在SMM主辦的2024SMM（第十九屆）鋁業(yè)大會暨首屆鋁產(chǎn)業(yè)博覽會-工業(yè)鋁擠壓材應用論壇上，天津新艾隆科技有限公司董事長史宏偉講解了工業(yè)鋁擠壓材表面處理技術的高質量發(fā)展之路相關的信息。

鋁擠壓工業(yè)材產(chǎn)量占比

2023年中國鋁擠壓型材2340萬噸，工業(yè)材950萬噸。其中1800萬噸（占比76.9%）是經(jīng)過表面處理的?？鄢?230萬噸建筑型材，大約570萬噸工業(yè)材需經(jīng)表面處理。

典型工業(yè)材的分類

工業(yè)用鋁型材應用領域廣泛，可分為一般工業(yè)用鋁型材和精加工用工業(yè)鋁型材。

1、一般工業(yè)用鋁型材——鋁模板、太陽能邊框、電池托盤等。

2、精加工用工業(yè)鋁型材——航空航天用材、汽車裝飾件、汽車零部件、3C用鋁材。（亞太科技、銳新科技、中山和勝、金橋集團、敏實集團、WKW集團、福耀集團、豪美鋁業(yè)、福蓉科技等）

一般工業(yè)材

1、太陽能邊框：2023年光伏型材增長30.8%。常見的太陽能邊框型材表面處理有消光電泳和陽極氧化。

日本因價格原因，太陽能競爭不過中國，但是他們規(guī)定中國10個微米厚度的噴砂銀白氧化分布式光伏必須裝上防止墜落設施。

二十五年的光伏電站，尤其是分布式光伏，除非消光電泳的邊框，否則危險性很大，會出人命的。

2、鋁模板：鋁模板是鋁型材制作的建筑模板，由鋁面板、支架和連接件三部分系統(tǒng)組成。

為了脫模板和再次使用方便，表面處理的加工方式有鈍化、粉末噴涂、涂刷處理等。噴涂能夠使鋁模板表面具有更好的防腐蝕、耐磨損性能。

3、電池托盤：電池系統(tǒng)托盤(battery system housing)是電動車的一個大的關鍵部件，可用擠壓鋁材制造，也可以用板材，但以前者為主。

托盤的作用：托住電池系統(tǒng)，防止碰撞，防止底部碰觸，散熱作用，便于維護、裝配，等等。電池托盤的表面處理有陰極電泳、噴涂PVC涂層。

4、電池盒——絕緣粉末噴涂：新能源汽車行業(yè)的高速發(fā)展帶動著技術的不斷革新，傳統(tǒng)的動力電池絕緣處理方式因其包覆速度較慢、對復雜工件應用局限性等問題，無法滿足新能源汽車的三電系統(tǒng)等核心零部件對材料的絕緣耐壓、導熱散熱等性能提出的更高要求。絕緣粉末噴涂膜層應用于新能源汽車電池領域，可為其提供最佳防護與支持，是新能源汽車的絕佳搭檔。

絕緣粉末噴涂膜層為新能源電池提供高介電強度48KV/mm，安全環(huán)保，以出色的導熱性能、耐壓性能、耐沖擊性能、耐老化性能，隔離電池組件，讓電池能夠保持在最佳溫度范圍內，從而確保電動汽車的安全性，全面助力新能源的未來發(fā)展。

以改良型合金M303（以3003合金為基礎）進行擠壓、拉拔加工，得到高精度、高強韌、耐腐蝕的大斷面薄壁矩形管/圓管，用于大功率動力的鋰電池外殼。

特殊工業(yè)材

電子產(chǎn)品——電腦外殼、手機鋁合金中框

電腦外殼和手機中框（后蓋）陽極氧化、粉末噴涂、噴漆、微弧氧化等表面處理。

陰極電泳：陰極電泳涂料應用領域廣泛。經(jīng)過近40年的發(fā)展，其使用范圍已普及至汽車、家用電器、五金、儀器等行業(yè)，其中汽車行業(yè)使用陰極電泳涂料占70%以上。

