超高强度铝合金及其产业化项目投资立项申报材料

表飞机主要部位选用材料部位选用的材料机身上机身用，中央翼盒，襟翼肋，上地板梁，后舱门，吊舱钛合金，密封隔板用，机身地板桁条，机身气密舱的球面框用的硬质泡沫芯。

蒙皮挤压框，上壁板，门，铰链，下层梁纤维座椅滑轨主层梁货物舱门梁座椅轨道下壁板焊接机身蒙皮曲面舱门壁板和焊接机身下壁板主翼盒上蒙皮分析国际主要大型民用客机制造企业的机型可以看出，超高强度铝合金作为飞机的结构材料仍然占据着非常重要的地位。

结合我国大力发展民用大型客机的总体形势可以看出，超高强度铝合金在航空领域也是有着很广阔的市场应用前景。

近年，我国系列神舟号宇宙飞船的发射升空。

尤其将杨利伟等航天员送上太空，中国的航天技术达到了个新的水平。

正在建设嫦娥号空间站北斗卫星导航系统等都可以看出中国在航天领域的发展正如火如荼。

复合材料在航天结构上的应用扩大，铝合金在以固体火箭发动机为动力的战略导弹上的应用明显减少。

但在今后相当长时问内，超高强度铝合金仍然是运载火箭宇宙飞船和空间站等航天器的主体结构材料，也是导弹等武器系统的重要结构材料之。

目前国内外飞船航天飞机起结构件还是以铝合金为主。

超高强度铝合金在建筑行业中的应用随着建筑材料中绿色材料减少材料使用量可回收要求的提高以及建筑行业中门窗面积的增大，尤其是在些体育场馆展览会场的建设中，轻质超高强度铝合金型材的需求将十分大。

项目所开发的超高强度铝合金，可以应用于建筑业中需求轻质超高强度高塑性型材的场合，如体育场馆展览会馆临时性住宅等的结构用材，还可应用于有定承载要求的铝合金建筑门窗和玻璃幕墙，阳台护栏，广告牌交通桥梁设施。

由于研发的超高强度铝合金的轻质高强度特性，将大大降低建筑物的整体重量，简化建筑结构，减少建筑用材由于材料的高塑性特性，将进步使建筑的外观结构多样美观化由于材料良好的耐腐蚀性能，将减少建筑的维护成本。

同时，由于铝合金材料易于回收，将减少建筑垃圾，美化环境。

从而大大降低建筑行业的能耗，实现节能减排的目标。

超高强度铝合金在其它行业中的应用超高强度铝合金具有高强度高硬度低密度优异的抗腐蚀性能等特点，使得其在促进节能减排，降低单位能耗和增加经济效益方面具有不可忽视的重要市场地位。

其不仅可以应用在汽车航空航天建筑等领域，而且可以应用于自行车纺织工业模具等行业中。

设计工作的依据和范围设计工作的依据根据安徽科皖特种铸造有限公司的地理位置公司现有设备技术和当地人文社会情况国家关于有色金属生产过程中的相关标准主要有铝加工厂建设标准铝加工厂工艺设计规范以及国家关于实施节能减排战略和环境保护的规定等作为本设计的依据设计工作的范围设计工作的范围为安徽科皖特种铸造有限公司投资兴产超高强度轻质铝合金生产线车间的总平面布置工艺流程设备的选型以及水电力节能环保消防投资估算和整个项目的经济效益分析。

主要结论安徽科皖特种铸造有限公司投产超高强度铝合金是扩大产业规模转化现有产业优势持续发展企业的需要。

同时也是建立在国家大力发展汽车航空航天总体趋势的需要和国家对于节能减排减少单位能耗的强烈要求下应时应势而为的。

安徽科皖特种铸造有限公司注重人才的培养重视技术在生产中所占的比重，时常和国内外知名院校的教授学者请教科学文化知识定期举办技术交流研讨会。

在工作和生活上对于技术人员都给以了极大地支持和鼓励。

年产吨超高强度铝合金制品的生产线采用的现有成熟的技术和经实践证明具有优越的生产效能的新设备。

在技术上本项目是可行的。

根据工程建设方案的制定及其投资分析，本项目的中投资为人民币万元。

投资建设期为年。

本项目财务效益良好，全部投资所得税前内部收益率为所得税后内部收益率为投资回收期全部投资所得税前为所得税后为主要问题和建议本项目建成投产后，其机械化水平和自动化水平高，另外由于采用的是新工艺新设备。

