建筑鋁材的表面處理
　　建筑鋁材是一類裝飾性的結(jié)構(gòu)材料,為了提高其裝飾效果,增強抗腐蝕性能與延長使用期限,除個別情況外,都要經(jīng)過表面處理。因此,表面處理成了生產(chǎn)建筑鋁型材的一道必不可少的極為重要的工序。表面處理的方法很多,可根據(jù)材料的不同用途采用相應(yīng)的表面處理方法。常用的商業(yè)化表面處理方法有:陽極氧化著色法,靜電粉末噴涂法,氟碳噴涂法,電泳涂漆法,化學(xué)著色法,水紋處理法等。
　　中國建筑鋁型材擠壓企業(yè)除少數(shù)幾個廠外都有自己的表面處理生產(chǎn)線,中國有8家專業(yè)化的鋁型材表面處理企業(yè),都在廣東省。
　　熔煉與圓錠鑄造
　　熔煉與鑄造在建筑鋁型材生產(chǎn)過程中是一道關(guān)鍵性的工序,對型材的力學(xué)性能與表面性能起著決定性的作用。因此,各個企業(yè)對合金化、熔化、凈化與均勻化處理都極為重視。
　　目前,中國約有70%建筑鋁型材是用同水平熱頂鑄造系統(tǒng)生產(chǎn)的錠擠壓的,有引進(jìn)的世界先進(jìn)的美國鑄造機17臺,其中南平鋁廠的為全自動化的,興發(fā)鋁型材廠有限公司于1989年率先引進(jìn)這類設(shè)備。中國現(xiàn)在已基本上掌握了這類設(shè)備的制造技術(shù)與圓錠的鑄造工藝。2008年中國約有155臺國產(chǎn)化的同水平熱頂鑄造機。
　　中國還引進(jìn)了5臺英國黑格慕林公司的內(nèi)導(dǎo)式液壓鑄造機。全國圓錠鑄造機的總生產(chǎn)能力達(dá)6000kt/a,有約1200套熔煉靜置爐組。
　　中國建筑鋁型材擠壓企業(yè)有熔煉靜置爐蓄熱式的并不多,約占38%,其余的不能回收余熱,前者的熱效率高,可達(dá)55%,后者的較低,有的還不到30%。因此,行業(yè)的平均熱效率近45%,比工業(yè)發(fā)達(dá)國家的65%以上低得多,但比國內(nèi)整體能源33%又高不少。
　　中國大多數(shù)擠壓廠有熔煉車間,全國約有85%以上的圓錠是擠壓廠自己生產(chǎn)的,而工業(yè)發(fā)達(dá)的國家有70%以上的圓錠由鋁電解廠或?qū)I(yè)熔鑄廠生產(chǎn)。國內(nèi)這種局面必需加以改善。大部分?jǐn)D壓圓錠有鋁電解廠生產(chǎn)能提高行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益,節(jié)約能源與原材料,對環(huán)境保護(hù)也是大有裨益的。目前,中國有一批大型鋁廠已建成或正在建設(shè)高技術(shù)的圓錠鑄造車間。
　　模具
　　模具是擠壓鋁型材最關(guān)鍵的設(shè)備之一,價格約占鋁材制造成本的8%。延長模具壽命對降低生產(chǎn)成本有重要意義。中國的大中型建筑鋁型材擠壓廠大多自己有模具制造車間,但一些中型企業(yè)與幾乎所有的小企業(yè)的模具是外購的或包給專業(yè)模具制造企業(yè)制造。中國有275家建筑鋁型材企業(yè)不生產(chǎn)模具,占企業(yè)總數(shù)的49.11%。
　　中國在模具的材料、設(shè)計、制造、表面處理、修模技術(shù)與尺寸檢測技術(shù)、壽命等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的還有較大差距,CAD/CAM技術(shù)用得還不普遍,模具平均壽命只有6、7噸,與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的20t以上相差甚遠(yuǎn)。影響模具壽命的因素很多,諸如剛才成分與制造方法、設(shè)計、表面處理、修模技術(shù)等都有或大或小的關(guān)系。因此,提高模具壽命是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程,需要作較長時間的開發(fā)。
　　斷熱冷橋節(jié)能窗鋁合金型材
　　近幾年來,在中國建筑市場上節(jié)能的塑鋼門窗得到迅速發(fā)展,已占到市場份額的35%以上。由于門窗框面積約占整個門窗面積的30%,所以,為達(dá)到有效的節(jié)能保濕目的,門窗框材料的選用顯得十分重要。早在20多年錢歐美諸國就開發(fā)出了很有成效的節(jié)能鋁門窗料:斷熱冷橋鋁門窗框型材,其節(jié)能性能毫不遜于塑鋼。
