第一节 镀铝产品定义及基本属性
一、产品定义、性能
1、定义
镀铝是金属和非金属表面处理的一种。金属镀铝主要是镀铝板材、带材。非金属镀铝主要是镀铝膜、镀铝纸等。
镀铝板是指在碳素钢板带上镀覆铝或铝合金制成的表面处理钢板。镀铝方法有真空蒸镀、热镀和电泳等多种，其中热镀法成本较低，应用最广。
2、性能
镀铝钢板有良好的耐热性、热反射性、耐腐蚀性，其机械性能与物理性能优于冷轧钢板。由于镀铝钢板的性能优越，已被广泛应用于我们的日常用品之中。如汽车消声器、家用电器等。
二、产品所属行业界定
镀铝板：镀铝钢板是铝硅合金镀层的钢板，其中铝含量为90％，硅10％。具有优异的耐大气腐蚀性，是镀锌钢板耐蚀性的3～6倍。在建筑工程中用于外装修，如幕墙工程等。
镀铝钢板特点：镀铝钢板具有极佳的耐高温性（550度）、镀铝钢板可反射80%的入射热量、镀铝钢板的机械强度与其基材的机械强度一致、镀铝钢板对化学腐蚀有极强的耐蚀性、可进行拉伸、冲压、拉管等成形加工、可用标准MAG 和TIG 焊接加工、可直接接触食物。
第二节 镀铝产品应用概况
一、产品主要应用领域
二、产品应用成熟度分析
镀铝行业生命周期图
热镀铝钢带是一种新型高效钢材，国外都将其作为钢铁业深加工、高附加值发展的主要方向，成为钢铁业的朝阳产业。特别是热镀铝钢带的在20世纪末、21世纪初出现了强劲的发展势头，它的产量已占国外镀层钢带市场总用量40％以上。所以镀铝产业正处于成熟发展期。略……
第三节 镀铝基本生产技术、工艺或流程
1、熔剂法
熔剂法是以使用专门的助浸熔剂为其主要工艺特点。其主要设备为前处理设备和后处理设备。前处理设备包括除油炉、酸洗槽和水洗槽。后处理设备包括烘干炉、浸铝设备和扩散炉。
熔剂法的流程：除油-酸洗-水洗-钝化(或助镀)-烘干-热浸渗铝-扩散-精整。
用熔剂法进行热浸镀铝，需将基材以碱、酸溶液进行除油和除锈处理，清除表面上的污垢和锈皮，然后在其表面先浸涂助浸渗熔剂，形成一层完整无隙的熔剂薄膜，以保护基材表面不被氧化污染。当被包覆这种熔剂薄膜的基材浸人熔融浸渗液中时，熔剂膜熔解并自行脱除，基材的清洁表面立即被浸渗液所润湿，便形成了镀层。
2、森吉米尔法
森吉米尔法是钢材的表面预处理按照顺序在氧化炉和还原炉中完成。还原炉中以高温辐射方式加热使钢材表面的氧化物被氢气还原，经过适当降温后，将钢材引人浸渗液中浸渗。主要工艺过程是：1)将基材送人氧化气氛的加热炉中，在400～500~C下使钢材表面的油脂和污物碳化除掉，或者变为在后续步骤中易于除掉的形态；2)将钢材送人还原炉中，在800～850~C下将存留在钢材表面上的氧化物还原除掉；3)经处理的钢材在还原气氛的保护下，直接送人浸镀的铝或铝合金的熔融的浸镀液中镀覆。由于这种方法是从热浸镀锌所用的森吉米尔工艺方法移植过来的，故也被称为森吉米尔热浸镀铝法。
3、其它方法
1)无氧化法。钢材首先进人一台燃气炉，通过调节煤气与空气的比例，使炉中气氛呈无氧化性；炉温高到足以引起钢材发生亚临界再结晶退火的程度。接着，钢材进人另一炉中，炉膛内由氢气和氮气形成轻度还原气氛，完成浸镀前处理过程，适当降温后浸人到浸镀液中进行浸镀。
2)无氧化还原法，即改良的森吉米尔法。就是采用氧化与还原过程作为清除钢材表面污物的主要手段。其主要的生产设备包括开卷机、焊接机、预热炉、冷却塔、酸洗槽、还原炉、镀铝锅、卷曲机等。在这种生产线上，将直接燃烧式无氧化加热炉和高温辐射还原炉联合使用，完成钢材浸镀前的表面准备。
4、工艺流程
真空喷镀工艺流程
第四节 镀铝新技术研发、应用情况
1、坩埚表面耐腐蚀处理以及其制造材料的研发
液体浸铝用坩埚多为20碳素钢。在镀铝过程中，铝液中的铝原子向坩埚基体内扩散，而坩埚的铁原子溶人铝液，其迁移速度相当快。壁厚10 mm 的不锈钢坩埚仅仅20 h坩埚壁就被浸蚀穿孔，成为工艺推广的一大障碍。曹学增等开发了较致密的镀铝涂料及刷涂工艺，用于普通钢制坩埚中，效果很好。这种涂料具有好的热稳定性，与铝液不反应，对坩埚内壁有很强的附着力，并能反复经受热冲击，可代替价格昂贵的A12N3。为了使热浸镀铝技术能够更为广泛地推广，坩埚表面耐腐蚀处理以及其制造材料的研发将会是以后研究的重点
2、镀铝钢产品应用
经过近20年的校厂联合研究与开发，华中科技大学开发的镀铝钢产品各项性能指标均达到国家标准，在化工、石油、电力等行业的近80家单位得到应用，取得了显著的经济效益。例如，某沿海炼油厂蒸馏装置的蒸发后冷换热器，其壳程为海水，管程为含H2S的不凝气和汽油，进口温度为20℃，出口为40℃；原来的碳钢管，仅能用14个月，改用镀铝钢后，经43个月的使用，400根镀铝钢管中只有14根开裂(由于加工质量问题引起)，其余管子内外表面镀铝层完好，使用寿命提高2倍以上。