因此建议在本项目投产以前加强技术工人的培训和管理人才的支持。

本项目的建设和投产需要当地政府的大力配合和支持。

第二章企业概况安徽霍山科皖特种铸造有限责任公司坐落在皖西革命老区霍山县，紧靠风景秀丽的新中国第坝佛子岭水库和大别铝合金在锻造时通常具有以下些特点可锻性几乎所有锻造用的铝合金都有较好的塑性。

低碳钢可以锻出的各种形状的锻件，用铝合金都可锻出来。

但是，般说来，由于铝合金的流动性差，在金属流动量相同情况，要比低碳钢需多消耗约的能量。

锻造温度范围窄铝合金的锻造温度范围般都在以内，少数高强度铝合金的锻造湿度范围甚至不到。

其变形温度基本上在之间。

由于铝合金的锻造温度范围很窄，所以般都采用能精确控制加热温度的带强制循环空气的箱式电阻炉或普通箱式电阻炉进行加热，温差控制在以内。

同时，为了保证适当的锻造温度，提高合金的塑性和流动性，改善合金的成形条件，用于锻造和模锻的工具或模具需要预热。

变形速度变形速度对铝合金工艺塑性的影响主要取决于合金加工硬化和再结晶软化速度之间的关系。

研究结果表明，大多数铝合金随着变形速度的增大，在锻造温度范围内的工艺塑性并不发生显著降低。

这是因为变形速度增大所引起的加工硬化速度的增加，没有使它超过该合金的再结晶速度。

但是，些化学成分比较复杂的铝合金，随着从动载变形锤上改为静载变形压力机，工艺塑性便要下降。

般在低温范围内变形抗力对变形速度的变化不敏感，而在高温下锻造温度范围则比较敏感，变形速度增大，交形抗力增大。

根据变形速度对各类铝合金变形抗力影响的研究表明，当铝合金由压力机锻造改为锤上锻造时，变形抗力随着合金化程度的不同，大约增大了倍。

以上说明，铝合金可以在压力机上锻造，也可以在锤上进行锻造但是为了增大合金在锻造时的允许变形程度，提高生产率，减少变形抗力并改善金属充填型槽的流动性，选用压力机来锻造铝合金比锤要好些。

流动性差所谓流动性是指合金在外力作用下充填锻模型腔的能力，它主要取决于合金的变形抗力和外摩擦系数。

铝合金质地很软，外摩擦系数较大，所以流动性较差，模锻时难于成形。

导热性良好铝合金由于导热性好，加热时内应力小，且易于均匀热透，所以坯料可以直接装入接近始锻温度的高温炉膛内进行快速加热。

挤压坯料在不产生锻造裂纹的条件下，不必进行保温，但铸造坯料加热时需要保温。

本项目拟选用开式模锻，开式模锻是变形金属的流动不完全受模腔限制的种锻造方式。

开式模锻时，多余金属沿垂直于作用力方向流动形成毛边。

随着作用力的增大，毛边减薄，温度降低，金属由毛边向外流动受阻，最终迫使金属充满型槽。

开式模锻时，锻件的成形过程可以分为四个阶段如图所示第Ⅰ阶段自由变形或称镦粗变形阶段。

在这阶段，坯料在型槽中发生镦粗变形，对于些形状的锻件可能伴有局部压入变形。

当被镦粗的坯料与模膛侧壁接触时，表明此阶段结束。

此时变形金属处于较弱的三向压应力状态，变形抗力也较小。

第Ⅱ阶段形成毛边阶段。

第Ⅰ阶段结束后，由于金属流动受到模膛壁的阻碍，坯料在垂直于作用力方向的自由流动受到限制，继续压缩时，金属流动方向有两个，个平行于受力方向，流向模膛深处，个继续沿垂直于作用力方向流向毛边槽，形成少许毛边。

