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汽車車身鋁板的生產(chǎn)工藝、裝備及市場前景分析
在全球倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保的大形勢下，汽車產(chǎn)業(yè)的輕量化技術(shù)應(yīng)用被推上日程。汽車覆蓋件用鋁合金板材的應(yīng)用就是一種簡單有效的輕量化方式。汽車鋁板是高端鋁合金品種中的一種，由于其對(duì)使用性能（成形、連接等）及表面質(zhì)量的嚴(yán)苛要求，也給原材料的加工過程提出了更精細(xì)的控制管理要求。
汽車鋁板的生產(chǎn)流程如圖1所示。鋁液經(jīng)連續(xù)鑄造成不同規(guī)格的鋁坯，經(jīng)表面處理、加熱后進(jìn)行熱軋、卷取、冷軋成型，得到所需的厚度，隨后進(jìn)行連續(xù)退火熱處理得到所需的微觀精細(xì)組織和性能。
汽車鋁板材料生產(chǎn)有諸多的關(guān)鍵技術(shù)和難點(diǎn)，也將會(huì)對(duì)后續(xù)使用性能（沖壓、涂裝等）產(chǎn)生重要的影響。
縱觀汽車鋁板的生產(chǎn)工藝流程，從微觀組織角度可簡單歸結(jié)為兩個(gè)方面：潔凈性（化學(xué)冶金過程）和均勻性（物理冶金過程）。反映到實(shí)際大生產(chǎn)過程中就是對(duì)熔煉（鑄造）和軋制（熱處理）的控制過程。優(yōu)良的鋁液潔凈度和組織（織構(gòu)）均勻性，對(duì)后續(xù)汽車生產(chǎn)廠的沖壓成型和連接性能都有積極的作用。組織（織構(gòu)）的均勻性，既包括基體組織晶粒度的大小，也涵蓋有利于成型性的微觀織構(gòu)的比例。材料使用性能的宏觀外在表現(xiàn)，是基于其微觀內(nèi)在本質(zhì)。對(duì)微觀組織及織構(gòu)的合理控制，可以得到所需的宏觀性能。
鑒于原材料鋁廠與汽車廠生產(chǎn)時(shí)間的不匹配問題，相間的過程會(huì)發(fā)生汽車鋁板的自然時(shí)效，影響到后續(xù)的成型。為解決此問題，國內(nèi)外材料工程師對(duì)該過程的理論機(jī)理進(jìn)行了深入系統(tǒng)研究，提出了預(yù)時(shí)效/預(yù)應(yīng)變處理工藝。通過原材料廠固溶處理后預(yù)時(shí)效的工藝過程，可以減緩板材運(yùn)輸和存儲(chǔ)過程中的自然時(shí)效問題，從而在沖壓過程中具備更好的成型性。
對(duì)鋁板表面的合理處理，有利于后續(xù)的涂鍍處理。表面處理主要為對(duì)冷軋態(tài)進(jìn)行處理，分為光面（Mill Finish，MF）、電火花鈍化（Electron Discharge Texture，EDT）和電子束鈍化（Electron Beam Texture，EBT）處理。
二、車身鋁板的工藝裝備
汽車鋁板生產(chǎn)的核心技術(shù)在連續(xù)退火熱處理和表面處理，加熱爐、熱軋機(jī)、卷取機(jī)、冷軋機(jī)和氣墊式連續(xù)熱處理爐。現(xiàn)代生產(chǎn)線的熱軋機(jī)一般包括一個(gè)可逆開坯軋機(jī)和一個(gè)緊隨其后的高速精軋機(jī)組，冷軋機(jī)一般為單機(jī)架可逆式。熔煉、熱軋和冷軋過程與常規(guī)的鋁板生產(chǎn)過程并無明顯區(qū)別，所以對(duì)相應(yīng)設(shè)備無特殊的要求。
連續(xù)退火熱處理過程選用的氣墊爐，設(shè)備主要包括開卷機(jī)、脫脂箱、干燥箱、加熱區(qū)、冷卻區(qū)、卷取機(jī)等，爐內(nèi)的靜動(dòng)氣流像墊子一樣把板帶材支撐起來，同時(shí)實(shí)現(xiàn)加熱或冷卻。鋁板在爐內(nèi)穩(wěn)定的漂浮在一定的高度，用氣流的速度來保證與鋁板實(shí)現(xiàn)高速的熱交換。通過控制鋁板在爐內(nèi)的運(yùn)行速度、所受的張力和爐溫爐壓，來實(shí)現(xiàn)鋁板的固溶處理工藝。
氣墊爐加熱區(qū)，國外高水平固溶處理的爐溫精度可以控制在±1.5℃，相應(yīng)的板溫在±2℃，而國內(nèi)氣墊爐爐溫控制精度在±3℃。目前國內(nèi)廠家生產(chǎn)的設(shè)備尚不能滿足生產(chǎn)汽車板所需的精度要求，整條汽車板生產(chǎn)線設(shè)備均需進(jìn)口。軋機(jī)的主要國外生產(chǎn)廠家為德國施羅曼西馬克公司(ＳＭＳ)與曼內(nèi)斯曼德馬克公司(Ｄｅｍａｇ)合并成立的SMSDemagAG公司，為鋼鐵、鋁材、銅業(yè)界在整套設(shè)備、工程方面世界性的領(lǐng)先者。連續(xù)式氣墊爐的生產(chǎn)廠家主要為美國Surface公司。
三、國內(nèi)外鋁板供應(yīng)商的產(chǎn)能規(guī)劃及未來汽車市場預(yù)測國外汽車鋁板的產(chǎn)能ABS生產(chǎn)企業(yè)共19個(gè)廠，總生產(chǎn)能力246萬噸。主要分布情況：
目前國內(nèi)鋁板的總產(chǎn)能約為91.5萬噸，其分布如圖6所示。其中國外公司諾貝麗斯、神戶制鋼和愛勵(lì)國際三家公司的產(chǎn)能占到國內(nèi)總產(chǎn)能的三分之一多，由于其具有深厚的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)及行業(yè)背景，相比于國內(nèi)廠家，更容易取得汽車產(chǎn)業(yè)的行業(yè)認(rèn)證。
國內(nèi)汽車鋁板生產(chǎn)企業(yè)大都沒有相關(guān)的行業(yè)背景及技術(shù)基礎(chǔ)，仍處于仿制國外階段，在理論機(jī)理及技術(shù)上處于劣勢。但國內(nèi)鋁生產(chǎn)廠家大都與國內(nèi)自主品牌的汽車廠家具有良好的合作基礎(chǔ)，在價(jià)格上也具有一定的優(yōu)勢，同時(shí)可操作性強(qiáng)，更能夠根據(jù)汽車廠家的實(shí)際需要進(jìn)行量身定做。
無論是從國家戰(zhàn)略高度的需求，還是國內(nèi)生產(chǎn)廠家的技術(shù)實(shí)力來看，汽車鋁板的批量應(yīng)用是毫無疑問的。國內(nèi)市場的需求量也是驚人的，這也是國外相關(guān)企業(yè)入主的原因所在。為迎合汽車輕量化需求，將演化出眾多的替代材料，其中鋁是能長期挑戰(zhàn)鋼鐵的強(qiáng)大對(duì)手。鋁的大量應(yīng)用受到原材料和制造成本高、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、回收和管理等因素的限制，隨著各項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，這種限制將會(huì)取得突破。
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