我國免熱處理鋁合金及鋁合金一體化

大型壓鑄行業呈現高質量快速發展態勢

姜玉敬

 在全球社會應對氣候變暖帶來的挑戰、實現“雙碳”目標和人類可持續發展的征程中，鋁合金為全人類可持續發展和社會進步事業發揮著重要作用。這主要歸根于鋁合金具有質量輕、強度高、耐腐蝕、延展性好、易加工、無磁性、沖擊不產生火花、無低溫脆性、無毒性、散熱性強、導電性好、沖擊吸收性較好、可焊接、耐核輻射性和再生循環利用率高等特性。正因為鋁材料具有優良的特性，因此在航空、航天、汽車、機械制造、船舶及現代工業等領域中得到了極其廣泛的應用。尤其在現代的交通運輸、新能源汽車、重大裝備等領域中，一體化免熱處理壓鑄鋁合金材料成為世界壓鑄鋁合金行業的時代潮流。

鋁及鋁合金的發明歷程

在全球鋁及鋁合金發展進程中，具有劃時代的節點讓人們記憶深刻：1808年，實驗室電解還原出金屬鋁；1888年，采用熔鹽電解法實現工業化生產出原鋁；1890年，發明世界最早的鋁銅合金，為原鋁成為結構材料變為現實；1908年，發明電工鋁合金1050，并制成鋼芯鋁絞線，開創高壓遠程輸電先鋒；1914年，鋁合金壓鑄投入商業化運營，隨著汽車工業的發展和冷室壓鑄機的發明，得到了快速發展；1943年，Alcoa發明了6063合金及7075合金，開創高強度鋁合金的新紀元；1965年，Alcoa發明A356鑄造鋁合金，成為經典鑄造合金鋁。

20世紀80年代至今，鋁合金開始逐漸應用于工業、軍事、科技、航空航天、交通運輸、機械制造、電力電器等各個領域；尤其進入新世紀，全球已開發出成千上萬種滿足各領域需要的鋁合金。鋁在人類生產生活的輕量化、現代化發展領域貢獻著關鍵作用。

我國一體化壓鑄免熱處理鋁合金產業鏈呈現快速發展態勢

近年來，我國免熱處理鋁合金材料和鋁合金一體化大型壓鑄行業已呈現出高質量快速發展態勢，在一體化大型壓鑄鋁合金材料技術上已處于世界先進水平，完全可以滿足一體化大型壓鑄的技術質量要求。

一是我國已建立起完整先進的鋁合金生產與加工體系，鋁合金生產門類齊全，生產規模創全球第一大國。據不完全統計，我國現有鑄造鋁合金企業近3100家，年產能約為2100萬噸；鋁合金壓鑄企業約2000家，年產能達1400萬噸左右；鋁合金壓鑄產量從1990年14.9萬噸上升到2022年的755萬噸，年平均增長率為13.05%。

二是自主知識創新體系完善，創新能力迅速增強。據佰騰網和智研咨詢數據顯示，2008～2022年，我國一體化壓鑄專利申請總體呈現快速上升趨勢，其專利申請總量達237件，其中，2021年創近20年來的峰值，其專利申請量達到40件；2022年，我國一體化壓鑄專利申請量為32件。新能源汽車的發展以及特斯拉在Model Y實現了一體化壓鑄技術量產后，國內新能源汽車企業、壓鑄企業、設備/模具制造企業和鑄造鋁合金企業正不斷加大對一體化壓鑄的研發投入，建立起了高起點、現代化研發機構及專業研發團隊，并在產、學、研道路上開展良好的深入合作，進一步推動了我國一體化壓鑄技術的快速應用與發展。

三是當下全球最具先進性的一體化免熱處理鋁合金壓鑄行業蓬勃發展。對于汽車行業，車身一體化壓鑄具有卓越的優越性：可以提高整體車身的安全性，減少多種零部件檢查驗收工作量，提高汽車的高效穩定生產率，能夠降低綜合生產成本20%～30%。一體化大型壓鑄鋁合金車身重量輕，節省能源消耗，并且車輛報廢后回收利用價值高。因此，我國在一體化免熱處理鋁合金壓鑄行業已建立起從原材料研發生產、設備制造、模具制造、到大規?，F代化生產以及不斷創新的整體高速發展格局。在一體化壓鑄產業鏈的上游主要是材料供應商、設備制造商和模具制造商，免熱處理鋁合金材料大型企業主要有立中集團、中國鋁業、南通鴻勁、蘇州慧金等。同時清華大學、上海交大等高校及企業也在全面開展免熱處理鋁合金新材料的研發。其中，立中集團自主研發的LDHM-02、AlSi7MnMg、低碳再生LZ-1號合金以及與清華大學聯合研發的THLZ合金材料已形成產品系列。設備制造企業主要有力勁科技、海天金屬、伊之密等；模具制造企業主要有賽維達、臻至、廣州型腔等；大型鋁合金壓鑄企業主要有文燦股份、拓普集團、廣東鴻圖、美利信、愛柯迪等；主機廠公司主要有特斯拉、比亞迪、理想、蔚來、小鵬、華人遠通、吉利極氪、一汽紅旗、長安等諸多新能源汽車制造公司。我國已形成了世界上最具競爭力和完整的一體化免熱處理大型鋁合金壓鑄產業鏈條。