此时变形抗力明显增大，毛边桥部内侧的金属处于较强的三向压应力状态。

第Ⅲ阶段充满型槽阶段。

毛边形成后，随着变形的继续进行，毛边逐渐减薄，形成个阻力圈，使得金属流向毛边槽的阻力急剧增大。

当这个阻力大于金属流向模膛深处和圆角处的阻力时，迫使金属继续向模膛深处和圆角处流动，直到整个模膛完全充满为止。

此阶段变形金属处于更强的三向压应力状态，变形抗力急剧增大。

第Ⅳ阶段锻足或称打靠阶段。

通常坯料体积略大于模膛容积，因此，当模膛完全充满后，尚须继续压缩至上下模接触即打靠。

多余金属全部排入毛边槽，以保证高度尺寸符合要求。

这阶段变形仅发生在分模面附近的不大区域内，其它部位则在静水压力作用下压合空洞疏松或使变形体处于弹性变形状态。

此阶段由于毛边厚度进步减薄和冷却，多余金属由桥口流出的阻力很大，这时变形区处于最强的三向压应力状态，变形抗力也最大。

有研究表明，此阶段的压下量虽小于，它消耗的能量却占总能量的。

图开式模锻中金属流动过程的四个阶段为防止过热其始锻温度较低，模锻温度取。

模锻时模具通常是要加热，模具预热可使模具表面温度与坯料温度之间的温差降低，从而大大减少模具表层的热应力，延长了模其的寿命。

通常在的温度范围内，模具的综合机械性能最好。

在金属成形过程中，选择合适的润滑剂，可以有效的降低变形金属与模膛表面的摩擦和变形抗力，下降的幅度通常为，有时更大，而且有利于变形金属充满模膛和减少模具的磨损及断裂的危险。

可选用石墨机油作为润滑剂其石墨和机油的比例为原料锻造工段使用的原料是熔铸工段提供的毛坯。

根据本项目的具体情况和同类工厂的实际生产经验，锻造工段综合成品率为。

按照年产量，外加上零部件生产用锻件，共计。

年需毛坯量为，年返回废料量为。

所有返回的废料全部运至熔铸车间重熔。

锻造生产工艺采用自由锻模锻联合锻造工艺完成重型件生产，采用热模锻压力机机组完成中轻型件生产。

由于合金强度高零件形状复杂，成形困难。

在预制坯工序和终锻工序之间增加预锻工序，使预制坯经过预锻变形接近于终锻件的形状，以便保证终锻时，充满模膛过程中不出现折叠或裂纹等缺陷，同时也降低终锻对设备吨位的要求。

充满模膛并不出现折叠或裂纹等缺陷，同时也降低终锻对设备吨位的要求。

模锻工艺完成后，清除锻造过程中产生的毛边并根据成品工艺要求选择合适的表面清理，以清除生产过程中产生的污渍。

可参照如下工艺。

在含的水溶液中，于下浸渍。

立即在或更高温度的热水下冲洗。

浸人，体积百分比硝酸的水溶液中，以去除黑色沉淀物。

在的热水中漂洗锻造生产工艺流程详见图下料加热制坯预锻终锻成型切边热处理矫直机加工表面清理图锻造生产工艺流程图锻造主要设备选择本项目生产的锻件为超高强度铝合金锻件，壁合金强度高，变形过程困难。

而且合金本身锻造过程温度范围较窄，需要保温。

综合各方面因素拟选择国产热模锻压力机。

主要设备见表表锻造主要设备表序号设备名称主要技术性能数量备注热模锻压力机台感应加热炉台压力机配套设备闭式单点压力机台模锻锤台空压机台起重运输设