　　自20世紀(jì)90年代初以來,中國已引進(jìn)了隔熱鋁型材生產(chǎn)線,生產(chǎn)能力約420kt/a。生產(chǎn)這種型材的工藝有:滾壓法與灌注法。前者占主導(dǎo)地位。滾壓法的隔(斷)熱條是帶強化玻璃纖維的聚酰胺尼龍66,其強度與鋁合金6063的相當(dāng),不僅有高的隔熱性能,而且可以用于固定螺釘;注膠法用的膠為非聚合物。
　　建筑鋁型材與工業(yè)鋁型材之比
　　擠壓鋁型材一般按用途分為兩大類:一是建筑與結(jié)構(gòu)鋁型材,二是工業(yè)鋁型材。“建筑”主要是指門、窗、護(hù)欄、幕墻等類用途的型材;而“結(jié)構(gòu)”則是指體育館、機場候機廳、機庫、倉庫等房頂?shù)氖芰?gòu)架、活動房、橋梁、街道與高速公路等的有關(guān)設(shè)施框架。工業(yè)型材則是指除建筑與結(jié)構(gòu)用途以外的其他一切用途用的鋁型材。
　　據(jù)調(diào)查顯示,中國工業(yè)鋁型材占的比例為28%。隨著中國工業(yè)的高速發(fā)展,工業(yè)鋁型材占的比例會越來越大,預(yù)計2012年可能占到45%或更高一些。不過,至少在可預(yù)見的時期內(nèi)沒有達(dá)到70%的可能性。
　　按國際慣例,擠壓鋁型材的工業(yè)用途分為:交通運輸,耐用消費品,電子設(shè)備,機器及裝備,容器及包裝等。在中國將擠壓鋁型材分為建筑材及工業(yè)材是合理的。
　　時效處理
　　建筑鋁型材是用AL-Mg-Si系合金擠壓的,都要經(jīng)過人工時效處理。全國建筑鋁型材生產(chǎn)企業(yè)約有1350臺時效爐,總處理能力約4500kt/a。中國處理6063型合金型材的制度多為200℃保溫1.5h~2h,而不是采用175℃保溫8h的最佳制度,雖然力學(xué)性能可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求,但合金的性能潛力并未得到充分發(fā)揮。另外在擠壓機淬火時的冷卻速度也普遍不夠,即型材離開最后一臺風(fēng)機時的溫度大多在300℃以上。
　　擠壓鋁型材產(chǎn)量
　　1979年~2008年,這30年間中國擠壓鋁型材及建筑鋁型材的產(chǎn)量年平均增長率為38.28%,真正保持了持續(xù)、穩(wěn)定高速發(fā)展的態(tài)勢,在世界鋁擠壓工業(yè)發(fā)展史上是絕無僅有的。
　　改革開放30年,中國擠壓鋁型材的總產(chǎn)量為39.544.385kt,其中建筑擠壓型材的總產(chǎn)量28475.135kt,工業(yè)擠壓型材產(chǎn)量11069.25kt,建筑擠壓性材產(chǎn)量占擠壓型材產(chǎn)量的72.0%,其他各種工業(yè)擠壓型材占總型材總量的28%。如果將擠壓管材也計算在內(nèi),則工業(yè)擠壓材占的比例會大一些。
　　擠壓鋁型材進(jìn)出口量及表觀消費量
　　1984年~2008年中國擠壓鋁型材的表觀消費量總體呈上漲趨勢,截止到2008年中國擠壓鋁型材的產(chǎn)量為7553.472kt、進(jìn)口量為62.035kt、出口量為262.730kt、凈進(jìn)口量為-200.695kt、表觀消費量為7352.777kt。由于受世界金融危機影響,2008年的凈出口量同比下降。
　　中國曾于上世紀(jì)80年代后期及90年代初出現(xiàn)過凈出口國現(xiàn)象,但從2001年起中國成為鋁型材持續(xù)性凈出口國,而且隨著中國加入WTO與中國鋁型材市場競爭力的提高以及對外貿(mào)易力量的加強,型材凈出口量會逐年增加。
　　2008年中國出口鋁型材的平均價格為2921.09美元/t,進(jìn)口鋁型材的平均價格為3289.52美元/t,進(jìn)口鋁型材的平均價格比出口的高12.7%,可見進(jìn)口的都是附加值較高的或國內(nèi)目前還不能生產(chǎn)的高技術(shù)精密鋁合金工業(yè)鋁材。不過進(jìn)出口鋁型材價格差別不大,表明中國鋁型材品質(zhì)在全面趕上世界先進(jìn)水平。