第五节 镀铝国外技术发展现状
热浸镀铝钢材在发达国家研究时间较长，目前已有比较成熟的生产工艺，并进入稳定生产时期。在美国、日本等发达国家的应用范围非常广泛，目前己逐步建立并完善了镀铝钢的产品标准。对这种材料的焊接性能也进行了一定的研究，从六、七十年代开始陆续有一些研究成果发表。但是由于镀铝钢材的扩散层太薄，给研究工作造成了较大的困难，而且缺乏铁-铝系中各种中间相的结晶构造和其性能的确切材料，所以到目前为止众多学者对镀铝层的结构和组成还没有一致的看法，对焊接时由这些组织引起的问题也还有待进一步研究。
1972年，美国伯利恒钢铁公司开发出55％A1-Zn合金镀层板，一般情况下，热镀铝镀层为一种稳定的金属间化合物Fe2Al5，通常称之为11相，Fe l 层的厚度约为3Ixm-10Ixm，这种产品具有Al镀层的耐蚀性，还兼有zn的阴极保护性，在3l5℃长期使用不变色，通常作为以耐蚀为主要用途的钢带，投产后迅速扩展到其他国家。1976年，美国内陆钢铁公司开发出了Al—Ti合金镀层钢板，使镀铝钢带的使用温度可提高到850℃。热镀纯Al镀层钢带，通常作为以耐蚀为主要用途的钢带。热镀Al—Si镀层钢带，因含Si，耐高温性能好，国外通常将其作为以耐热为主要用途的钢带。
进入2l世纪，美钢联法具有电解脱脂．刷洗等前处理和全辐射加热退火等特点，因此目前热镀铝的改良森吉米尔法工艺已向美钢联法工艺发展。目前澳大利亚BHP公司将开发新型彩色镀铝锌钢板。略……
第六节 镀铝行业存在的问题及应对策略
一、存在问题
首先，国内生产镀铝钢板技术性问题较大、成本高、可靠性低、重复性强，导致应用面相对较窄；技术成果的产业化有待加强，规模化生产技术和工艺装备相对落后，急需改造；技术开发资金投入仍显不足。
其次，来自发达国家的竞争和国际贸易摩擦也是制约我国镀铝钢板发展的因素。目前我国镀铝钢板产业面临的挑战主要来自发达国家钢铁企业的市场竞争。
二、应对策略
为了解决行业存在的问题，建议如下：
1、广泛开展技术交流
尤其是密切注视国际镀铝钢板产业化的新动向，并将它与中国的实情相结合，在实现自己产业化过程中，加以提高。
2、加强与高等院校的联系
组织专家委员会或有实质工作内容的顾问团，对各主攻项目的立项，技术关键，研发中的难题，产业化后的效益分析等。进行讨论集思广益，以弥补当前各单位技术力量不足的弱势。
第七节 行业发展预测分析
一、产品需求特点发展预测
表面镀纯铝或铝合金的钢板具有良好的抗高温氧化性，可在500℃以下长期使用；具有优异的耐腐蚀性，能抗S02、H2S、CO2等工业大气、海洋大气和潮湿环境的腐蚀；具有良好的热反射性能，在高达500℃温度下仍能反射80％的辐射能，在相同的光照条件下，表面温度比不锈钢低90℃。
由于镀铝钢板兼有钢的强度和铝的耐蚀、抗氧化和热反射性能，所以在汽车工业、建筑业、家用电器等各个领域获得了广泛的应用，目前多用于制作汽车消音器、客车底层地板和压花的内部面板，用作金属建筑物的不涂漆屋面瓦楞板，各种烤炉、烘干机和空调装置等家用电器产品的箱体板。
二、产品市场格局发展分析
改革开放以来，我国钢铁工业高速发展，上世纪末，我国已成为世界四大钢铁生产国。实际上我国钢材品种以线材和型材为主，板材、管材较缺。镀铝钢板我国缺口非常大。
冷轧板带钢作为镀锌板基板，在我国国内需求自给率仅占54%，有46%需进口解决。据预测，今后10年内其年均需求量以17%的速度递增。冷轧板具有良好的轧制性能、光洁度、平整度、折边能力，通过轧制，可以得到厚度更薄、精度更高的冷轧带钢和钢板，同时具有冲压性能高和屈服点低的特点。产品广泛应用于汽车工业、家电、家具、轻工、建筑装饰、化工工业、制桶、文件柜、货架面板、五金、灯具等行业。冷轧钢板带市场缺口较大，市场前景广阔。
三、行业发展趋势分析
近年来，钢铁热浸镀铝生产工艺技术得到了迅速发展，其主要发展趋势是：
（1）生产工艺设备高速化、自动化和大型化；
（2）采用新技术装备，提高产品质量；
（3）研究开发新的镀层品种及相关工艺方法，以满足不同的市场需求。
今后热浸镀渗铝的研究应着重开展以下方面工作：
（1）开发出高效、节能、环保、无污染的覆盖剂及助镀剂配方，进一步完善热浸镀铝技术，更好的适应工业生产需求；
（2）对助镀剂及稀土元素的作用机理进行更细致深入的研究，增强人为可控能力；
（3）对已有的定性结果建立量化数学模型，为工业应用提供可靠的预测手段；
（4）从宏观模拟向微观模拟发展，模拟不同情况下镀渗层凝固组织的形成以及晶体的生长过程。略……
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