一体化压铸用免热处理铝合金的国产替代已从“空白”走到“量产追赶”阶段:美国铝业等外企布局早、已规模化量产,国内以上海交大、立中集团、广东鸿图为代表的力量正迎头赶上,其中立中集团于2020年获得发明专利,广东鸿图于2016年获得专利授权,部分国产材料已进入小批量生产或试制环节。总体看,国产材料在延伸率等指标上已具备特色,但相较美铝C611等成熟牌号仍存在一定差距,自主可控的突破点集中在成分设计、工艺稳定性与再生铝应用上。
国产替代走到哪一步了
从研发进展看,国内已形成高校与上市公司并行的格局。上海交大的JDA系列材料认可度较高,其JDA1、JDA2系列无需热处理即可达到较高强度与塑性,但由于对铝的杂质元素控制要求很高,而交大本身没有实体工厂,生产环节仍存在一定不确定性。
上市公司中,立中集团从2014年启动研发,2020年获得发明专利证书,2020年12月实现小批量生产,用于电池支架结构件,合作方为文灿;广东鸿图2015年开始研发免热处理材料,2016年获得专利授权,并与小鹏汽车合作,2022年1月17日试制铸件成功。此外,华人运通高合汽车与上海交通大学合作全球首发TechCast™超大铸件用低碳铝合金,已量产下线。
国产材料与美铝C611的差距
从力学性能看,国产材料各有优劣,总体与美铝C611仍有一定差距。
| 合金名称 | 抗拉强度(MPa) | 屈服强度(MPa) | 延伸率(%) |
|---|---|---|---|
| 立中集团 | ≥220 | ≥110 | ≥12 |
| 美铝C611 | 268 | 123 | 16.2 |
| 广东鸿图 | ≥230 | ≥150 | ≥6 |
立中集团延伸率表现较优,广东鸿图在抗拉强度与屈服强度上更强,但相比美铝C611,两家国产材料总体仍存在一定差距。需要说明的是,材料性能需结合具体压铸凝固条件与部件结构综合评估,单一指标不宜直接外推为整体优劣。
自主可控的突破点
免热处理铝合金目前仍处于应用初期,主流技术路线为铝硅合金——因其流动性更适合大型一体化铸件(最大长度可达两米四)的充型要求。行业普遍在传统铝硅合金基础上,通过添加化学变质元素并结合压铸凝固条件,获得原本需要热处理才能达到的力学性能。
突破点之一在于原材料。由于免热处理铝合金对各合金成分控制严格,目前需使用电解铝并精确添加合金元素,而一体化压铸件所取代的小型压铸件多由再生铝制造,导致前者碳排放更高。立中集团作为再生铝行业龙头,在再生铝替代原生铝方面具备技术积累,并拥有覆盖多个国内主要汽车产业集群地的渠道布局,更靠近下游客户,同时具备铝回收经验。
常见问题
国产免热处理铝合金目前量产了吗?
部分国产材料已进入量产或试制阶段。立中集团2020年12月实现小批量生产,用于电池支架结构件;华人运通高合汽车与上海交通大学合作的TechCast™低碳铝合金已量产下线;广东鸿图与合作的铸件于2022年1月试制成功。
国产材料相比美铝C611还有哪些差距?
从公开力学性能数据看,立中集团与广东鸿图的抗拉强度、屈服强度、延伸率与美铝C611相比总体仍存在一定差距,但两家国产材料各有侧重:立中集团延伸率较优,广东鸿图强度指标更强。
为什么再生铝是免热处理铝合金的重要方向?
免热处理铝合金成分控制严格,目前主要使用电解铝,导致一体化压铸件碳排放高于传统小压铸件。再生铝能耗与温室气体排放显著低于原生铝,若能用再生铝替代原生铝制造免热处理材料,既可减少碳排放,也有助于降低成本。