铝的提炼与加工技术

绪论 1

0.1 铝加工产业总论 1

0.2 氧化铝生产 1

0.3 原铝电解生产 2

0.4 铝合金熔铸生产 2

0.5 铝合金挤压生产 4

0.6 铝合金轧制生产 4

0.7 铝合金表面处理技术 5

第1章 氧化铝生产 6

1.1 铝土矿及其他铝矿石 6

1.1.1 铝土矿 6

1.1.2 其他铝矿石 7

1.2 氧化铝生产方法概述 8

1.3 拜耳法的原理和基本工艺流程 9

1.3.1 拜耳法生产氧化铝的原理 9

1.3.2 拜耳法生产氧化铝的基本工艺流程 9

1.4 烧结法的原理和基本工艺流程 11

1.4.1 碱石灰烧结法生产氧化铝的原理 11

1.4.2 碱石灰烧结法生产氧化铝基本工艺流程 12

1.5 拜耳法赤泥分离和洗涤工艺流程 13

1.6 高压溶出矿浆的稀释 15

1.7 铝酸钠溶液晶种分解的机制 16

1.7.1 铝酸钠溶液晶种分解的机制 16

1.7.2 影响晶种分解过程的主要因素 17

1.8 氧化铝焙烧 20

1.8.1 氢氧化铝的锻烧机制 21

1.8.2 焙烧的方法 21

第2章 电解铝生产 23

2.1 铝电解生产工艺 23

2.1.1 铝电解工业生产采用霍尔—埃鲁冰晶石—氧化铝熔盐电解法 23

2.1.2 铝电解生产工艺流程 25

2.1.3 电解铝所用的原料及质量要求 26

2.2 铝电解槽简介 29

2.2.1 铝电解槽的发展 29

2.2.2 铝电解槽的构造 30

2.3 铝电解生产环境保护 31

2.3.1 电解铝生产有害烟气对环境的影响 31

2.3.2 电解烟气治理工艺与水平 32

2.4 精铝生产 33

第3章 铝及铝合金的性能及分类 35

3.1 铝的基本特性与应用范围 35

3.2 铝及铝合金的分类 37

3.3 变形铝合金分类及牌号 37

3.3.1 变形铝合金的分类 37

3.3.2 中国变形铝合金的牌号及表示方法 38

3.4 中国变形铝铝合金状态代号及表示方法 39

3.4.1 基础状态代号 39

3.4.2 细分状态代号 40

3.5 ISO铝合金的编号方法及其状态代号 44

3.6 美国铝合金的编号方法及其状态代号 46

3.6.1 合金牌号 46

3.6.2 状态代号 46

3.7 非热处理型铝合金的品种、状态、性能与典型用途 48

3.7.1 纯铝系合金（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 热处理型铝合金品种、状态、性能与典型用途 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 常用挤压铝合金及其特性 60

