一体化压铸件体积大、铸造流程长,对材料流动性要求高,这是免热铝合金普遍走铝硅路线的核心原因。免热处理是大型一体化压铸结构件的关键——传统压铸需经固溶和时效热处理提升强度、韧性、疲劳性,但加热冷却带来的热胀冷缩会使大型部件变形、良品率下降、成本上升。在两条主流技术路线中,铝镁合金整体性能更优,但流动性不如铝硅合金;而一体化铸件最大长度可达两米四,充型流程长,因此行业普遍选用铝硅系免热合金。

下游需求如何反向塑造材料路线

材料选择并非单纯追求性能上限,而是由下游成型需求决定的。一体化压铸替代的是原本零散的小型压铸件,铸件尺寸跃升后,金属液需要流经更长路径才能填满模具,流动性由此成为首要约束。铝镁系虽然综合性能占优,却在这一环节存在短板;铝硅系中硅元素能显著改善流动性、减小收缩率,更契合大型薄壁结构件的充型要求。

从铝硅基体到免热性能

目前主流免热处理铝合金,基本上都是在传统铝硅合金的基础上,通过添加合适的化学变质元素,并结合实际压铸的凝固条件,获得以前需要热处理才能获得的力学性能。围绕这一方向,国内外企业均有布局:美国铝业、特斯拉等国外企业研发布局较早,已规模化量产;国内以上海交大、立中集团、广东鸿图等为代表,正在迎头赶上,各家材料具备各自的性能特点。

常见问题

免热铝合金为什么不能直接用铝镁系?

铝镁合金的整体性能更优于铝硅合金,但在流动性方面存在弊端。一体化压铸件体积大、充型流程长,对流动性要求高,因此行业普遍选用铝硅合金。

免热处理对一体化压铸意味着什么?

传统压铸依赖热处理提升综合性能,但热胀冷缩会导致大型部件尺寸变形、表面缺陷,整形会降低良品率、推高成本。免热处理材料因此成为大型一体化压铸结构件的关键。

国内免热铝合金材料进展如何?

国内以上海交大、立中集团、广东鸿图等为代表,其中立中集团于2020年获得发明专利证书,广东鸿图自研自制免热处理材料,各家产品性能各有优劣,总体仍在追赶国外较早布局的企业。