填補國內空白
我國是全球鋁銅材第一大消費國，但產品結構上與歐美發達國家存在較大差異，存在低端產品賣不完，高端產品不夠用的情況，以飛機蒙皮、機翼板、汽車車身薄板爲代表的高端高精鋁合金材料一直是我國有色行業的薄弱領域，大量依賴進口。在這類高端高精鋁材的生產工藝流程中，熔煉-鑄造、熱軋、冷軋、精整工序相關的裝備和技術國內基本已掌握，但輥底式連續固熔爐、氣墊式連續熱處理爐等核心關鍵裝備尚爲空白。爲提高國內鋁銅合金企業產品競爭力，助力高端高精鋁銅材自主化，解除國外裝備對我國高性能高精鋁銅合金材料的各種束縛，實現生產高端高精鋁銅材熱處理裝備技術的國產自主化具有重要意義。
圖1 高精鋁合金板帶材生產工藝流程
爲此，RAL實驗室科研團隊在鋼鐵領域大型輥底式連續熱處理爐取得突破的基礎上，針對高端高精鋁銅材熱處理工序，開展了鋁合金中厚板輥底式熱處理爐、鋁合金和銅合金氣墊式連續熱處理爐裝備技術研發以及工程化應用攻關。
首套國產鋁合金中厚板輥底式熱處理爐
2020年4月16日由東北大學RAL研發團隊主持研發的、首套國產自主鋁合金板材輥底式固溶淬火爐在廣西南南鋁加工有限公司成功點火熱試（圖2）。截止2021年11月底，採用國產輥底爐已穩定批量生產出32000噸2024、7075、6061、6082中厚板訂單合格產品，創造產值約1.5億元。通過鋁合金中厚板輥底式熱處理爐項目的成功實施，研發團隊攻克了“高精度高速熱風循環加熱系統”、“耐高溫高密度金屬刷輥”、“高效高均勻性淬火裝備系統”等技術難題，裝備的核心部件完全自主化、國產化。研制裝備實現了控溫精度≤±1℃，爐溫均勻性≤±3℃，達到AMS2750一級熱處理爐要求，高端鋁板的淬火板形和性能總體上優於國外進口設備，在部分品種和規格上明顯好於進口設備，且噸產品能耗相對進口電加熱輥底爐降低16%。除廣西南南鋁加工有限公司外，截至2021年該裝備技術還推廣至山東南山鋁業股份有限公司。該裝備的成功應用打破了國外的裝備技術壟斷，實現了我國航空級鋁合金中厚板熱處理爐裝備自主化，爲高端高精鋁材的規模生產提供了重要保障。
圖2 首套國產自主鋁合金中厚板輥底式熱處理爐
首套國產鋁合金氣墊爐生產線
氣墊式連續熱處理及表面處理線用於對2xxx、3xxx、5xxx、6xxx、7xxx系鋁合金進行連續固溶、淬火、退火、時效、酸鹼洗、鈍化等處理，是唯一滿足鋁合金汽車內外板、飛機蒙皮、高等級IT板的熱處理表面質量及性能均勻性要求的熱處理線。
近日，由東北大學RAL研發團隊完全自主研發設計的首套鋁合金汽車板、航空板連續熱處理及表面處理氣墊爐國產線已經完成設計與制造（圖3、圖4），隨着廠房、土建的逐步完工，整條產線的安裝工作已於2021年12月中旬正式開始，該國產自主高端鋁合金氣墊爐生產線將在2022年年中開始調試運行。
圖3 首條國產自主高端鋁合金汽車板、航空板氣墊爐生產線
圖4 首套國產自主鋁合金氣墊爐裝備
首套國產銅帶氣墊爐
銅合金氣墊爐是生產集成電路引線框架、航空航天與新能源汽車等領域高端連接器等高端銅合金材料的關鍵裝備，長期以來被國外壟斷。2021年8月6日，東北大學與中鋁洛陽銅加工有限公司進行了戰略合作籤約，並共同宣布了國產首套銅帶氣墊爐項目的正式啓動（圖5）。設備成功投產後將打破國外銅帶氣墊爐裝備技術的壟斷及技術封鎖，助力高端銅帶材的生產及新工藝研發。
圖5東大洛銅合作籤約及首套國產自主銅合金氣墊爐項目啓動
研發意義和社會效益
高端高精鋁銅材先進熱處理裝備技術研究和工程化應用旨在解決國內高品質有色合金板、帶、型材熱處理生產線成套裝備開發中存在的關鍵裝備技術難題，並達到國內領先、國際先進的水平，填補國內空白，推動該領域的技術進步；通過實現重大短板生產線的自主可控、降低高端高精有色產品的制造成本，提高高端有色金屬材料新產品的研發制造能力，促進國產高端高精鋁銅合金板帶材產品在汽車、航空航天、高鐵、艦船等制造領域的應用，產生巨大的經濟及社會效益。
