鋁的提煉與加工技術(shù)

目 錄
緒論 1
0．1 鋁加工產(chǎn)業(yè)總論 1
0．2 氧化鋁生產(chǎn) 1
0．3 原鋁電解生產(chǎn) 2
0．4 鋁合金熔鑄生產(chǎn) 2
0．5 鋁合金擠壓生產(chǎn) 4
0．6 鋁合金軋制生產(chǎn) 4
0．7 鋁合金表面處理技術(shù) 5
第1章 氧化鋁生產(chǎn) 6
1．1 鋁土礦及其他鋁礦石 6
1．1．1 鋁土礦 6
1．1．2 其他鋁礦石 7
1．2 氧化鋁生產(chǎn)方法概述 8
1．3 拜耳法的原理和基本工藝流程 9
1．3．1 拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的原理 9
1．3．2 拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的基本工藝流程 9
1．4 燒結(jié)法的原理和基本工藝流程 11
1．4．1 堿石灰燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁的原理 11
1．4．2 堿石灰燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁基本工藝流程 12
1．5 拜耳法赤泥分離和洗滌工藝流程 13
1．6 高壓溶出礦漿的稀釋 15
1．7 鋁酸鈉溶液晶種分解的機(jī)制 16
1．7．1 鋁酸鈉溶液晶種分解的機(jī)制 16
1．7．2 影響晶種分解過(guò)程的主要因素 17
1．8 氧化鋁焙燒 20
1．8．1 氫氧化鋁的鍛燒機(jī)制 21
1．8．2 焙燒的方法 21
第2章 電解鋁生產(chǎn) 23
2．1 鋁電解生產(chǎn)工藝 23
2．1．1 鋁電解工業(yè)生產(chǎn)采用霍爾―埃魯冰晶石―氧化鋁熔鹽電解法 23
2．1．2 鋁電解生產(chǎn)工藝流程 25
2．1．3 電解鋁所用的原料及質(zhì)量要求 26
2．2 鋁電解槽簡(jiǎn)介 29
2．2．1 鋁電解槽的發(fā)展 29
2．2．2 鋁電解槽的構(gòu)造 30
2．3 鋁電解生產(chǎn)環(huán)境保護(hù) 31
2．3．1 電解鋁生產(chǎn)有害煙氣對(duì)環(huán)境的影響 31
2．3．2 電解煙氣治理工藝與水平 32
2．4 精鋁生產(chǎn) 33
第3章 鋁及鋁合金的性能及分類(lèi) 35
3．1 鋁的基本特性與應(yīng)用范圍 35
3．2 鋁及鋁合金的分類(lèi) 37
3．3 變形鋁合金分類(lèi)及牌號(hào) 37
3．3．1 變形鋁合金的分類(lèi) 37
3．3．2 中國(guó)變形鋁合金的牌號(hào)及表示方法 38
3．4 中國(guó)變形鋁鋁合金狀態(tài)代號(hào)及表示方法 39
3．4．1 基礎(chǔ)狀態(tài)代號(hào) 39
3．4．2 細(xì)分狀態(tài)代號(hào) 40
3．5 ISO鋁合金的編號(hào)方法及其狀態(tài)代號(hào) 44
3．6 美國(guó)鋁合金的編號(hào)方法及其狀態(tài)代號(hào) 46
3．6．1 合金牌號(hào) 46
3．6．2 狀態(tài)代號(hào) 46
3．7 非熱處理型鋁合金的品種、狀態(tài)、性能與典型用途 48
3．7．1 純鋁系合金（1×××系） 48
3．7．2 Al-Mn系合金（3×××系） 49
3．7．3 Al-Si系合金（4×××系） 50
3．7．4 Al-Mg系合金（5×××系） 51
3．8 熱處理型鋁合金品種、狀態(tài)、性能與典型用途 54
3．8．1 Al-Cu系合金（2×××系） 54
3．8．2 Al-Mg-Si系合金（6×××系） 56
3．8．3 Al-Zn-Mg系合金（7×××系） 57
3．8．4 Al-其他元素合金（8×××系） 60
3．9 常用擠壓鋁合金及其特性 60
3．9．1 擠壓材常用鋁合金 60
3．9．2 幾種典型擠壓鋁合金及其特性 63
第4章 鋁合金的熔煉 71
4．1 鋁合金熔煉的配料及其計(jì)算 71
4．1．1 工業(yè)純金屬―新料 71
4．1．2 廢料―回爐料 72
4．1．3 配料計(jì)算 74
4．2 鋁合金熔煉 75
4．2．1 熔煉目的 76
4．2．2 熔煉特點(diǎn) 76
4．2．3 熔煉方法 77
4．2．4 碎屑的復(fù)化 77
4．3 熔煉過(guò)程中的一些物理化學(xué)行為 78
4．3．1 爐內(nèi)氣氛 78
4．3．2 熔融態(tài)鋁與氣體間的相互怍用 79
4．3．3 影響氣體含量的因素 82
4．4 鋁合金的熔煉工藝流程及操作 84
4．4．1 熔煉爐的準(zhǔn)備 84
4．4．2 熔煉工藝流程和操作 85
4．5 合金元素和雜質(zhì)含量控制 88
4．5．1 合金成分的控制 88
4．5．2 雜質(zhì)含量的控制 89
4．6 主要鋁合金的熔煉特點(diǎn) 90
4．6．1 軟鋁合金的熔煉 90
4．6．2 硬鋁合金的熔煉 91
4．6．3 鍛造鋁合金的熔煉 93
4．7 鋁及鋁合金熔體凈化處理 94
4．7．1 爐內(nèi)凈化處理 94
