铝加工技术的研究与发展趋势研究

邹万军

随着当今建筑、航空等领域的迅速发展，其材料应用方面也有了越来越高的要求。而在可持续发展这一理念的带动下，具有可回收再利用价值的金属材料开始在各个领域中得以广泛应用。尤其是铝材料，更是因其含量丰富、产量高等优势而成为了当今金属应用和加工中的一种基础材料。在这样的情况下，铝加工技术也开始成为了当今冶金工业以及相关领域的关注重点。因此，相关企业、研究者与技术人员一定要对铝加工技术加以深入研究，以此来有效促进此项技术的应用及其在现代化社会工业领域中的良好发展。

1 铝加工技术应用与发展的研究意义概述

铝是一种可以回收再利用的金属材料，因此在近年来的金属行业发展中，铝金属及其合金的加工在技术方面和产业方面都实现了飞速发展，并在很多国家中成为了一个支柱型产业。通过相关研究发现，目前的铝金属及其合金加工产业的规模非常大，仅次于钢铁，铝制品不仅具有非常大的年产量，且其品种规格也非常多，这些铝产品在社会生活、国民经济以及国防军工等各个领域中都发挥着显著的应用优势。目前，我国的原铝以及铝加工材料方面的产量都呈现出了逐渐增加的趋势，铝合金材料及其产品也有了越来越高的出口量。但是由于我国的铝加工技术起步较晚，前期经验缺乏，发展也比较缓慢，很多技术都处在试用和研究阶段，现有加工技术存在很多弊端，在铝加工品质、效率、经济性和环保性等方面都有待进一步提升，所以铝加工技术的应用与发展研究至关重要。通过此方面的研究，可进一步促进我国铝加工技术的应用与发展，从而为我国铝制品生产加工质量的提升、应用需求的满足、出口量的增加奠定良好的技术基础，进一步促进我国铝加工产业以及整体社会经济的发展。

2 铝加工中的主要技术分析

2.1 铸造技术

所谓铸造技术，就是借助于一系列的转注工具，将与相关铸造要求相符的业态金属注入到设计好形状的铸模内，经冷却之后便可获得到设计形状与尺寸的金属铸造物的加工方法。在铝加工中，此项技术也非常适用。就目前来看，铝加工过程中的铸造技术主要包括以下几个方面：

第一是金属模铸造技术，也叫做硬模铸造技术，其主要方法是借助于一定的重力将熔融状态的金属浇筑到铸型中，将其制作成符合设计要求的铸件。该方法可使用型芯，将金属模所具有的急剧冷却功能加以科学利用，便可让铸件具有更好的紧密性。因此，该技术在铝合金铸造中得到了广泛应用。

第二是砂模铸造技术，其主要方法是用砂粒、黏土和其他的一些辅助材料进行模型制作，然后再应用此类模型进行铝制品铸造。在通过该方法进行铝加工的过程中，铸件需要在金属和铸型之间的相互作用下形成。将铝合金液体注入到制作好的铸型内，其热量便会传递给铸型，使其产生热作用、化学作用以及机械作用。在此过程中，要想实现优质铝合金铸件的获得，技术人员不仅要对其熔炼工艺做到充分掌握，同时也要读其型砂配比、造型和浇筑等各项工艺加以合理应用。

第三是熔模铸造技术，此项技术又叫做失蜡铸造技术，属于一种无分型形式的特殊铸造技术。其主要方法是采用易熔材料进行模样制作，将耐火材料涂在模样上，待其硬化之后再使其熔化并从模型中排出，从而实现无分型面形式的铸件获取。因为通过该方法加工成的铸件尺寸精度及其表面光洁度都非常好，所以此项技术又被叫做熔模精密铸造技术。在通过该技术进行铝加工的过程中，其主要工艺流程包括以下几个方面：①压型制造；②压制蜡模；③组装蜡模；④涂料浸润；⑤撒砂；⑥硬化和干燥；⑦脱蜡；⑧造型；⑨焙烧；⑩浇筑；⑪落砂和清理。

第四是压力铸造技术，其主要方法是借助于高温作用，让半液态或液态铝以非常高的速度将铸型型腔填充，并通过施压的方式使其快速凝固，从而实现铝铸件获取。将该方法应用到铝合金加工中，不仅具备很高的生产效率，同时其制品的质量、尺寸精度及其力学性能也都能得以良好保障。但是在该方法的具体应用中，也具有一定的不足存在，比如押注设备投资比较高、压铸过程中容易有气孔产生等，其技术水平与应用方法依然有待进一步提升。

第五是加氧压铸技术，该技术的主要应用方法是在压实以及型腔中冲入干燥的氧气，从而将其中的空气和其他气体取代，以此来进行铝铸件压铸。该方法在铝合金加工中比较适用，其主要原理是让铝合金制品在压制过程中和氧气产生化学反应，从而形成氧化铝，这样便可有效降低铝铸件铸造过程中的气孔产生数量，从而使其致密度和力学性能得以显著提升。

