其他方面也有很大應用潛力。

厚板鋁合金特點與應用簡述

用於軋制厚板的鋁合金約有20種，用的最多的約15種，它們的質量約佔厚板總量的80%以上，其主要特點及用途見表1。

有特色的厚板

日本聯合鋁業公司開發出一批很有特色的鋁合金厚板，在鋁業界享有一定的聲譽，獲得了較廣的應用，取得了較大的經濟效益，是厚板領域的高端產品，如：板厚與平面度優良的高精度下FP52厚板，准高精度鋁合金FusPlateR厚板，易加工高強度ALQUEENTM300鋁合金厚板，厚度350mm以上的極厚鋁板，大型高強度淬火板。

高精度鋁合金厚板FP52

FP52厚板是用5052合金生產的，是厚度與平面度極高的高精產品，在板厚控制與熱處理工藝方面採用精湛的技術，使5052P-H112厚板尺寸偏差達到了世界頂尖水平。

特點：①板厚偏差僅有JIS標準與ISO標準的1/10的極小值；②殘餘應力極小，切斷與切削加工幾乎無變形；③可省去加工工序與矯直工序，降低了生產成本；④表面品質達到精美，可直接用於製造產品，只需對端面略施加工；⑤表面貼有保護膜，以免搬運時受到損壞。

平面度：板厚4≤T≤60mm時為<0.2mm/1000mm，而全寬、全長上的<0.4mm。可供應的標準尺寸厚板：1000mm×2000mm，1250mm×2500mm，1525mm×3050mm。

准高精度鋁合金FusPlateR厚板

這種厚度也是用A5052P-H112合金生產的，它的尺寸精度僅比標定值高一些，而比FP52合金厚板的低很多，其特點是：板厚偏差為JIS標定值的1/3~1/5；殘餘應力與平直度比普通厚板的提高50%以上；板的兩面都貼有保護膜。

板的平面（直）度：板厚4≤T≤30mm的為<0.2mm/1000mm，板厚30<T≤50mm的為<0.3mm/1000mm，板厚50<T≤100mm的為<1.2mm/1000mm。

易加工高強度ALQUEENTM300厚板

ALQUEENTM300合金厚板是一種強度很高的合金，與S55C碳素鋼相比，不但更輕、更易加工，而且它們的強度幾乎相等，它的抗拉強度與強度最高7075鋁合金的相等，它的切削加工時間短，僅為軟鋼的1/3~1/50；殘餘應力小，可最大限度抑制加工變形；抗蝕性高，便於維護管理。

ALQUEENTM300合金與S55CN鋼的性能比較見表2，前者的為典型值，後者的為標準規定的最低值，所以總體上，S55CN鋼的力學性能還是高一些。

ALQUEENTM300合金厚板的可供厚度，mm：8、10、11、12、15、16、20、21、25、26、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、110、120、125、130；寬度1500mm；長度3000mm。厚140、150mm的只供應寬1250mm與長3000mm的板。

極厚鋁板

極厚鋁板是指厚度>350mm的板材，用於製造大型化的半導體與液晶器件生產的大型化裝備。是用日本國內最厚的鑄塊（660mm）製造的，板的尺寸：max厚度640mm、max寬度2070mm。用於製造生產半導體與液晶器件的真空材料，必須有優秀的內部品質，融體必須經過精心的特殊脫氣處理，除氣務盡。對鑄塊表面進行精細切削加工，然後切割成用戶需要的尺寸。

大型高強度淬火鋁合金厚板

日本聯合鋁業公司可按用戶要求生產航空航天級固溶處理的以2017-T351、6061-T651、7075-T651、2000-T4合金為代表的鋁合金板材，板的max寬度3000mm。利用日本國內最大56MN拉伸矯直機消除板內的淬火殘餘應力，降低或消除板材後續加工時的變形。

所生產的2xxx系合金厚板有良好的耐熱性，可用於製造在較高溫度下工作的結構件；6xxx系合金厚板用於製造具有中等強度結構件與要求導熱性較高的產品；7xxx系合金有最高的強度，接近於S55CN鋼板的，是製造受強力結構件的材料，又有良好的可切削性能，不過抗腐蝕性能較差，是其不足之處。

聯合鋁業公司生產的可熱處理強化的鋁合金厚板都是按波音飛機公司的標準與技術條件生產的，品質上乘，可根據不同用途選購。如果需要，可在板的貼上保護膜。

在此必須指出，日本聯合鋁業公司的深谷軋制廠和福井軋制廠是在上世紀60年代建的，所以厚板的固溶處理爐與淬火水槽都是立式的，日本全國都沒有現代化的輥底式固溶處理爐，這是其一；其二是日本沒有≥60MN的厚板預拉伸機，僅日本聯合鋁業公司福井軋制廠有一台56MN的。不過，日本既沒有輥底式固溶處理爐，又沒有大的預拉伸機，卻能生產品質優良的航空航天級厚板，充分說明他們有高的技術水平和嚴謹的管理能力，值得我們學習。實際上，鋁合金厚板裝機水平是世界上頂尖的，也是生產能力最大的。

了解更多有色金屬行業資訊請訪問有色網