免热铝合金的核心价值,在于省去热处理工序、规避大型铸件热胀冷缩变形带来的良品率损失,从而压低一体化压铸的综合成本。材料环节的成本结构可拆为三块:合金配方与成分控制、原生铝与再生铝的原料能耗差、以及围绕压铸机布局的运输与废料回收;盈利模式则取决于谁能以更低的原料成本稳定供应成分受控的免热铝。 立中集团依托再生铝行业龙头的原材料与渠道积累,在免热铝降本路径上具备优势;新入局者如爱柯迪与北京有色金属所合作开发,需先解决成分控制严格所带来的原料成本问题。
一、免热材料的价值:省一道工序,换一档良品率
传统压铸工艺往往要通过固溶与时效热处理来提升强度、韧性、疲劳性等综合性能,但加热与冷却过程中的热胀冷缩会导致零部件尺寸变形并在表面形成缺陷。传统零散小件误差不明显,可通过整形工装消除;而一体化压铸的大型铝合金部件变形风险被放大,即便用矫正工艺改善尺寸精度,仍会降低良品率,导致成本急剧上升。因此,免热处理铝合金成为大型一体化压铸结构件的关键。
目前主流免热铝合金走铝硅系路线:铝镁合金整体性能更优,但流动性不如铝硅合金,而一体化铸件最大长度可达两米四,充型流程长、对流动性要求高,故普遍选用铝硅合金。主流产品是在传统铝硅合金基础上添加合适的化学变质元素,结合实际压铸的凝固条件,获得过去需热处理才能得到的力学性能。
二、成本结构:原料端是分水岭
材料环节的成本差异,很大程度落在用原生铝还是再生铝上。原生铝(电解铝)由铝矿石电解得到,再生铝由废铝合金重新炼化得到、杂质含量较高,但原生铝在碳排放和功耗方面远高于再生铝。资料显示,原铝与再生铝在煤炭、电力等能耗项及温室气体排放上差距显著(数据口径见《原铝与再生铝生产的能耗和温室气体排放对比》,丁宁,2012年,《中国有色金属学报》)。
| 成本维度 | 原生铝路线 | 再生铝路线 |
|---|---|---|
| 原料来源 | 电解铝,需精确添加各类合金元素 | 废铝合金重炼,杂质含量较高 |
| 能耗与碳排放 | 明显更高 | 明显更低 |
| 当前适用性 | 免热铝合金处于推广初期、成分配比仍在摸索,成分控制严格,需用电解铝 | 需通过进一步研究探索用于免热材料 |
免热铝合金尚处推广初期,企业对成分配比仍在摸索,对各合金成分控制严格,因而需要使用电解铝并精确添加合金元素;而一体化压铸所取代的原有小型压铸件大部分由再生铝制造,这使一体化压铸件的碳排放高于小压铸件,成为长期隐忧,也指向用再生铝生产免热材料的降本方向。
三、盈利模式:配方能力+原料渠道
立中集团从2014年立项研发免热合金,通过材料成分与工艺路线设计并经大量实验验证,于2020年获得专利,其专利成分在Si、Fe、Cu、Mn、Mg等元素上给出了明确的控制区间,2020年12月小批量生产用于电池支架结构件,合作方为文灿。作为再生铝行业龙头,公司凭借对再生铝的深刻理解走在行业前列,预计未来两三年可用20%—30%的再生铝替代原生铝,五年之后全部使用再生铝制造免热铝合金材料,在减少碳排放的同时有效降低成本。
渠道端同样构成盈利壁垒:大型一体化压铸件不便长期运输且运费昂贵,压铸机往往布局在整车周边;每次压铸还有接近一半的材料残余变成废料,需返还再生铝厂回收。立中产业布局覆盖多个国内主要汽车产业生产集群地,更靠近下游客户,具备渠道和铝回收经验优势,能实现多客户覆盖并节省运输费用。
新入局者则面临另一重门槛。以上海交大JDA系列为例,其材料不需热处理即可达到较高强度和塑性,但对铝的杂质元素控制要求非常高,间接要求企业具备较强生产能力,而交大本身没有实体工厂,生产存在一定不确定性。爱柯迪与北京有色金属所合作开发免热材料,需先解决成分控制严格带来的原料成本问题,盈利兑现节奏取决于配方稳定与原料采购的平衡。
常见问题
免热铝合金为什么能降低成本?
它省去了固溶与时效热处理工序,避免大型铸件在加热冷却中变形、进而需矫正并拉低良品率的问题。对一体化压铸的大尺寸部件而言,良品率提升直接对应单位成本下降。
为什么免热铝合金目前多用原生铝而非再生铝?
免热材料处于推广初期,企业成分配比仍在摸索,对各合金成分控制严格,需使用电解铝再精确添加合金元素。再生铝杂质含量较高,用于免热材料仍需进一步研究探索。
立中集团在免热铝材料上的优势来自哪里?
一是再生铝原材料优势,作为再生铝行业龙头,其规划以20%—30%再生铝替代原生铝、并逐步走向全部使用再生铝;二是渠道优势,产业布局覆盖多个国内主要汽车产业生产集群地,靠近下游客户并具备铝回收经验。