業內動態
金屬鋁板分為10個系列,其中建筑屋面系統用鋁材主要是3000系列,如AA3003、AA3004等,3000系列中的鋁是主要合金元素,也有鎂和錳的成分,以方便立邊咬合屋面系統加工制作和安裝的需要。
在西方國家鋁鎂錳合金板屋面系統的相關設計和設備非常成熟,并形成了相應的優化材料合金,建筑技術規范;建筑工程的品質在相應的規范和技術、設備和施工標準下得以保證。
其中以AA3004鋁鎂錳合金作為屋面材料的應用最為廣泛,AA3004鋁鎂錳合金的應用狀態又主要分為:原色錘紋與烤漆涂層(以氟碳烤漆為代表)兩種。
AA3004鋁鎂錳合金作為屋面材料,其主要結構形式為直立鎖邊板型,此種板型是歐洲標準(EN)、德國標準(DIN)及英國標準(BS)中的標準板型,類似于中國國家標準(GB)中角弛Ⅲ型;以鋁鎂錳合金作為屋面板材料在歐洲的應用非常普遍。此種屋面系統最早由歐洲的公司帶入中國內地,在幾年前,因為直立鎖邊鋁鎂錳合金屋面板的市場需求量相對較少,這種屋面系統所需要的材料——牌號為AA3004的鋁鎂錳合金,在國內沒有廠家生產,所以當時的幾乎所有材料全部由進口而來,通常的進口來源地是ALCOA美鋁、XXXX進口鋁,所以國內的部分建筑商和業主才會認為,只有進口的AA3004鋁鎂錳合金才是最好的屋面材料這樣的一種誤解。
隨著近幾年國內建筑市場的持續高溫,特別是2008年的北京奧運會、2010年的上海世博會、及各地體育場館、新機場、會展中心的建設,對于高品質的屋面系統的需求大增,以及以西南鋁、渤海鋁為代表的民族工業已經看到一個巨大的市場容量,是以投入巨資(西南鋁5億元、渤海鋁3億元)開發出具有國際競爭力的AA3004鋁鎂錳合金產品,其產品質量與國外品牌的產品相比,不僅產品外觀質量較好,其某些物理性能甚至超過某些國外品牌(例如:XXXX進口鋁),且更能符合中國市場及工程建筑的要求;
下面從以下幾個方面予以比較(以西南鋁及XXXX進口鋁作為比較對像):
一、物理性能:
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項目 |
標準要求 |
西南鋁 |
XXXX進口鋁 |
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屈服強度(規定非比例伸長應力(Rp0.2) |
≥175 Mpa |
215 Mpa |
215 Mpa |
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抗拉強度(Rm) |
225~265 Mpa |
235 Mpa |
230 Mpa |
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伸長率(Lo=50mm) |
≥3% |
10% |
3.5% |
從上表可以看出,國內鋁廠生產的AA3004鋁鎂錳合金卷材完全符合并超過國家標準,在屈服強度及抗拉強度方面與XXXX進口鋁基本相當,但在伸長率方面要優于XXXX進口鋁許多,因為伸長率的數值涉及到板材的加工性能,伸長率越大,板材的可塑性就越好,板材的加工性能就更優越;對于屋面板需要適應溫差變化的自由伸縮性而言,如果屋面板因為某些因素而無法自由伸縮,那么伸長率越大,屋面板被拉斷或撕裂的機率就越小。
眾所周知,伸長率與抗拉強度將成反比,也就是說,伸長率越大,抗拉強度將會越低,而且生產廠家可以按照客戶的要求訂做,即優先保證伸長率還是優先保證抗拉強度;但國內鋁廠生產的AA3004鋁鎂錳合金材質,不僅能做到抗拉強度比XXXX進口鋁稍大以外,伸長率亦能超過國家標準,從這點可以看出國內鋁廠生產的AA3004鋁鎂錳合金的品質實質上已經超過XXXX進口鋁。
二、化學成份:
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項目 |
標準要求 |
西南鋁 |
XXXX進口鋁 |
|
硅(Si) |
≤0.30 |
0.21 |
0.25 |
|
鐵(Fe) |
≤0.7 |
0.32 |
0.40 |
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鎂(Mg) |
0.8~1.3 |
1.06 |
1.20 |
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錳(Mn) |
1.0~1.5 |
1.08 |
1.04 |
|
銅(Cu) |
≤0.25 |
0.12 |
0.051 |
|
鋅(Zn) |
≤0.25 |
0.002 |
0.013 |
|
鉻(Cr) |
------- |
0.006 |
0.009 |
|
鈦(Ti) |
------- |
0.027 |
0.016 |
