高端铝合金板带热处理及表面处理试验设备开发

        高端铝合金板带产品主要有四种：航空航天用铝板、PS/CTP印刷铝板基、罐体料和ABS（Auto Body Sheet）板，前三种已实现自主生产并批量出口，ABS板我国目前无法自主生产，需大量进口。作为国内金属材料及加工重要的研发基地，我室一直致力于高端铝合金板带研发及产业化方面的研究，并取得了初步进展。

        在汽车铝合金、航空铝合金板带的生产工艺流程中，熔炼-铸造、热轧、冷轧工序的装备和技术已基本实现国产化，但由于热处理设备及工艺技术复杂，固溶时效及表面处理环节仍有很多难题亟待攻关，关键装备如气垫炉、时效炉、表面化学处理装备等完全依赖进口。为打破这一局面，以王国栋院士、王昭东教授为核心的热处理研发团队瞄准国外铝合金板带生产最高水平，研制开发了热风循环固溶炉、时效炉等一系列实验设备，并在此基础上，实验研究固溶处理、预时效、表面处理等高端铝合金板材生产工艺。开发的热风循环加热固溶炉实验设备最高炉温达600℃，升温至560℃仅需80s，可同时对3块试样进行加热。固溶炉配备水淬和风淬两种冷却方式，实验不同冷却方式对固溶性能的影响。预时效炉采用抽屉式结构，最高炉温达250℃，控温精度达±1℃，炉温及板温均匀性达±1.5℃。基于上述设备，目前已完成6xxx系铝合金板带固溶工艺研究，并通过性能测试及金相分析得到最优的固溶工艺，进一步研究工作将围绕预时效工艺、模拟烤漆工艺、铝板带成形性等方面开展，建立铝合金固溶时效工艺及性能专家数据库，为高品质铝合金板带材国产化生产和研发提供成套工艺数据支持。

        另一方面，表面处理是高端铝合金汽车板生产需要结局的另一核心问题。表面处理在提高铝板耐蚀性的同时，增加对涂层的附着力，降低表面电阻，利于下游焊接组装，是汽车用铝板带生产不可或缺的关键工序。其难点在于碱洗、酸洗及表面化学处理所需清洗液配方。国外采取化学公司与汽车公司联合开发的方式，核心配方严格对我国保密，致使国内汽车用铝合金板表面处理完全空白。我室通过与国际知名化学品供应商开展合作，共同开发碱洗、酸洗及表面化学转化处理液配方，取得了突破性的进展。其中，碱洗液采用NaOH+磷酸盐+表面活性剂配方，酸洗液采用强酸+氟化物+表面活性剂配方，化学传化液采用锆钛酸盐+高分子组分的配方。核心配方的开发使得我室具备了研制高端铝合金板带表面处理成套装备的能力，为国内铝加工厂及汽车制造厂研发铝合金汽车板生产线创造有利条件。目前，我室正设计开发铝合金表面处理试验设备，进一步深入研究表面传化处理温度、喷淋量、清洗方式、清洗时间、清洗液浓度等工艺参数及其对铝板带使用性能和成形性的影响。同时，携手国内知名化学转化处理装备制造商，与广西南南铝加工有限公司合作开发国内首条铝合金板带表面处理生产线。

        固溶时效试验设备与表面处理试验设备的集成开发，构成了我校铝合金生产加工中试线的重要组成部分。中试线的建成将为我校系统研究高端铝合金生产加工工艺技术提供完整的、先进的试验平台，为我校打造国内铝合金生产研发基地创造有利条件。

高端铝合金板带生产工艺

我室铝合金板带固溶时效工艺试验设备

表面清洗工艺实验设备示意图

实验室铝合金固溶时效及表面处理中试线布置