从立中集团Sr专利看一体化压铸免热合金的国产替代,自主可控走到哪一步?
从立中集团专利中Sr(锶)含量区间(0.015%-0.025%)的设定可以看出,国内一体化压铸免热处理铝合金已从早期的“跟随仿制”进入“自主配方”阶段,但对照国际主流合金的规模化量产进度,国产免热合金仍处于“迎头赶上”的进程中。以立中集团为代表的国内材料企业,在成分设计上已具备与国际品牌(如美铝的Castasil 37)同台对话的配方区隔能力,但在高端牌号的性能上限与大规模装车验证上,仍存在需要持续攻克的技术短板。
配方区隔:Sr含量背后的技术路线差异
免热处理铝合金的核心,在于通过添加化学变质元素(如Sr)替代传统热处理工艺来获得所需力学性能。对比主流合金成分表可以发现,立中集团专利的Sr含量设定为0.015%-0.025%,高于国际品牌Castasil 37和Aural 6的0.01%-0.015%。
| 合金名称 | Sr含量(%) | 抗拉强度(MPa) | 屈服强度(MPa) | 延伸率(%) |
|---|---|---|---|---|
| 立中集团专利 | 0.015-0.025 | ≥220 | ≥110 | ≥12 |
| 美铝C611 | 0.01-0.015 | 268 | 123 | 16.2 |
| 广东鸿图 | 0.01-0.02 | ≥230 | ≥150 | ≥6 |
更高的Sr含量区间,意味着立中在变质剂添加策略上选择了不同于海外巨头的技术路径。立中集团自2014年立项研发,于2020年获得发明专利证书,其专利在Si(9.1-10.0)、Ti(0.06-0.15)等元素配比上也形成了自身特色,并同样引入Mo、Zr等微量元素进行强化。
国产替代进程:从跟随到部分领跑
国内免热合金的研发起步并不晚。除立中集团外,上海交通大学(JDA1/JDA2系列)和广东鸿图(2015年启动研发、2016年获专利授权)构成了国产替代的主力阵营。其中广东鸿图是唯一一家自研自制免热处理材料的压铸厂,并与小鹏汽车等整车厂形成合作。
在性能对比上,立中集团与广东鸿图各有优劣:广东鸿图的抗拉强度和屈服强度更强,而立中集团的延伸率更优。官方资料明确指出,相比美铝的C611,两家国产材料总体仍存在一定差距——以延伸率为例,美铝C611达16.2%,而立中集团为≥12%。这反映出国产材料在“强度-塑性”的平衡上仍有提升空间。
自主可控的深层逻辑:再生铝与渠道壁垒
国产替代的终极目标不仅是“能用”,更是“可控”。立中集团作为再生铝行业龙头,其长期竞争力在于原材料与渠道的双重优势。一体化压铸件体积大、运输成本高,且每次压铸近半材料会变成废料需回收,这要求材料企业贴近汽车产业集群布局。立中集团产业布局覆盖多个国内主要汽车产业生产集群地,具备靠近下游客户的渠道优势与铝回收经验。
在原材料端,当前免热合金对各成分控制严格,主要使用电解铝(原生铝)制造,而一体化压铸所取代的小型压铸件原本多用再生铝,导致碳排放长期隐忧。立中集团凭借对再生铝的深刻理解走在行业前列,官方资料显示其计划在未来用20%-30%的再生铝替代原生铝,远期目标实现全部使用再生铝制造免热处理铝合金材料,从而兼顾降碳与降本。
常见问题
立中集团的免热合金与国际主流产品的差距有多大?
立中集团专利产品的抗拉强度≥220MPa、屈服强度≥110MPa、延伸率≥12%,与美铝C611(抗拉强度268MPa、屈服强度123MPa、延伸率16.2%)相比,在延伸率等关键韧性指标上仍存在差距。不过立中已在2020年实现小批量生产并用于电池支架结构件,完成了从专利到量产的关键跨越。
国产免热合金在供应链中的实际地位如何?
国内形成了上海交大、立中集团、广东鸿图三大代表性力量,分别通过产学研合作、材料企业直供、压铸厂自研三种模式切入。广东鸿图与小鹏汽车合作并于2022年试制铸件成功,立中集团与文灿合作供货。国产材料已进入主流车企供应链,但相比美铝等外企的“已规模化量产”状态,国内企业多处于小批量或试制阶段,大规模装车验证仍在推进中。
免热合金领域尚未攻克的技术短板是什么?
一是高端牌号的性能上限:国产材料在延伸率等韧性指标上与国际头部产品仍有差距,高性能牌号的强塑积平衡有待突破;二是再生铝的应用比例:当前免热合金仍以原生铝为主,如何在保证杂质控制的前提下提高再生铝使用比例,是行业共同的长期课题;三是材料与工艺的协同验证:免热合金需结合实际压铸凝固条件才能发挥性能,材料企业需与压铸厂、整车厂深度协同迭代。