　　從上世紀(jì)90年代中期以來中國一直是鋁門窗及其框架、門檻與鋁結(jié)構(gòu)件的凈出口國,而且凈出口量逐年增加,1998年的凈出口量41.064kt,2008年的為553.928kt,10年間增長了12.5倍,年平均增長了31.52%。
　　1999年進(jìn)出口鋁門窗等的單價差為3559美元/t,而2008年的此值為3999美元/t;可是,1999年進(jìn)口鋁門窗等的單價比出口門等的單價高172.8%,而2008年的比值縮小到107.8%。由此可得出,進(jìn)口鋁門窗的附加值遠(yuǎn)高于出口產(chǎn)品的,但此附加值在迅速下降,說明中國產(chǎn)品的品質(zhì)在大幅度提高。
　　蜂窩板、裝飾板與箔材
　　實際上蜂窩板、鋁塑板、單板都是裝飾板,都可以用作建筑物的內(nèi)外裝飾材料,都可以作幕墻板。
　　蜂窩板
　　鋁合金蜂窩建筑板由三層組成:表層為厚1.0mm~1.2mm的1XXX系合金、3XXX系合金或5052合金板,底板為0.8mm厚的1XXX、3XXX或5052合金板,中間層為鋁箔或玻璃鋼蜂窩,但多為鋁箔蜂窩。這3層涂膠(粘接劑)后經(jīng)熱壓粘合而成。鋁合金板為不燃性材料,具有更高的抗風(fēng)壓變形性能,能在更長的時間內(nèi)保持建筑物原外形的平整及輪廓清晰,它的平整性能比其他材料(鋁塑復(fù)合板、鋁合金單板)的都好,也就是在風(fēng)壓試驗后的列余變形量最小。
　　鋁合金蜂窩板的面板漆膜應(yīng)滿足業(yè)務(wù)試驗、耐水試驗、耐化學(xué)物試驗、附著力試驗、耐倏性試驗(500h人工老化)的各項指標(biāo)。
　　蜂窩板的殘余變形量明顯小于其交兩種板材的,價格高于鋁塑復(fù)合板的而低于鋁合金單板,但由于蜂窩板通常按設(shè)計定尺生產(chǎn),無現(xiàn)場加工,易安裝,所以它的綜合價格幾乎與鋁塑板相當(dāng)。鋁合金蜂窩板的性價比比其他兩種板的都高,有取代鋁塑板地趨勢。中國已成為鋁合金蜂窩板生產(chǎn)與消費大國,也是一個凈出口大國,有一批國際市場競爭力很強的鋁合金蜂窩板生產(chǎn)企業(yè),不但出口到東南亞與海灣地區(qū)市場,而且進(jìn)入西歐與北美市場。
　　鋁箔
　　建筑工業(yè)的鋁箔有:彩涂塑復(fù)合板用的裝飾箔、百葉窗厚箔、絕熱用的箔及包裝管道用的,以及制造排油煙柔性管的鋁箔等等。中國是全球生產(chǎn)這類鋁箔的大國,關(guān)于它的消費量、產(chǎn)量及進(jìn)出口量無統(tǒng)計數(shù)據(jù)可查,但據(jù)筆者的調(diào)查與匡算,2008年的產(chǎn)量約200kt,凈出口約16kt,國內(nèi)表觀消費量約184kt。中國建設(shè)了一些世界級彩涂裝飾箔生產(chǎn)企業(yè),其中生產(chǎn)線條數(shù)在10條以上的就有4家,還有30多家較小的彩涂裝飾箔生產(chǎn)企業(yè),總生產(chǎn)能力達(dá)到120kt/a以上。
　　裝飾鋁箔厚度一般為0.03mm~0.08mm,為了降低成本在向厚度更薄的方向發(fā)展,成品寬度有1040mm、1240mm,合金主要為1145、1100、8011等。鋁塑復(fù)合板是一種裝飾材料,以美觀、耐用為基礎(chǔ),對鋁箔的表面品質(zhì)、組織、性能與板形等有嚴(yán)格要求,其中板形好壞更是關(guān)鍵指標(biāo),板型好、表面平整的鋁箔與塑料復(fù)合時,粘合力大,復(fù)合均勻,反之,粘合力小,甚致有些地方粘合不上。作為表層(面板)的鋁箔,表面色度應(yīng)均勻,組織應(yīng)致密,表面不得帶油,因此應(yīng)嚴(yán)格控制成品道次軋制的鋁箔表面帶油量,表面不得有條紋缺陷等。
　　不同厚度鋁箔都在建筑中獲得應(yīng)用,厚箔除前述的應(yīng)用外,還用于制造百葉窗簾,鋁合金窗簾的各項性能比竹簾及塑料簾的優(yōu)越得多,在高檔房間、別墅與住宅中的用量會越來越多些。
　　據(jù)估測,2008年中國窗簾、隔熱、排煙排氣柔性管、管道包裹等用的各種鋁箔的用量為60kt,不過今后10多年內(nèi)的年平均增長率可達(dá)14%,同時鋁合金窗簾有較大的出口潛力。