一体化压铸免热处理铝合金的全球格局呈现“外资起步早、进度领先,中国企业与高校加速追赶”的态势。美国铝业等国外企业研发布局较早,已实现规模化量产;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,在专利与量产落地上已有明确落点,但部分性能指标与海外龙头相比仍存在一定差距。 技术路线上,行业普遍选用铝硅合金,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,获得以往需热处理才能达到的力学性能。
全球格局:外资先行,规模化量产领先
美国铝业是布局较早的代表,其EZCast™专用铝合金于2015年4月发布,主要技术指标为抗拉强度≥250MPa、屈服强度≥160MPa、延伸率≥7.5%,合作方包括帅翼驰等,目前已规模化量产。特斯拉则为自研路线,2021年7月申请专利,主要技术指标为屈服强度≥130MPa、弯曲角度大于等于20°,材料自用,同样已规模化量产。整体看,国外企业因研发起步早,在量产进度上处于领先位置。
中国位置:高校与上市公司多点落点
国内竞争格局中,上海交大的材料认可度较高,其JDA1、JDA2系列无需热处理即可达到较高强度与塑性,但因对铝的杂质元素控制要求高,且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与广东鸿图。
立中集团从2014年启动免热处理合金项目研发,2020年获得发明专利证书,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月实现小批量生产,用于电池支架结构件。广东鸿图是自研自制免热处理材料的压铸厂,2015年开始研发,2016年获得专利授权,合作方为小鹏汽车,2022年1月17日试制铸件成功。
此外,华人运通/高合汽车于2021年12月与上海交通大学合作全球首发TechCast™超大铸件用低碳铝合金,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,已量产下线;湖北新金洋于2022年1月在高端韧免热处理压铸铝合金研发上取得重要突破,内部已完成稳定性测试并交付客户小批量生产试用;爱柯迪则与北京有色金属所合作开发。
中外材料性能对比
| 合金名称 | 专利申请时间 | 抗拉强度(MPa) | 屈服强度(MPa) | 延伸率(%) |
|---|---|---|---|---|
| 立中集团 | 2020年1月 | ≥220 | ≥110 | ≥12 |
| 美铝C611 | — | 268 | 123 | 16.2 |
| 广东鸿图 | 2015年11月 | ≥230 | ≥150 | ≥6 |
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,立中集团的延伸率更优。相比美铝C611,两家国产材料总体仍存在一定差距。
常见问题
免热处理铝合金为什么对一体化压铸很重要?
一体化压铸的大型铝合金部件在热处理中会因热胀冷缩产生尺寸变形和表面缺陷,矫正又会降低良品率、推高成本。免热处理材料能省去这道工序,因此成为大型一体化压铸结构件的关键。
立中集团与广东鸿图在免热处理铝合金上各有什么特点?
立中集团2014年启动研发、2020年获发明专利证书,延伸率表现更优,合作方为文灿;广东鸿图2015年起自研、2016年获专利授权,抗拉强度与屈服强度更强,合作方为小鹏汽车。
国内免热处理铝合金目前处于什么阶段?
整体仍处应用初期,究竟哪种材料最终胜出尚不明朗。国内在专利与量产落地上已有明确进展,但部分性能指标与海外龙头相比仍需进一步缩小差距。