專用工業(yè)用型材——汽車輕量化

乘用車用鋁——天窗導軌

天窗導軌通常進行陽極氧化+熱水封孔處理。裝飾面也有用陽極氧化+消光電泳處理。

乘用車用鋁——行李架

行李架需要耐磨性、耐候性和自潔功能等性能特性，因此通常進行陽極氧化+熱水封孔處理，或陽極氧化+消光電泳處理。也有進行噴漆處理的。

乘用車用鋁——汽車防撞梁

為與乘用車外觀配套，汽車防撞梁表面處理與車身一致。

典型汽車輕量化

城配車、公交車、快遞車等表面處理大多數(shù)為噴漆處理。對有特殊要求的也有選擇陽極氧化處理的。日本采用成本較高，質量可靠的陽極電泳。

鋁陽極氧化膜耐磨性在汽車零部件上的應用

下表是各種鋁制汽車零部件所要求的氧化層厚度、硬度以及其他特性。厚度要求是毫米級，硬度是HV500以上，對陽極氧化膜的要求來說應該是非常嚴格。

微弧氧化：微堿性溶液中通高電壓（一般在200V以上），可形成超硬大孔氧化膜，因其生成的是α-AL2O3，所以其硬度可達到9（寶石級硬度），即為自然界中的剛玉，如果配合電泳，因其膜孔較大，可以與電泳涂料緊密結合，形成超耐蝕、耐候的保護層，當微弧氧化膜膜厚超過100μm時，不會再存在膜孔，同時形成真正的剛玉層。因其硬度高，因而耐磨性極佳，同時耐候性、耐腐蝕性都非常好，可用于特殊用途。

陶瓷涂層（水性噴漆）:陶瓷涂料是硅氧烷樹脂成分和有機重合樹脂成分的復合樹脂系，如硅氧烷三次元網(wǎng)眼狀的玻璃結構組成的強無機成分架構。下圖所示是以硅膠（聚硅氧烷化合物）為基礎無機成分和有機成分(主要是硅氧烷變性丙烯樹脂)復合而成，兩者不僅是混合，而是表面被修飾的無機成分和特殊有機成分的組合，更具無機系涂料、有機涂料雙方特性混合效果。

陶瓷涂層的特點：

①高耐候性涂膜；②硬度高，加工性優(yōu)異；③耐污染性及耐化學品性優(yōu)異；④與鋁材的黏結性優(yōu)異。

因此，陶瓷涂層常用在不粘鍋炊具上、軌道交通上，如地鐵站、高鐵。

體育器材表面處理：

體育器材表面處理方式多樣化。需要耐磨性的會選擇陽極氧化處理，強調裝飾性的則選擇粉末噴涂處理，少部分也會選擇噴漆處理。

醫(yī)療器械表面處理：

醫(yī)療器械表面處理方式也趨于多樣化。需要耐磨性的會選擇硬質陽極氧化處理，強調裝飾性的則選擇粉末噴涂處理，少部分還會選擇抗菌膜層。

廚衛(wèi)設備用鋁材表面處理：

廚衛(wèi)設備用鋁材有選擇陽極氧化處理，對于廚房經(jīng)常接觸油污的區(qū)域則多選擇陽極氧化+電泳處理，衛(wèi)生間建議選擇陽極氧化+電泳處理。

嬰兒車用鋁材表面處理：

嬰兒車用鋁材可選擇陽極氧化處理，鑒于嬰兒車需要經(jīng)常清潔處理，建議選擇自潔性強的陽極氧化+消光電泳處理，也選擇陽極氧化+消光電泳處理抗菌膜層。

功能膜及其典型應用

抗菌性氧化膜

抗菌氧化膜有如沉積碘、銀、磷等物質的抗菌膜等。其原理是銀等離子從氧化膜表面溶出，與生物體內的蛋白質等官能團反應，從而達到抗菌的目的。其特點是短期殺菌效果好。

GB/T 8013.5對抗菌膜的性能要求及典型應用做了詳細的規(guī)定：

一些常用的涂裝方法

1、液態(tài)丙烯酸噴涂：這種噴涂表面光艷，涂膜硬度較高，幾乎與電泳涂膜相同，但耐候性差，在室內裝潢和家具上有廣泛的應用前景。

2、水性有機硅噴涂：水性有機硅涂料作為一種環(huán)境友好品種,具有良好的耐候性、耐高溫性、耐臭氧性和電絕緣性能,將有機硅聚合物用于水性涂料,不僅具有有機硅材料的優(yōu)點,而且能消除漆膜的弊病,目前,水性有機硅涂料已在建筑領域得到有效應用。