3.9.1 挤压材常用铝合金 60

3.9.2 几种典型挤压铝合金及其特性 63

第4章 铝合金的熔炼 71

4.1 铝合金熔炼的配料及其计算 71

4.1.1 工业纯金属—新料 71

4.1.2 废料—回炉料 72

4.1.3 配料计算 74

4.2 铝合金熔炼 75

4.2.1 熔炼目的 76

4.2.2 熔炼特点 76

4.2.3 熔炼方法 77

4.2.4 碎屑的复化 77

4.3 熔炼过程中的一些物理化学行为 78

4.3.1 炉内气氛 78

4.3.2 熔融态铝与气体间的相互怍用 79

4.3.3 影响气体含量的因素 82

4.4 铝合金的熔炼工艺流程及操作 84

4.4.1 熔炼炉的准备 84

4.4.2 熔炼工艺流程和操作 85

4.5 合金元素和杂质含量控制 88

4.5.1 合金成分的控制 88

4.5.2 杂质含量的控制 89

4.6 主要铝合金的熔炼特点 90

4.6.1 软铝合金的熔炼 90

4.6.2 硬铝合金的熔炼 91

4.6.3 锻造铝合金的熔炼 93

4.7 铝及铝合金熔体净化处理 94

4.7.1 炉内净化处理 94

4.7.2 炉外净化处理 96

4.7.3 炉外在线净化处理新技术 97

4.7.4 铝合金精炼过程注意事项 99

第5章 铝合金铸造 101

5.1 概述 101

5.2 铸锭的结晶和组织 103

5.2.1 结晶过程的热交换 103

5.2.2 铸锭的结晶 104

5.2.3 结晶过程 107

5.2.4 铸锭的典型结晶组织 108

5.3 晶粒细化 109

5.3.1 晶粒细化的一般原理 109

5.3.2 晶粒细化的途径 110

5.4 铸造工艺参数与铸锭质量的关系 110

5.4.1 冷却速度 110

5.4.2 铸造速度 111

5.4.3 铸造温度 112

5.4.4 结晶器内的液面高度 113

5.5 铸造工具 113

5.5.1 扁锭结晶器 113

5.5.2 圆铸锭结晶器 114

5.5.3 液流转注和控制工具 115

5.6 铸造流程及操作 117

5.6.1 铸造前的准备 117

5.6.2 铸造开头 118

5.6.3 铸造过程中 119

5.6.4 收尾处理 119

第6章 铝合金挤压 121

6.1 铝合金挤压加工概述 121

6.1.1 挤压生产技术的发展简况 121

6.1.2 挤压成型的特点 122

6.1.3 挤压方法的分类 123

6.2 铝合金挤压的基本变形条件与工艺特点 125

6.2.1 铝合金挤压时金属流动特性 125

6.2.2 挤压时金属的流动 126

6.2.3 缩尾与成层 126

6.2.4 影响金属流动的主要因素 127

6.2.5 影响挤压力的主要因素 128

6.2.6 铝合金挤压制品的组织特性 128

6.3 铝合金挤压制品的力学性能 130

6.3.1 力学性能的不均匀性 130

6.3.2 挤压效应 131

6.3.3 影响挤压效应的因素 131

6.4 挤压工艺参数的选择 132

第7章 铝合金板、带轧制 137

7.1 轧制理论基础 137

7.1.1 轧制的基本概念 137

7.1.2 轧件的咬入 139

7.1.3 宽展 142

7.1.4 轧制时的前滑与后滑 143

7.1.5 轧制速度与变形速度 144

7.1.6 轧制力与传动力矩 145

7.2 热轧过程中的温度变化 150

7.2.1 热辐射引起的温降 150

7.2.2 热对流引起的温降 151

7.2.3 因轧辊热传导引起的温降 151

7.2.4 因变形功引起的温升 152

7.3 铝合金轧制坯料的准备与质量要求 152

7.3.1 铸锭的制备 152

7.3.2 铸锭铣面 153

7.3.3 铸锭及包铝板的蚀铣 154

7.3.4 铸锭加热 154

7.4 热轧 155

7.4.1 热轧制度的设计 155

7.4.2 热粗轧、热精轧轧制规程的制定 158

7.4.3 热精轧张力控制 158

7.4.4 热轧时的冷却与润滑 159

7.5 冷轧 160

7.5.1 冷轧基本概念 160

7.5.2 铝合金冷轧压下制度 161

7.5.3 铝合金冷轧张力 162

7.5.4 冷轧工艺润滑 163

7.5.5 冷轧轧制油的理化指标 164

7.5.5 铝及铝合金薄板的精整技术 165

7.5.6 铝合金板带加工过程热处理 169

7.5.7 制定铝合金板带工艺流程的原则 171

第8章 铝合金的热处理技术 172

8.1 前言 172

8.2 提高强度的热处理 172

8.2.1 固溶和淬火处理 173

8.2.2 时效和析出处理 175

8.2.3 挤压在线热处理 176

8.3 改善加工性能的热处理 177

第9章 铝合金的表面氧化处理 180

9.1 装饰性氧化 181

9.1.1 化学氧化 181

9.1.2 电化学氧化 183

9.2 硬质阳极氧化 187

9.2.1 硬质阳极氧化的特点、用途和类型 187

9.2.2 硬质阳极氧化工艺 188

9.3 特种阳极氧化 190

9.3.1 瓷质阳极氧化 190

9.3.2 阳极氧化与丝网印刷工艺 193

9.4 染色与着色 196

9.4.1 吸附染色法（即化学染色法） 196

9.4.2 电解着色 198

9.4.3 整体发色法（或一步电解发色法） 200

9.5 封闭处理 201

9.5.1 热水封闭 201

9.5.2 蒸汽封闭 201

9.5.3 盐溶液封闭 201

参考文献 203 2100433B

全书共分9章，主要内容有铝土矿的筛选和氧化铝的工业生产制备、电解铝生产的主要工艺和过程、铝及其铝合金的特性和分类方法、铝合金熔炼和净化处理、铝合金的铸造过程、铝合金型材的挤压生产过程、铝合金板、带轧制生产原理及工艺技术、铝合金生产过程常用的热处理技术和工艺规范、铝合金表面氧化保护处理技术。

《铝加工缺陷与对策》共分七章，以问答的形式深入浅出、全面解答了铝及铝合加工产品在生产中常见的基本概念、主要缺陷与废品及其质量等方面的问题，着重解答了产品缺陷（废品）的特征、产生的原因与机理、危害及解决的措施。内容包括：基本概念与技术基础知识；铝及铝合金铸锭的主要缺陷分析与质量控制；板、带、箔材的主要缺陷分析与质量控制；管、棒、型、线材的主要缺陷分析与质量控制；锻件的主要缺陷分析与质量控制；铝型材表面处理的主要缺陷分析与质量控制；铝及其他铝合金加工材料的主要缺陷分析与质量控制

本书以问答形式，在简要介绍铝及铝合金材料加工技术基本知识的基础上，精选铝及其合金熔炼铸造，铝合金管、棒、型、线材等生产技术中有实践意义的问题进行深入浅出的讲解，内容丰富，紧扣生产实际。本书可供从事铝材制备、加工与应用的技术人员、管理人员和第一线的生产工人使用。