一体化压铸对免热处理铝合金的需求是刚性的,而在这个材料环节,海外企业布局更早、已实现规模化量产,中国企业整体处于追赶位置,但在再生铝原料端具备独特优势。大型一体化压铸件在压铸过程中有接近一半的材料残余变成废料,需返还再生铝厂回收,这一特性使再生铝龙头在免热铝合金赛道占据了原材料与渠道的双重优势。目前全球格局的基本盘是:美国铝业、特斯拉等海外企业进度领先,国内以上海交大、立中集团、广东鸿图为代表正在迎头赶上。

为什么免热处理是刚需

传统压铸件依靠固溶和时效热处理提升强度、韧性、疲劳性,但加热冷却产生的热胀冷缩会导致尺寸变形和表面缺陷。对大型一体化压铸件而言,变形风险被放大,矫正工艺又会拉低良品率、推高成本,因此免热处理铝合金成为大型结构件的关键材料。

在材料路线上,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,所以行业普遍选用铝硅合金,并在传统铝硅合金基础上添加化学变质元素,配合压铸凝固条件,获得原本需要热处理才能达到的力学性能。

全球格局:海外先行,中国追赶

海外方面,美国铝业于2015年4月发布EZCast专用铝合金,抗拉强度≥250MPa、屈服强度≥160MPa、延伸率≥7.5%,已规模化量产;特斯拉自研材料于2021年7月申请专利,屈服强度≥130MPa,弯曲角度大于等于20°,同样已规模化量产。

国内方面,立中集团自2014年启动研发,2020年获得发明专利证书,材料抗拉强度≥220MPa、屈服强度≥110MPa、伸长率≥12%,并于2020年12月小批量生产用于电池支架结构件;广东鸿图自研自制免热处理材料,其材料抗拉强度150MPa、屈服强度230MPa、延伸率6%,2022年1月试制铸件成功。此外,华人运通高合汽车与上海交通大学合作发布的低碳铝合金已量产下线,上海交大JDA系列材料认可度较高。就国产材料与美铝C611相比,总体仍存在一定差距。

再生铝:中国位置的另一面

免热铝合金处于推广初期,成分配比控制严格,目前主要使用电解铝精确添加合金元素,而一体化压铸所取代的小型压铸件多由再生铝制造,这使一体化压铸件的碳排放成为长期隐忧。立中集团作为再生铝行业龙头,在免热处理铝合金领域拥有原材料和渠道优势:一方面推进以再生铝替代原生铝,另一方面其产业布局覆盖多个国内主要汽车产业集群地,靠近下游客户,且压铸废料需返还再生铝厂回收,公司具备多客户覆盖与铝回收经验,可节省运输费用。

常见问题

一体化压铸为什么必须用免热处理铝合金?

因为大型一体化压铸件在热处理中热胀冷缩会导致尺寸变形和表面缺陷,矫正又会降低良品率、推高成本。免热处理铝合金能在不经过热处理的情况下获得所需力学性能,是大型结构件落地的关键。

中国免热处理铝合金目前处在什么水平?

国内企业整体处于追赶阶段。立中集团、广东鸿图等已推出自研材料并推进应用,上海交大JDA系列认可度较高,但相比美国铝业C611等海外材料,国产材料在力学性能上总体仍存在一定差距。

再生铝在免热铝合金中扮演什么角色?

一体化压铸件压铸过程中近半数材料变成废料,需返还再生铝厂回收。再生铝龙头在原料替代与铝回收渠道上具备优势,立中集团正推进以再生铝替代原生铝制造免热处理铝合金材料。