4．7．2 爐外凈化處理 96
4．7．3 爐外在線(xiàn)凈化處理新技術(shù) 97
4．7．4 鋁合金精煉過(guò)程注意事項(xiàng) 99
第5章 鋁合金鑄造 101
5．1 概述 101
5．2 鑄錠的結(jié)晶和組織 103
5．2．1 結(jié)晶過(guò)程的熱交換 103
5．2．2 鑄錠的結(jié)晶 104
5．2．3 結(jié)晶過(guò)程 107
5．2．4 鑄錠的典型結(jié)晶組織 108
5．3 晶粒細(xì)化 109
5．3．1 晶粒細(xì)化的一般原理 109
5．3．2 晶粒細(xì)化的途徑 110
5．4 鑄造工藝參數(shù)與鑄錠質(zhì)量的關(guān)系 110
5．4．1 冷卻速度 110
5．4．2 鑄造速度 111
5．4．3 鑄造溫度 112
5．4．4 結(jié)晶器內(nèi)的液面高度 113
5．5 鑄造工具 113
5．5．1 扁錠結(jié)晶器 113
5．5．2 圓鑄錠結(jié)晶器 114
5．5．3 液流轉(zhuǎn)注和控制工具 115
5．6 鑄造流程及操作 117
5．6．1 鑄造前的準(zhǔn)備 117
5．6．2 鑄造開(kāi)頭 118
5．6．3 鑄造過(guò)程中 119
5．6．4 收尾處理 119
第6章 鋁合金擠壓 121
6．1 鋁合金擠壓加工概述 121
6．1．1 擠壓生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展簡(jiǎn)況 121
6．1．2 擠壓成型的特點(diǎn) 122
6．1．3 擠壓方法的分類(lèi) 123
6．2 鋁合金擠壓的基本變形條件與工藝特點(diǎn) 125
6．2．1 鋁合金擠壓時(shí)金屬流動(dòng)特性 125
6．2．2 擠壓時(shí)金屬的流動(dòng) 126
6．2．3 縮尾與成層 126
6．2．4 影響金屬流動(dòng)的主要因素 127
6．2．5 影響擠壓力的主要因素 128
6．2．6 鋁合金擠壓制品的組織特性 128
6．3 鋁合金擠壓制品的力學(xué)性能 130
6．3．1 力學(xué)性能的不均勻性 130
6．3．2 擠壓效應(yīng) 131
6．3．3 影響擠壓效應(yīng)的因素 131
6．4 擠壓工藝參數(shù)的選擇 132
第7章 鋁合金板、帶軋制 137
7．1 軋制理論基礎(chǔ) 137
7．1．1 軋制的基本概念 137
7．1．2 軋件的咬入 139
7．1．3 寬展 142
7．1．4 軋制時(shí)的前滑與后滑 143
7．1．5 軋制速度與變形速度 144
7．1．6 軋制力與傳動(dòng)力矩 145
7．2 熱軋過(guò)程中的溫度變化 150
7．2．1 熱輻射引起的溫降 150
7．2．2 熱對(duì)流引起的溫降 151
7．2．3 因軋輥熱傳導(dǎo)引起的溫降 151
7．2．4 因變形功引起的溫升 152
7．3 鋁合金軋制坯料的準(zhǔn)備與質(zhì)量要求 152
7．3．1 鑄錠的制備 152
7．3．2 鑄錠銑面 153
7．3．3 鑄錠及包鋁板的蝕銑 154
7．3．4 鑄錠加熱 154
7．4 熱軋 155
7．4．1 熱軋制度的設(shè)計(jì) 155
7．4．2 熱粗軋、熱精軋軋制規(guī)程的制定 158
7．4．3 熱精軋張力控制 158
7．4．4 熱軋時(shí)的冷卻與潤(rùn)滑 159
7．5 冷軋 160
7．5．1 冷軋基本概念 160
7．5．2 鋁合金冷軋壓下制度 161
7．5．3 鋁合金冷軋張力 162
7．5．4 冷軋工藝潤(rùn)滑 163
7．5．5 冷軋軋制油的理化指標(biāo) 164
7．5．5 鋁及鋁合金薄板的精整技術(shù) 165
7．5．6 鋁合金板帶加工過(guò)程熱處理 169
7．5．7 制定鋁合金板帶工藝流程的原則 171
第8章 鋁合金的熱處理技術(shù) 172
8．1 前言 172
8．2 提高強(qiáng)度的熱處理 172
8．2．1 固溶和淬火處理 173
8．2．2 時(shí)效和析出處理 175
8．2．3 擠壓在線(xiàn)熱處理 176
8．3 改善加工性能的熱處理 177
第9章 鋁合金的表面氧化處理 180
9．1 裝飾性氧化 181
9．1．1 化學(xué)氧化 181
9．1．2 電化學(xué)氧化 183
9．2 硬質(zhì)陽(yáng)極氧化 187
9．2．1 硬質(zhì)陽(yáng)極氧化的特點(diǎn)、用途和類(lèi)型 187
9．2．2 硬質(zhì)陽(yáng)極氧化工藝 188
9．3 特種陽(yáng)極氧化 190
9．3．1 瓷質(zhì)陽(yáng)極氧化 190
9．3．2 陽(yáng)極氧化與絲網(wǎng)印刷工藝 193
9．4 染色與著色 196
9．4．1 吸附染色法（即化學(xué)染色法） 196
9．4．2 電解著色 198
9．4．3 整體發(fā)色法（或一步電解發(fā)色法） 200
9．5 封閉處理 201
9．5．1 熱水封閉 201
9．5．2 蒸汽封閉 201
9．5．3 鹽溶液封閉 201
參考文獻(xiàn) 203