四是裝備水平呈大型化、智能化，逐步實現高質量、高效率自動化生產。據不完全統計，到2022年年底，我國已建成大噸位一體化壓鑄機的年生產能力達到800萬件，擁有6000T、6100T、6600T、6800T、7000T、7200T、8800T、9000T、9200T、12000T的系列一體化超大壓鑄機約81臺/套，正在建設的各種型號大型一體化壓鑄機約55臺/套，一體化壓鑄年生產能力將達到1450萬件。同時，生產線實現人工智能操控和高效生產。

 五是市場呈現出不斷增長的繁榮景象。鋁合金在汽車中有著非常廣泛的應用，動力與傳動系統、車身與內外飾系統、熱交換系統、車輪等零部件均采用鋁合金材料。

  汽車不同零部件鋁合金使用率

隨著汽車輕量化的發展，未來鋁合金應用的快速增長主要集中在覆蓋件、車身及車身結構件上，全鋁車身將從現在的4％提升到18%，年平均復合增速達16%以上。

據中國汽車工業協會統計，2022年我國新能源汽車的產量為705.8萬輛，同比增長96.9%；銷量為688.7萬輛，同比增長93.4%。在當前新能源車銷量高速增長以及大型一體化鋁合金壓鑄件使用不斷擴大背景下，一體化鋁合金壓鑄行業將邁入高速發展階段。

除在重要的汽車領域應用外，我國航空航天、電子電器、重大裝備、船舶、人工智能等領域的全面興起，對鋁合金壓鑄件的需求也呈現大幅增長趨勢。

推進我國免熱處理鋁合金材料產業發展亟待關注的問題

在鋁合金壓鑄行業高質量快速發展的態勢下，筆者認為當前我們更應清醒地認識和科學把握行業發展中存在的客觀問題。

一是行業管理尚待進一步規范。目前，鋁合金壓鑄行業依然存在諸多規模小、裝備落后、效率較低的“作坊式”鋁合金壓鑄廠家，行業可通過政策引導、結構調整、加大力度鼓勵產業轉型升級、嚴格把控產品質量與監督、嚴格市場準入制度、杜絕不良競爭等措施，優化行業結構，全面提升行業高質量發展。

二是我國一體化鋁合金壓鑄起步較晚，在鋁合金材料的選用方面存在信息了解少和過于信賴外國標準等問題。比如，Alcoa的C611材料嚴格上說并不算是一種大型一體化免熱處理鋁合金材料，但其在該領域較早得到了應用。C611化學組成并非專利技術，特定的熱處理工藝才是專利獲得授權的主要原因，并且該專利技術已于2023年2月到期失效；最近幾年國內相當一部分鋁合金企業采取套用專利的方法進行其產品開發，因缺乏自主研發能力，沒有創新性，造成市場上魚珠混雜；更重要的是我國一些有自主研發實力的大型鋁合金企業研發的適合于一體化免熱處理鋁合金壓鑄專利技術，如國內企業和高校的諸多專利技術：CN202010018461.7、CN202010270476.2、CN202111558726.3、CN202210038413.3 、CN202210800086.0、CN202211709047 .6等等，不僅具有能增進鋁合金材料性能的獨特化學元素組成，而且具有性能更優越、生產工藝更先進的技術；因此，壓鑄行業上要大膽自主創新，為企業降本增效，為我國鑄造鋁合金材料技術和免熱處理一體化大型壓鑄行業良性、健康發展做貢獻。

三是在一體化免熱處理鋁合金壓鑄行業中，我國的民營企業已走在前列，為國民經濟的發展作出卓有成效的貢獻。眾所周知，鋁合金鑄造業大約占全球原鋁消費的25%，特別是當代和未來的發展，隨著新能源汽車、重大裝備、航空航天、海洋開發利用、軍事等，一體化鋁合金壓鑄行業將會起著重要支撐作用。國有企業也應發揮重要作用，實現強國、利民、造福人類的宏愿。

四是要堅定地支持和鼓勵我國自主知識產權和品牌創新發展。國家、各級政府和行業組織等部門應從政策和實際行動上給予實質性支持，共同抵制不利于市場良性發展的行為，加大力度鼓勵和支持科技進步和品牌創新，確保我國鑄造鋁合金和鋁合金壓鑄行業可持續、高質量發展。

五是在鋁合金壓鑄行業及其應用領域中，堅定地推動并積極采用更優質、性價比高的新型壓鑄鋁合金材料，降低成本，促進行業高質量發展，不斷提升我國行業的創新能力和國際市場競爭力，要把創新與開發應用牢牢地根植于祖國大地，樹立全球市場良性發展的思想，以實際行動，造福全人類。

 世界汽車工業的發展面臨著三大主題：節能、環保與安全。根據相關研究機構的試驗驗證，汽油乘用車減重10％可以減少3.3％的油耗，減重15％可以相應的減少5％的油耗，一體化免熱處理鋁合金壓鑄強勢助力汽車行業的可持續發展；航空航天事業的發展，高性能一體化鋁合金產品的開發與應用將彰顯其優越性能；一系列的重大裝備應用領域，一體化鋁合金壓鑄也大有作為。免熱處理鋁合金材料和一體化免熱處理鋁合金壓鑄行業快速高質量發展的時代已經來臨。