一体化压铸大型结构件的尺寸最大可达2.4米,热处理带来的变形与良品率下降,使免热处理铝硅合金成为刚需材料。 立中集团自2014年立项研发免热处理合金,2020年获得发明专利,并于2020年12月实现小批量生产、用于电池支架结构件。这条细分材料赛道的空间,直接跟随一体化压铸件的渗透节奏释放:压铸件放量,材料需求随之打开,目前行业整体仍处于应用初期。

为什么大型压铸件必须用免热处理铝硅合金

传统压铸铝合金通常依靠固溶与时效热处理提升强度、韧性和疲劳性能,但加热与冷却过程中的热胀冷缩会导致零部件尺寸变形并产生表面缺陷。小型零散部件可用整形工装消除误差,而一体化压铸的大型部件变形风险被放大,矫正虽能改善部分尺寸精度,却会拉低良品率、推高成本。因此免热处理材料是大型一体化压铸结构件的关键。

在技术路线上,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。主流免热处理铝合金多在传统铝硅合金基础上,通过添加合适的化学变质元素并匹配实际压铸凝固条件,获得此前需热处理才能达到的力学性能。

立中集团的专利材料与放量节奏

立中集团是专门研发制造功能性合金新材料的科技型企业,2014年立项研发免热处理合金项目,从材料成分、工艺路线等方面设计并经大量实验验证,2020年获得专利。其专利材料主要技术指标为抗拉强度≥220MPa、屈服强度≥110MPa、伸长率≥12%,合作方为文灿,2020年12月小批量生产用于电池支架结构件。

开发企业研发进展应用进度
美国铝业2015年4月发布EZCast™专用铝合金已规模化量产
特斯拉自研,2021年7月申请专利已规模化量产
立中集团2014年启动研发,2020年获发明专利2020年12月小批量用于电池支架结构件

美国铝业等国外企业布局较早,已实现规模化量产;国内企业正在迎头赶上。就国内竞争格局看,上海交大材料的认可度较高,但其本身没有实体工厂,生产存在一定不确定性;上市公司中主要是立中集团和广东鸿图,两家产品各有优劣。立中集团作为再生铝行业龙头,在免热处理铝合金领域具备原材料与渠道两方面优势:一方面,公司凭借对再生铝的深刻理解走在行业前列,预计未来两三年可用20%—30%的再生铝替代原生铝,五年之后全部使用再生铝制造免热处理铝合金材料,既减少碳排放又有效降低成本;另一方面,大型一体化压铸件不便长期运输且运费昂贵,压铸机往往布局在整车周边,且每次压铸有接近一半材料残余变为废料、需返还再生铝厂回收,而立中产业布局覆盖多个国内主要汽车产业生产集群地,更靠近下游客户,能实现多客户覆盖并节省运输费用。

市场空间怎么看

免热处理铝合金材料仍处于应用初期,各家企业对材料成分配比仍在摸索,谁能最终胜出尚不好说。这条赛道的空间本质上由一体化压铸件的渗透速度决定:压铸件放量,材料需求同步释放。国内材料企业面对的增长窗口,来自国外企业已量产验证的方向确定性,以及国内压铸厂自研或合作开发带来的配套需求。至于具体的市场规模数值,需以官方后续公布及第三方实测数据为准,不宜以单一环节的静态数据外推。

常见问题

一体化压铸为什么一定要用免热处理铝合金?

热处理过程中热胀冷缩会使大型部件尺寸变形并产生表面缺陷,矫正又会降低良品率、推高成本,因此大型一体化压铸结构件必须采用免热处理材料。立中集团等企业的专利合金,正是为在免热处理条件下获得所需力学性能而开发。

立中集团的免热处理合金目前进展如何?

立中集团2014年立项研发,2020年获得发明专利证书,主要技术指标为抗拉强度≥220MPa、屈服强度≥110MPa、伸长率≥12%,2020年12月实现小批量生产并用于电池支架结构件,合作方为文灿。相较美国铝业、特斯拉已规模化量产,国内材料整体仍在追赶阶段。

国内免热处理铝合金的市场空间由什么决定?

空间主要由一体化压铸件的渗透节奏决定,压铸件放量则材料需求随之释放。同时,再生铝替代原生铝的进度会影响成本与碳排放表现,立中集团预计未来两三年可用20%—30%的再生铝替代原生铝,五年后全部使用再生铝,这一路径的落地节奏也会影响其材料环节的竞争力。