[01654369]印刷版基用超高品质铝合金带材成形制造关键技术及产业化

计算机直接制版(Computer to Plate，CTP)技术，是在中国实施“融媒体”战略、印刷产业向绿色高档快速方向发展的背景下应孕而生的。2018年全国CTP 版市场需求约3.5亿平方米，对应的铝板材约50万吨，市场容量逾百亿元。 CTP版基是利用铝合金板带材制造的，对带材的制造质量要求非常高。带材的制造主要流程包括熔铸、加热、热轧、冷轧、矫直等，由铝锭铸造成大扁锭经热处理后，轧成3.0～4.0mm卷材再经多道次轧制，得到0.27mm厚的带材。2006年前，国内优质CTP铝板基全部从海德鲁、美铝和日本住友等公司进口。它们实行市场和专利和技术封锁，使得国内创新举步维艰。 中铝瑞闽公司联合福建工程学院，突破上述带材达不到超高表面质量要求而导致产品失准、材料热处理技术规范不合理导致产品失效、超宽幅带材成形易产生大面积起皱导致带材失稳稳三个核心难题，研发出曲线辊形、热凸度控制、高均匀性铝合金新材料、宽幅成形等系列技术，实施产业化。主要科技创新和成果包括如下。 一是发明版基铝带材具有凸度动态调节特点的轧制方法。引入可窜轧制的思想，开发变凸度轧辊辊形设计方法。该方法利用无限长平面塑性变形应变理论，根据带材的轧制成形宽度方向中间部分金属流动场分布，利用变轧辊凸度进行非线性补偿，突破带材材料加工成形中金属流动不平衡的瓶颈，解决由于辊形不准确带来在砂目粗糙度不均匀难达标的问题，实现带材的高精度成形。 二是发明“1+3热轧技术”坯料轧制新工艺方法。该方法从材料终轧再结晶控制入手，创新设计冷轧退火工艺规范、热轧终轧加热规范、轧后自退火的新方法。该方法的本质是材料成形加工的温度匀化和梯度变化，大幅改进了材料组织结构、纤维方向，增强产品的表面均匀性、电解性能、烤板性能，满足板带作为版基的高要求。 三是创新开发了宽幅铝合金带材成形的宽向流变应力动态补偿的技术。运用平面应变速率场理论，通过轧制加载对沿板宽方向的等温压缩的厚度分布与厚度波动进行动态控制，突破宽幅轧制中出现材料失稳的瓶颈，消除波浪超标缺陷，避免出现色差和擦划伤，实现带材的高品质制造。 四是将所研究开发的超高品质铝合金带材成形制造关键技术应用于印刷版基材料的制造，开发系列配套量产化辅助设备、工装及工艺技术并实施产业化，开发系列版基材料新产品，达到高端优质产品要求。 该项目技术应用于高品质版基带材制造，实现全方位创新。项目申请发明专利12项，已获授权5项。整体技术自2010年起在中铝瑞闽公司应用并实施产业化，版基带材产品达到欧盟、美国等国家相应的高端优质产品要求，形成稳定为柯达、富士等世界一线品牌企业及国内知名企业供应优质产品的能力，形成高附加值产品技术创新能力的持续提升，跻身中国版基带材行业综合实力前三甲行列。项目成果累计新增产值超过13亿元、利税超过1亿元。项目开展中，参编国家标准和行业标准各1项。创造了显著的经济效益和社会效益。