在一体化压铸的材料环节,免热处理铝合金的全球格局呈现“外资布局更早、已规模化量产,中国企业与高校迎头赶上”的态势。美国铝业、特斯拉等外企起步较早并已实现规模化量产;国内以立中集团、广东鸿图、上海交通大学等为代表,在专利、成分设计与应用进度上持续跟进,但相比美铝C611在强度与延伸率上仍存在一定差距。再生铝路线被视为国产材料差异化的潜在突破口。
全球格局:外资先行,国产追赶
免热处理铝合金是一体化压铸大型结构件的关键材料——大型部件若经热处理,热胀冷缩易导致尺寸变形、良品率下降,因此材料需在免热处理条件下达到所需力学性能。目前主流路线为铝硅合金,因其流动性更适合流程较长的大型铸件。
从研发时序看,美国铝业于2015年4月发布EZCast™专用铝合金,主要技术指标为抗拉强度≥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,主要技术指标为屈服强度≥130MPa、弯曲角度≥20°,同样已规模化量产并自用。国内方面,立中集团2014年启动研发、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月小批量生产用于电池支架结构件;广东鸿图2015年起研发免热处理材料,2016年获专利授权,属自研自制的压铸厂;上海交通大学的JDA系列认可度较高,但材料对杂质元素控制要求高,而校方无实体工厂,生产存在一定不确定性。
中外材料性能对比
| 合金 | 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:广东鸿图抗拉强度与屈服强度更强,立中集团延伸率更优;但相比美铝C611,两家国产材料总体仍存在一定差距。
差异化路径:再生铝
免热处理铝合金尚处推广初期,各企业成分配比仍在摸索,对合金成分控制严格,需使用电解铝并精确添加合金元素;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,正推进以再生铝替代原生铝制造免热处理铝合金,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,既减少碳排放又降低成本。渠道上,大型一体化压铸件不便长期运输、压铸废料需回收,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,具备多客户覆盖与节省运费的优势。
常见问题
中国在免热处理铝合金材料环节处于什么位置?
整体处于追赶位置。美国铝业、特斯拉等外企布局更早并已规模化量产,国内立中集团、广东鸿图、上海交大等已形成专利与产品储备,但相比美铝C611在强度与延伸率上仍有差距。
国产免热处理铝合金有哪些代表企业?
代表性力量包括立中集团、广东鸿图和上海交通大学。立中集团较早立项并获发明专利,广东鸿图是自研自制的压铸厂,上海交大的JDA系列认可度较高但生产存在一定不确定性。
再生铝为什么被视为国产材料的突破口?
免热处理铝合金目前多需使用电解铝,而一体化压铸件碳排放高于小压铸件是长期隐忧。立中集团凭借再生铝行业龙头地位,正推进以再生铝替代原生铝,兼具减碳与降本潜力。