业内动态
金属铝板分为10个系列,其中建筑屋面系统用铝材主要是3000系列,如AA3003、AA3004等,3000系列中的铝是主要合金元素,也有镁和锰的成分,以方便立边咬合屋面系统加工制作和安装的需要。
在西方国家铝镁锰合金板屋面系统的相关设计和设备非常成熟,并形成了相应的优化材料合金,建筑技术规范;建筑工程的品质在相应的规范和技术、设备和施工标准下得以保证。
其中以AA3004铝镁锰合金作为屋面材料的应用最为广泛,AA3004铝镁锰合金的应用状态又主要分为:原色锤纹与烤漆涂层(以氟碳烤漆为代表)两种。
AA3004铝镁锰合金作为屋面材料,其主要结构形式为直立锁边板型,此种板型是欧洲标准(EN)、德国标准(DIN)及英国标准(BS)中的标准板型,类似于中国国家标准(GB)中角弛Ⅲ型;以铝镁锰合金作为屋面板材料在欧洲的应用非常普遍。此种屋面系统最早由欧洲的公司带入中国内地,在几年前,因为直立锁边铝镁锰合金屋面板的市场需求量相对较少,这种屋面系统所需要的材料——牌号为AA3004的铝镁锰合金,在国内没有厂家生产,所以当时的几乎所有材料全部由进口而来,通常的进口来源地是ALCOA美铝、XXXX进口铝,所以国内的部分建筑商和业主才会认为,只有进口的AA3004铝镁锰合金才是最好的屋面材料这样的一种误解。
随着近几年国内建筑市场的持续高温,特别是2008年的北京奥运会、2010年的上海世博会、及各地体育场馆、新机场、会展中心的建设,对于高品质的屋面系统的需求大增,以及以西南铝、渤海铝为代表的民族工业已经看到一个巨大的市场容量,是以投入巨资(西南铝5亿元、渤海铝3亿元)开发出具有国际竞争力的AA3004铝镁锰合金产品,其产品质量与国外品牌的产品相比,不仅产品外观质量较好,其某些物理性能甚至超过某些国外品牌(例如:XXXX进口铝),且更能符合中国市场及工程建筑的要求;
下面从以下几个方面予以比较(以西南铝及XXXX进口铝作为比较对像):
一、物理性能:
项目 |
标准要求 |
西南铝 |
XXXX进口铝 |
屈服强度(规定非比例伸长应力(Rp0.2) |
≥175 Mpa |
215 Mpa |
215 Mpa |
抗拉强度(Rm) |
225~265 Mpa |
235 Mpa |
230 Mpa |
伸长率(Lo=50mm) |
≥3% |
10% |
3.5% |
从上表可以看出,国内铝厂生产的AA3004铝镁锰合金卷材完全符合并超过国家标准,在屈服强度及抗拉强度方面与XXXX进口铝基本相当,但在伸长率方面要优于XXXX进口铝许多,因为伸长率的数值涉及到板材的加工性能,伸长率越大,板材的可塑性就越好,板材的加工性能就更优越;对于屋面板需要适应温差变化的自由伸缩性而言,如果屋面板因为某些因素而无法自由伸缩,那么伸长率越大,屋面板被拉断或撕裂的机率就越小。
众所周知,伸长率与抗拉强度将成反比,也就是说,伸长率越大,抗拉强度将会越低,而且生产厂家可以按照客户的要求订做,即优先保证伸长率还是优先保证抗拉强度;但国内铝厂生产的AA3004铝镁锰合金材质,不仅能做到抗拉强度比XXXX进口铝稍大以外,伸长率亦能超过国家标准,从这点可以看出国内铝厂生产的AA3004铝镁锰合金的品质实质上已经超过XXXX进口铝。
二、化学成份:
项目 |
标准要求 |
西南铝 |
XXXX进口铝 |
硅(Si) |
≤0.30 |
0.21 |
0.25 |
铁(Fe) |
≤0.7 |
0.32 |
0.40 |
镁(Mg) |
0.8~1.3 |
1.06 |
1.20 |
锰(Mn) |
1.0~1.5 |
1.08 |
1.04 |
铜(Cu) |
≤0.25 |
0.12 |
0.051 |
锌(Zn) |
≤0.25 |
0.002 |
0.013 |
铬(Cr) |
------- |
0.006 |
0.009 |
钛(Ti) |
------- |
0.027 |
0.016 |