現(xiàn)在最大的問題是噴涂的均勻性。

再者就是有機硅膜層耐堿性成問題。

3、浸泳：如果能解決槽液本身毒性和涂裝中的流掛問題，浸泳將來也會有較大的發(fā)展，因為浸泳在電力線達不到的地方，可對型材形成更全方位的保護。

浸泳的優(yōu)點：

(1)設備簡單、投資小、操作方便；

(2)涂料利用率高、損耗小；

(3)適用于小工件、管架和結構比較復雜的儀器、儀表的涂裝，被涂物的里外同時進行涂裝；

(4)適宜于在批量的流水線生產(chǎn)，易實現(xiàn)機械化、自動化。

缺點是：有毒、膜厚不均，容易出現(xiàn)流痕。

4、灌涂：灌涂常用于鋁制散熱器等內腔的涂裝。

鋁制散熱器前處理工藝流程：脫脂→水洗→堿蝕→水洗→出光→水洗→化學轉化→水洗→烘干。

鋁制散熱器灌涂，可人工灌涂也可機械灌涂，即是將內表面處理合格的散熱器吊裝成一定傾角和放置方向，并與泵及漆槽連接成循環(huán)系統(tǒng)，采用專用接頭進行灌涂。機械灌涂的好處是一次可灌多片，效率高；因用泵向內輸送，使漆液有一定的壓力，可減少漆中因晃動而產(chǎn)生的氣泡，避免漆膜的一些缺點。

灌涂時漆液與散熱器內壁接觸應在3分鐘以上并不停地晃動，使漆液能將管壁充分潤濕并滲入縫隙，保證散熱器內壁掛漆均勻，無漏涂。

灌涂完漆放置空干后的散熱器進行烘烤固化，通常前一道固化溫度為140℃，30min，第二道固化溫度為180℃，30min。根據(jù)不同情況，固化溫度和時間可作適當調整，但以涂層固化完全為前提。

5、淋涂：淋涂是一種常見的片式散熱器外表面涂裝工藝，可以有效提高散熱器的散熱性能和防腐性能。

淋涂施工步驟

1.將涂料按照要求的比例加入涂料攪拌設備中，使涂料充分攪拌均勻。

2.將散熱器放置在淋涂設備前方，調整散熱器位置，使散熱器表面與噴槍口保持適當距離。

3.啟動淋涂設備，調整噴槍口流量和噴涂角度，使涂料均勻地噴涂在散熱器表面。

4.按照涂裝要求進行多道涂層的施工，每道涂層施工完成后，等待涂料干燥后再進行下一道涂層的施工。

5.淋涂后立即對死角部位進行修補，施工完成后應對散熱器表面進行檢查，如發(fā)現(xiàn)涂層存在缺陷或問題，應及時進行修補或重新涂裝。

6、空氣輔助噴涂：空氣輔助噴涂是一種常的噴涂方法，以壓縮空氣將涂料霧化進行噴涂。對于噴漆量、漆束形狀、漆束直徑、漆粒大小、空氣壓力等參數(shù)，必須根據(jù)涂料的種類與黏度加以適當調整。其優(yōu)點在于：能夠任意選擇噴漆條件，容易操作，適于重視噴涂質量的工件，可以全斷面覆蓋。其缺點是：涂料利用率低，空氣中容易攜帶水與油。

7、高壓無氣噴涂：

高壓無氣噴涂，也稱無氣噴涂，是使用高壓柱塞泵，直接將油漆加壓，形成高壓力的油漆，噴出槍口形成霧化氣流作用于鋁表面的噴涂方式。

相對于有氣噴涂而言，漆面均勻，無顆粒感。由于與空氣隔絕，油漆干燥、干凈。無氣噴涂可用于高粘度的油漆，而且邊緣清晰，甚至可用于一些有邊界要求的噴涂項目。根據(jù)機械類型，也分為氣動式無氣噴涂機、電動式無氣噴涂機、內燃式無氣噴涂機等。

除了以上介紹的幾種常用的涂裝方法，還有輥涂、刷涂、浸涂、滾筒涂裝等等。

8、滾涂：滾涂多數(shù)用于鋁板材（包括擠壓板材）涂裝。

鋁板基材表面進行脫脂和化學轉化處理后，滾涂優(yōu)質涂料，干燥固化而成。

通過高性能的滾涂加工工藝，能更有效的控制板材的精度、平整度，消除傳統(tǒng)工藝導致的凹凸和褶皺，令裝飾色彩均勻細膩、柔和亮麗。

根據(jù)采用涂料的不同和滾涂方法不同，品質上也有一定的差別。