一体化压铸件最大长度可达两米四,铸造时材料流程长,对流动性要求极高。免热铝材料正是围绕这一核心需求展开设计:铝硅合金凭借显著的流动性优势成为主流路线,并通过添加变质元素与凝固条件控制,在免热处理的前提下获得所需力学性能,从而匹配大型铸件的充型与成形要求。
大型铸件如何倒逼材料升级
一体化压铸与传统压铸的核心差异在于免热处理。传统工艺需通过固溶和时效热处理提升强度、韧性等性能,但加热冷却过程会产生热胀冷缩,导致零部件尺寸变形和表面缺陷。对零散小部件而言,这类误差可通过整形工装消除;但一体化压铸的大型铝合金部件变形风险被放大,即使采用矫正工艺也会降低良品率、推高成本。因此,开发免热处理的铝合金材料是大型一体化压铸结构件落地的关键。
铝硅合金为何成为主流路线
免热处理铝合金的研究方向主要有两条:铝硅系与铝镁系。铝镁合金整体性能更优,但流动性不如铝硅合金。而一体化铸件体积远大于常规铸件,最大长度可达两米四,铸造时材料流程长,对流动性要求高,因此行业普遍选用铝硅合金。目前主流的免热处理铝合金,基本是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,获得以往需要热处理才能达到的力学性能。
针对大型件充型难题,华人运通高合汽车与上海交通大学合作全球首发的TechCast™超大铸件用低碳铝合金,官方数据显示其流动性高于同级别材料15%以上,强塑积高30%以上,已实现量产下线。这类高流动性材料正是为了解决大型铸件流程长、充型难的痛点而设计。
下游应用场景与材料匹配
从应用落地看,不同下游场景对材料的匹配需求已初步显现:
| 开发企业 | 应用方向 | 应用进度 |
|---|---|---|
| 立中集团 | 电池支架结构件(合作方:文灿) | 小批量生产 |
| 广东鸿图 | 整车铸件(合作方:小鹏汽车) | 试制铸件成功 |
| 华人运通高合汽车 | TechCast™超大铸件 | 已量产下线 |
常见问题
为什么一体化压铸不能用传统铝合金材料?
传统压铸铝合金需经热处理提升性能,但热处理产生的热胀冷缩会使大型部件尺寸变形,矫正工艺又会降低良品率、推高成本。一体化压铸的大型部件对尺寸精度要求极高,因此必须使用免热处理材料。
铝镁合金性能更好,为何不是主流?
铝镁合金整体性能优于铝硅合金,但流动性存在不足。一体化铸件最大长度可达两米四,铸造时材料流程长,对流动性要求高,铝硅合金因此成为行业普遍选择。
免热铝材料的流动性如何解决实际生产难题?
以华人运通TechCast™材料为例,其流动性高于同级别材料15%以上,能够应对大型铸件充型难题。这类高流动性材料配合合适的合金成分与凝固条件控制,可在免热处理前提下兼顾成形质量与力学性能。