从上表可以看出,国内铝厂生产的AA3004铝镁锰合金材料与XXXX进口铝都能符合国家规范的要求;化学成份的不同,将直接导致材料力学性能的变化,铝合金产品的规格及牌号非常多,其中某一个元素的成份含量变化都将衍生出一个新的产品及牌号,所以其化学成份的变化都是围绕着各个行业不同的需要,产品的应用不局限于某一系列固定的化学成份,而是必须选择适合各个行业的不同应用的需要。
而就铝镁锰合金屋面板而言,其中最主要的成份是镁(Mg)和锰(Mn),增加镁(Mg)的含量可以增加板材的抗拉强度和抗腐蚀能力,但同时将降低板材的蠕变性能及加工、切削、成形性能,也就是降低了伸长率,而直立锁边屋面板因为结构性能的需要,必须卷成圆形,如果一味增加强度,将导致屋面板成形过程中产生裂缝,从而导致屋面漏水或屋面板被大风刮翻,酿成事故;所以镁(Mg)的含量必须控制在一定范围内,既能满足强度的需要,又能有良好的加工成形性能。
锰(Mn)能阻止铝合金的再结晶过程,提高再结晶温度,并能显着细化再结晶晶粒。再结晶晶粒的细化主要是通过MnAl6化合物弥散质点对再结晶晶粒长大起阻碍作用。MnAl6的另一作用是能溶解杂质铁(Fe),形成(Fe,Mn)Al6减小铁的有害影响。增加锰的含量,可以适当降低铝镁合金的脆性,提高加工性能,提高铝合金的蠕变性能;(Mn)是铝合金的重要元素,可以单独加入Al-Mn二元合金,更多的是和其他合金元素一同加入,因此大多铝合金中均含有锰(Mn)。
硅(Si)是改善流动性能的主要成份。从共晶到过共晶都能得到最好的流动性。另外,硅(Si)可改善抗拉强度、硬度、切削性以及高温时强度,而使延伸率降低。但结晶析出的硅(Si)易形成硬点,使切削性变差,所以一般都不让它超过共晶点。
在铝合金中固溶进铜(Cu),机械性能可以提高,切削性变好。不过,耐蚀性降低,容易发生热间裂痕。
若含有杂质锌(Zn),高温脆性大,但与汞(Hg)形成强化HgZn2对合金产生明显强度作用,以杂质锌(Zn)的角色来说,它有使铸件产生裂纹的倾向。
铬(Cr)在铝中形成(CrFe)Al7和(CrMn)Al12等金属间化合物,阻碍再结晶的形核和长大过程,对合金有一定的强化作用,还能改善合金韧性和降低应力腐蚀开裂敏感性。但会增加淬火敏感性。
在合金中只需微量钛(Ti)可使机械性能提高,但导电率却下降。Al-Ti系合金产生包晶反应时,钛(Ti)的临界含量约为0.15%,如有硼存在可以减少。
铁和硅是铝合金的主要杂质。铁和铝形成FeAl3和多种金属化合物。在铸造合金中,硅、铁作为合金添加剂加入到某些铝合金中时,会形成更多的 FeAl3等化合物,当它们呈片状存在时,使合金塑性降低,耐蚀性变差。在变形的Al-Mg系合金中,铁和硅也损害合金的强度、塑性和抗蚀性。所以在硬铝合金中应控制铁和硅的相对含量。此外,铁和硅对铝合金的氧化着色也有不利影响。
综上所述,国内铝厂生产的AA3004铝镁锰合金与进口XXXX公司生产的AA3004铝镁锰合金的化学成份基本一致,而且在某些微量元素的控制方面,稍强于进口XXXX。
三、涂层:
项目 |
标准要求 |
国产铝 |
XXXX进口铝 |
烤漆方式 |
二涂二烤 |
二涂二烤 |
二涂二烤 |
油漆种类 |
Kynar 500或Hylar 5000 |
Kynar 500 |
Kynar 500 |
氟碳树脂含量 |
70% |
70% |
70% |
正面漆层厚度 |
≥22μm |
31.5μm |
29.5μm |
背面漆层厚度 |
------- |
12.7μm |
9.6μm |
附着力 |
不低于1级 |
1级 |
------- |
耐溶剂性 |
≥70次不露底 |
>100次 |
------- |
上表中,因进口XXXX公司未能提供其产品的涂层检测报告,故油漆涂层的正面、背面漆层厚度值为样品实测值,并非厂家提供的数值。
从上表中的漆层厚度可看出,国内铝厂生产的AA3004铝镁锰合金彩涂板与进口XXXX公司生产的AA3004铝镁锰合金彩涂板均符合国家标准规范要求;但是国内铝厂更了解国内的实际需求,国内的部分地区污染较为严重,所以涂层的厚度及耐酸、碱能力都要稍强于XXXX进口铝。