從上表可以看出,國內鋁廠生產的AA3004鋁鎂錳合金材料與XXXX進口鋁都能符合國家規范的要求;化學成份的不同,將直接導致材料力學性能的變化,鋁合金產品的規格及牌號非常多,其中某一個元素的成份含量變化都將衍生出一個新的產品及牌號,所以其化學成份的變化都是圍繞著各個行業不同的需要,產品的應用不局限于某一系列固定的化學成份,而是必須選擇適合各個行業的不同應用的需要。
而就鋁鎂錳合金屋面板而言,其中最主要的成份是鎂(Mg)和錳(Mn),增加鎂(Mg)的含量可以增加板材的抗拉強度和抗腐蝕能力,但同時將降低板材的蠕變性能及加工、切削、成形性能,也就是降低了伸長率,而直立鎖邊屋面板因為結構性能的需要,必須卷成圓形,如果一味增加強度,將導致屋面板成形過程中產生裂縫,從而導致屋面漏水或屋面板被大風刮翻,釀成事故;所以鎂(Mg)的含量必須控制在一定范圍內,既能滿足強度的需要,又能有良好的加工成形性能。
錳(Mn)能阻止鋁合金的再結晶過程,提高再結晶溫度,并能顯著細化再結晶晶粒。再結晶晶粒的細化主要是通過MnAl6化合物彌散質點對再結晶晶粒長大起阻礙作用。MnAl6的另一作用是能溶解雜質鐵(Fe),形成(Fe,Mn)Al6減小鐵的有害影響。增加錳的含量,可以適當降低鋁鎂合金的脆性,提高加工性能,提高鋁合金的蠕變性能;(Mn)是鋁合金的重要元素,可以單獨加入Al-Mn二元合金,更多的是和其他合金元素一同加入,因此大多鋁合金中均含有錳(Mn)。
硅(Si)是改善流動性能的主要成份。從共晶到過共晶都能得到最好的流動性。另外,硅(Si)可改善抗拉強度、硬度、切削性以及高溫時強度,而使延伸率降低。但結晶析出的硅(Si)易形成硬點,使切削性變差,所以一般都不讓它超過共晶點。
在鋁合金中固溶進銅(Cu),機械性能可以提高,切削性變好。不過,耐蝕性降低,容易發生熱間裂痕。
若含有雜質鋅(Zn),高溫脆性大,但與汞(Hg)形成強化HgZn2對合金產生明顯強度作用,以雜質鋅(Zn)的角色來說,它有使鑄件產生裂紋的傾向。
鉻(Cr)在鋁中形成(CrFe)Al7和(CrMn)Al12等金屬間化合物,阻礙再結晶的形核和長大過程,對合金有一定的強化作用,還能改善合金韌性和降低應力腐蝕開裂敏感性。但會增加淬火敏感性。
在合金中只需微量鈦(Ti)可使機械性能提高,但導電率卻下降。Al-Ti系合金產生包晶反應時,鈦(Ti)的臨界含量約為0.15%,如有硼存在可以減少。
鐵和硅是鋁合金的主要雜質。鐵和鋁形成FeAl3和多種金屬化合物。在鑄造合金中,硅、鐵作為合金添加劑加入到某些鋁合金中時,會形成更多的 FeAl3等化合物,當它們呈片狀存在時,使合金塑性降低,耐蝕性變差。在變形的Al-Mg系合金中,鐵和硅也損害合金的強度、塑性和抗蝕性。所以在硬鋁合金中應控制鐵和硅的相對含量。此外,鐵和硅對鋁合金的氧化著色也有不利影響。
綜上所述,國內鋁廠生產的AA3004鋁鎂錳合金與進口XXXX公司生產的AA3004鋁鎂錳合金的化學成份基本一致,而且在某些微量元素的控制方面,稍強于進口XXXX。
三、涂層:
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項目 |
標準要求 |
國產鋁 |
XXXX進口鋁 |
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烤漆方式 |
二涂二烤 |
二涂二烤 |
二涂二烤 |
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油漆種類 |
Kynar 500或Hylar 5000 |
Kynar 500 |
Kynar 500 |
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氟碳樹脂含量 |
70% |
70% |
70% |
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正面漆層厚度 |
≥22μm |
31.5μm |
29.5μm |
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背面漆層厚度 |
------- |
12.7μm |
9.6μm |
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附著力 |
不低于1級 |
1級 |
------- |
|
耐溶劑性 |
≥70次不露底 |
>100次 |
------- |
上表中,因進口XXXX公司未能提供其產品的涂層檢測報告,故油漆涂層的正面、背面漆層厚度值為樣品實測值,并非廠家提供的數值。
從上表中的漆層厚度可看出,國內鋁廠生產的AA3004鋁鎂錳合金彩涂板與進口XXXX公司生產的AA3004鋁鎂錳合金彩涂板均符合國家標準規范要求;但是國內鋁廠更了解國內的實際需求,國內的部分地區污染較為嚴重,所以涂層的厚度及耐酸、堿能力都要稍強于XXXX進口鋁。