免热处理铝合金是突破一体化压铸大型部件尺寸变形与良品率瓶颈的关键材料,它让大型铸件无需传统热处理即可获得所需力学性能,直接推动了该技术的产业化落地。
传统压铸铝合金需要通过固溶和时效热处理来提升强度、韧性等综合性能,但热处理伴随的热胀冷缩会导致零部件尺寸变形和表面缺陷。对于传统小部件,这种误差可通过整形工装消除;但对于一体化压铸的大型铝合金部件(最大长度可达两米四),变形风险被放大,即便增加矫正工艺也会降低良品率、推高成本。因此,开发免热处理铝合金成为大型一体化压铸结构件产业化的关键拐点。
材料演进:从铝硅系到国产突破
目前主流的免热处理铝合金路线是铝硅系合金。企业在传统铝硅合金基础上,通过添加合适的化学变质元素并结合实际压铸的凝固条件,获得原本需要热处理才能达到的力学性能。
国内外企业都在开发和推广这类材料。美国铝业等国外企业研发布局较早,已实现规模化量产;国内企业则迎头赶上。代表性进展包括:
- 立中集团:2014年启动研发,2020年获得发明专利证书,其材料抗拉强度≥220MPa、屈服强度≥110MPa、伸长率≥12%,2020年12月已小批量生产用于电池支架结构件。
- 广东鸿图:2015年开始研发,2016年获得专利授权,其材料抗拉强度≥230MPa、屈服强度≥150MPa、延伸率≥6%。
- 上海交通大学:其JDA系列(如JDA1、JDA2)无需热处理即可达到较高强度和塑性,在国内认可度较高。
长期展望:再生铝与成本优势
免热处理铝合金材料目前仍处于应用初期。从长期看,用再生铝替代原生铝作为原材料,是降低碳排放和成本的重要方向。立中集团作为再生铝行业龙头,凭借对再生铝的深刻理解和广泛的产业布局,在原材料和渠道方面具备优势,未来有望在免热处理铝合金领域占据领先地位。
常见问题
为什么一体化压铸必须用免热处理铝合金?
因为大型一体化压铸件在传统热处理过程中,热胀冷缩会导致严重的尺寸变形和表面缺陷,即便增加矫正工艺也会显著降低良品率、推高成本。免热处理铝合金通过材料成分设计,在压铸后直接达到所需性能,避免了热处理环节,是解决这一矛盾的关键。
目前主流的免热处理铝合金是哪一类?
主流路线是铝硅系合金。相比铝镁系,铝硅合金的流动性更好,更适合一体化压铸中大型部件(最大长度约两米四)对材料流程长度的高要求。
国内哪些企业在免热处理铝合金方面有代表性进展?
代表性企业包括立中集团(2020年获专利,已小批量生产)、广东鸿图(2016年获专利,2022年试制铸件成功),以及上海交通大学(其JDA系列材料认可度较高)。国内企业的材料性能正在迎头赶上。