第六是压力铸造技术，该技术的主要应用方法是借助于反重力作用，让液态金属在型腔中达到平稳填充的效果，然后在高压作用下使其结晶，从而实现铝铸件的获得。通常情况下，其冲型压力应控制在20KPa～60KPa之间，因此我们将其叫做压力鋳造技术。该技术吸收并融合了重力鋳造技术中的底部浇筑平稳冲型方法以及压力铸造技术中的压力结晶凝固方法优势，让铝加工中的机械化生产更容易实现，且其浇筑系统也更加简单。经实践发现，通过该技术铸造的铝制品不仅具有致密的组织和优良的力学性能，且缩孔和气孔等的缺陷也非常少，外观更佳，比传统形式的重力铸造构件优越很多。凭借着这些优势，该技术在当今的复杂、精密铝合金产品铸造中非常适用。

2.2 塑性成型技术

在铝加工工艺中，塑性成型法技术也是一种关键的技术形式。此类技术主要是将铝以及铝合金所具备的良好塑性加以科学利用，将各种外力在一定的速度和温度条件下施加，从而让金属对于变形的抵抗作用得以有效克服，使其发生塑性变形，实现各种形状、尺寸、规格以及组织性能的铝材料或构件获得。就目前的铝加工产业来看，应用在其中的塑性成型技术主要包括以下几个方面：

第一是平辊轧制技术，该技术也叫做无槽轧制技术、孤边矩形轧制技术或者是圆边矩形轧制技术。在该技术的具体应用中，其主要方法是通过无槽轧辊进行铝合金制品的生产。该技术的应用优势有很多，包括设备使用寿命长、操作简单、成品变形均匀、表面缺陷可有效减少等。凭借着这些优势，此项技术在我国的铝加工产业中已经得到了非常广泛的应用，尤其是在铝箔卷、彩色铝板、彩色铝卷、冷轧铝带卷、连铸连轧铝板卷、热轧铝带卷、热轧铝厚板加工制造中，此项技术更是非常适用，且应用效果十分显著。

第二是型辊轧制技术，该技术就是在刻着轧槽的轧辊内进行各种铝质型材轧制。在通过该技术进行铝制品轧制的过程中，沿着轧辊宽度的铝轧件压下数量并不相同，因此其变形也会相对更加复杂一些。相比较平辊轧制技术而言，在通过该技术进行铝质板材的轧制中，一项最为显著的特征就是不均匀变形。目前，此项技术在异形铝制品加工中的应用也比较广泛，其主要的产品包括铝质花纹板、铝质压型板、铝质异型管、铝质冷轧管、铝质异形棒材、铝质异型材、铝质冷轧棒、铝杆以及铝质热轧棒等。

第三是挤压技术，该技术的主要应用方法是在挤压筒内装入锭坯，并通过挤压轴将一定的压力施加给金属，使其从设定好了尺寸和形状的模孔中被挤出，从而产生相应的塑性变形，获得到与设计要求相符的铝质挤压产品。在铝制品的压力加工中，挤压技术是一种最重要的技术形式，无论是在用途方面还是在产量方面，此项技术都具有很好的应用优势。目前，此项技术在铝加工中的应用十分广泛，尤其是在铝质线材、铝质型材、铝质管材、铝合金棒材以及其他的各种铝质复合型材料加工中，此项技术更是具有显著的应用优势。

第四是拉拔技术，具体应用中，该技术主要是将一定的拉力施加到金属坯料上，使其从设定好的模孔中通过，从而实现铝制品的获取，其横截面积的形状、尺寸都与设计好的模孔保持一致。该方法的主要应用优势是设备简单、制品表面光洁、尺寸精确等，在当今的铝质线材、铝质型材、铝质异形管材、铝质管材、铝质异形棒材、铝质棒材等加工中都非常适用。

第五是锻造技术，在此项技术的具体应用中，主要通过压力机或锻锤给铝质金属铸锭以及或者是锻坯施加压力，从而使其发生塑性形变。具体应用中，该技术的基本方法有两种，第一是自由锻造，第二是模锻造。前者具有灵活的工艺和简单的工具，其应用成本也比较低，可让金属坯料自由流动至各个方向，尺寸和形状主要通过操作者自身的技术来加以控制；后者在复杂铝制品锻造中比较适用，主要是在给定了形状与尺寸的模具中放入金属坯料，然后对其进行锻造。

第六是冷冲技术，具体应用中，该技术的主要方法是将设计好的模具安装到压力机上，在室温条件下将一定的压力施加在板料上，从而使其达到变形与分离效果。因此项技术大多应用在板料零件加工中，所以我们也将其称为板料冲压技术。冷冲压属于一种少切屑甚至无切屑形式的铝加工技术，通过该技术的合理应用，可以冲压出其他技术难以加工出或者是无法加工出的复杂形状构件，比如铝质纵梁构件、铝质汽车覆盖件以及铝质小型仪表零件等，其冲压尺寸精度非常高，质量十分稳定，却具有很高的生产效率。除此之外，冷冲技术在应用中也不需要进行加热处理，铝质材料表面上不会出现氧化皮，外观效果更好，其操作也更加方便，技术费用比较低。但是该技术在应用中也存在较大的变形抗力，所以通常只适合中小型铝合金构件的锻造。

