一体化压铸用免热处理铝合金的国产替代正在推进,但尚未完成。海外以美国铝业为代表的厂商布局更早、已实现规模化量产,特斯拉则自研自用;国内立中集团、广东鸿图等企业已推出自主牌号,部分力学性能指标接近海外水平,但综合指标与美铝C611相比仍存在一定差距。 从自主可控路径看,关键在于强化杂质元素控制与稳定生产能力,并推动材料商与压铸厂的协同验证。

海外起步早,国产牌号已成形

免热处理铝合金是一体化压铸大型结构件的关键材料——大型铸件在热处理中变形风险被放大,因此需要不经热处理即达到目标力学性能。目前主流路线是铝硅合金,因其流动性更适合长流程充型。

海外方面,美国铝业等企业研发布局较早,已规模化量产;特斯拉自研材料并自用,同样已规模化量产。国内企业则在迎头赶上,代表性牌号包括:

开发企业研发进展主要技术指标
立中集团2014年启动研发,2020年获发明专利证书抗拉强度≥220MPa、屈服强度≥110MPa、伸长率≥12%
广东鸿图2016年起自主开发并与中铝苏州研究院合作抗拉强度≥230MPa、屈服强度≥150MPa、延伸率≥6
美铝C611—抗拉强度268MPa、屈服强度123MPa、延伸率16.2%

立中集团的材料于2020年12月小批量生产,用于电池支架结构件,合作方为文灿;广东鸿图则与小鹏汽车合作,2022年1月试制铸件成功。两家国产材料各有优劣:广东鸿图在抗拉强度和屈服强度上更强,立中集团延伸率更优。

差距在哪,路径何在

与美铝C611相比,两家国产材料总体仍存在一定差距,这既体现在单项指标上,也体现在批次稳定性与规模化供货能力上。

上海交大的JDA系列材料认可度较高,无需热处理即可达到较高强度与塑性,但其对铝的杂质元素控制要求非常高,间接要求生产企业具备较强的制造能力;由于校方本身没有实体工厂,其生产落地存在一定不确定性。这也说明,材料牌号的突破只是第一步,稳定量产能力才是国产替代的真正门槛。

自主可控的可行路径包括:一是强化杂质控制与生产能力,免热处理铝合金对各合金成分控制严格,目前多需使用电解铝并精确添加合金元素;二是材料商与压铸厂协同验证,通过实际压铸凝固条件反复匹配成分与工艺。立中集团作为再生铝行业龙头,在原材料与渠道方面具备优势——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,并具备铝回收经验。官方表述显示,未来两三年有望用20%-30%的再生铝替代原生铝,五年后实现全部使用再生铝制造免热处理铝合金材料,这既有助于降低碳排放,也有助于控制成本。

常见问题

国产免热铝合金目前达到什么水平?

以立中集团为例,其专利材料指标为抗拉强度≥220MPa、屈服强度≥110MPa、伸长率≥12%,已实现小批量生产并用于电池支架结构件。广东鸿图材料在强度指标上更高,延伸率则相对较低。两者与美铝C611相比,综合指标仍有一定差距。

免热铝合金国产替代的最大难点是什么?

难点不只在配方,更在稳定量产。免热处理铝合金对杂质元素控制要求高,需要企业具备较强的生产能力;上海交大JDA系列虽认可度较高,但因校方无实体工厂,生产落地存在不确定性。此外,材料需与压铸厂协同验证,才能匹配实际凝固条件。

再生铝能否用于免热铝合金?

可以,且是重要方向。免热铝合金目前多使用电解铝以精确控制成分,而一体化压铸件碳排放高于原有小压铸件,因此探索再生铝应用具有意义。立中集团正推进以再生铝替代原生铝,官方表述为未来两三年替代比例有望达20%-30%,五年后全部使用再生铝。