一体化压铸用免热处理铝合金处于压铸产业链的上游材料环节,是连接铝合金材料企业与中游压铸厂、下游整车厂的关键起点。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,官方表述为流动性高于同级别材料15%以上、强塑积高30%以上,且已量产下线,意味着材料端与整车端的协同正在打通,属于免热处理铝合金产业链中面向一体化超大铸件应用的代表性进展之一。
免热处理铝合金为何处于产业链上游关键位置
一体化压铸的材料与传统压铸铝合金有本质不同,根源在于热处理这道工艺。传统压铸往往需要通过固溶和时效热处理来提升强度、韧性、疲劳性等综合性能,但加热和冷却产生的热胀冷缩会导致零部件尺寸变形并形成表面缺陷。对传统零散小部件而言,误差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,矫正虽能改善一定尺寸精度,却会降低良品率、推高成本。因此,开发免热处理铝合金材料,是大型一体化压铸结构件的关键前提。
在材料路线上,行业主要有铝硅系和铝镁系两条方向。铝镁合金整体性能更优,但流动性不如铝硅合金;一体化铸件体积更大、最长可达两米四,铸造时材料流程长、对流动性要求高,因此普遍选用铝硅合金。目前主流免热处理铝合金,基本都是在传统铝硅合金基础上,通过添加合适的化学变质元素,结合实际压铸凝固条件,获得以前需要热处理才能获得的力学性能。
材料—铸件—整车:上下游如何分工协作
从产业链关系看,免热处理铝合金材料企业处于上游,压铸厂处于中游,主机厂处于下游。材料端提供免热处理合金,中游压铸厂将其成型为大型一体化铸件,整车厂则将其应用于车身结构。华人运通高合汽车在TechCast™低碳铝合金上采取自用路线,即材料研发与整车应用在同一体系内推进,这种模式有助于缩短材料验证到量产装车的链条。
国内免热处理铝合金的参与者中,上海交大的材料认可度较高,其JDA1和JDA2两个系列不需热处理即可达到较高强度和塑性,但这类材料对铝的杂质元素控制要求很高,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。上市公司方面主要是立中集团和广东鸿图:立中集团是研发制造功能性合金新材料的科技型企业,从2014年立项研发免热处理合金项目,2020年获得专利;广东鸿图则是自研自制免热处理材料的压铸厂。整体来看,免热铝合金材料仍处于应用初期。
常见问题
TechCast™低碳铝合金在免热处理铝合金产业链中处于什么位置?
它处于产业链上游的材料环节,由华人运通高合汽车与上海交通大学合作全球首发,面向超大铸件应用。官方表述其流动性高于同级别材料15%以上、强塑积高30%以上,并已量产下线。这使其成为材料端与整车端协同打通的代表性案例之一。
免热处理铝合金为什么能替代传统热处理工艺环节?
传统压铸依赖固溶和时效热处理提升综合性能,但热处理过程中的热胀冷缩会使大型一体化部件变形、良品率下降、成本上升。免热处理铝合金通过在传统铝硅合金基础上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,从而省去热处理环节。
免热处理铝合金的上下游分工是怎样的?
上游是铝合金材料企业,负责开发免热处理合金;中游是压铸厂,将材料成型为大型一体化铸件;下游是主机厂,将铸件应用于整车。华人运通高合汽车在TechCast™上采取自用路线,材料与整车应用在同一体系内推进,有助于加快从材料到量产的衔接。