2.3 深加工技术

在进行铝制品的加工过程中，深加工技术指的是在通过铸造法或者是塑性成型法进行铝制品加工之后，再对其半成品表面所进行的进一步处理，包括普通的表面处理、改性处理、电加工、机械加工、焊接等，或者是与弯曲、拉弯、冲切、剪断等冷加工方法相结合，从而对零件进行加工，使其从半成品转变为成品。通过深加工，可进一步提升铝产品的整体质量及其性能，并实现其用途与市场的进一步拓展，让铝产品具有更高的利润和附加价值，从达到综合利用甚至变废为宝的效果。

就目前的铝加工行业来看，应用在其中的深加工技术主要是表面处理技术。因为铝具有比较活泼的化学性质，抗腐蚀性能和耐磨性能都比较差，所以通过表面处理技术对其铝质构件进行深加工处理，便可对其起到有效的保护效果，并使其功能性及其装饰性得以显著提升，从而有效克服铝制品构件表面的性能缺陷，在延长其使用寿命的同时进一步扩大其使用范围。在当今的铝加工过程中，其表面处理的方法有很多，主要包括激光处理技术、离子注入处理技术、电镀处理技术、金属涂层处理技术、电泳涂漆处理技术、林华底漆处理技术、有机硅烷化处理技术、微弧氧化处理技术、阳极氧化处理技术、化学氧化处理技术、喷涂处理技术以及氧化上色处理技术等，具体应用中，相关企业与技术人员应根据铝制构件的实际情况及其实际应用环境等来进行表面处理技术的合选用。通过这样的方式，才可以有效确保铝制品的表面处理效果，满足其实际的深加工需求。

3 铝加工技术主要发展趋势分析

3.1 发展现状分析

随着现代化经济与科技的发展，铝材料以及铝合金材料在工业领域中得到了越来越广泛的应用，而其加工技术也备受关注。目前，铝加工已经成为了很多地区乃至于国家的支柱型产业。在这样的大环境下，我国的铝加工技术也实现了进一步的发展。总结起来，我国铝加工技术的主要发展现状包括以下几个方面：

第一，我国目前的铝加工企业数量越来越多，但是这些企业却缺乏自主创新能力，其铝加工技术也比较落后。随着近年来铝加工技术及其产品之间的国际竞争日益激烈，我国的很多铝加工企业也开始转变了原本的经营与发展观念，从注重产量转变为注重质量，在技术方面也实现了进一步的转型与创新，从而进一步提升了其国际市场竞争力与影响力。

第二，我国目前的很多铝加工企业在铝制品生产加工中的资源消耗比较严重，且会对环境产生很大程度的污染，部分铝加工企业的生产加工方式依然不够规范，不仅难以获得较高的加工效率，同时也会产生一些有毒有害污染物，从而造成很大程度的环境污染。对于我国的铝加工产业而言，与发达国家技术水平之间的差异是当今所面临的挑战，同时也是其未来发展的机遇。

第三，我国当今的铝加工产品产量和质量都在不断提升，但是其产业链却比较短，不具备足够强大的市场竞争能力，且产品存在很大程度的同质化现象，加之铝加工企业的数量和项目都在不断增加，产能过剩问题也进一步加大了该行业的市场竞争，从而使其利润呈现出了下降趋势。另外，由于我国铝加工技术依然达不到世界级的先进水平，相关技术与产品的研发能力比较弱，高端铝制产品所占的市场份额很小，这也是其面临的主要发展问题。

第四，针对铝加工行业所面临的机遇和挑战，我国也进行了新的标准发布，对相应的企业、技术以及产品质量等做出了全面的规定，这对于铝加工技术的创新以及相关行业的健康发展都十分有利。

3.2 发展趋势预测

从我国铝加工技术的发展现状来看，其未来的发展趋势主要应该包括以下几个方面：

第一，对产业进行重组和升级，将产能落后的技术和设备淘汰，对中小型铝加工企业进行合并，使其朝着专业化、大型化、集团化以及品牌化的方向发展，从而实现铝加工技术水平的提升，让传统铝加工技术应用中所面临的生产效率低、字眼消耗大、成本高等问题得以有效解决。

第二，对产业结构进行调整，让中高端铝制品的生产逐渐成为主流，并通过精细化的生产来实现其附加值产品的形成，同时应注重铝加工过程中的环保技术措施应用，从而实现铝加工行业的轻量化与节能环保发展，并实现铝制品性价比的进一步提升。

第三，对铝加工技术加以不断的研究与创新，通过新技术的研发与应用来创新铝加工生产模式，使其产业朝着技术创新型的方向发展。

4 结语

综上所述，在对铝制品进行加工的过程中，涉及到的技术形式有很多。因此，相关企业与技术人员一定要根据实际的生产需求来选择合理的技术形式，以此来实现铝制品的良好加工制作。同时，相关企业也应该充分意识到当今铝加工行业的主要发展现状与发展问题，并以此为依据，采取合理的措施来加快铝加工技术的发展，从而使其适应现代化社会的发展需求，为相关领域的铝质材料和产品应用质量提供保障。