上期，压铸天地围绕我国一体化压铸成长之路特别推出新能源汽车产业链不同环节做个盘点，对当前超大型结构件压铸企业进行了分析介绍，获得很多粉丝的认可和好评。现在我们针对一体化压铸国内新材料的研发现状进行盘点、分析。
校企攻关出成果
此前，上海交大轻合金国家工程中心全球首发低碳铝合金新材料。该材料是华人运通高合汽车与上海交通大学轻合金国家工程中心基于“现代工业的维生素”稀土元素的特性并加以增强、优化，打造出TechCastTM这一新型铝合金铸造材料，为国家重要战略资源产业带来突破性创新。
双方组建的联合团队经过多轮研发攻关和零件验证，在材料开发、性能优化、制造工艺和系统集成验证等方面实现了100%全流程正向开发，在材料压铸性能、力学性能、制造性能、环境耐久性能等指标上表现优异，该材料的流动性高于同级别材料15%以上，强塑积高30%以上，达到了国际领先水平。
TechCastTM稀土材料体系的研发，体现了在高端材料领域100%自主研发的实力，成功打破技术垄断，真正将技术掌握在自己手中。该材料的车端创新应用，将取消传统铸铝件的热处理工艺环节，避免因热处理导致的尺寸变形、表面质量缺陷等问题，提高产品质量、优化生产效率、降低零部件成本。前不久，华人运通与拓普集团合作使用该材料本次成功生产出长宽分别近1700mm和1500mm的超大型结构件，这也是目前汽车零部件领域已知最大的一体化铝合金压铸件，实现减重15%~20%。
据悉，通过华人运通高合汽车与上海交通大学轻合金国家工程中心持续的应用开发，TechCastTM材料的应用前景将更为广泛，有望在一体式大型压铸车身薄壁结构件、门盖内板、电池包壳体等超大铸件上发挥出重要作用，并在高合汽车的后续车型上大批量采用。双方表示还将推进建立多领域合作的华人运通-上海交通大学联合实验室，并签署“新材料应用联合创新开发平台”战略框架协议。
企业攻关新材料出成果
资料显示，在汽车轻量化大背景下，一体化压铸加速汽车结构件、承重件等零部件铝代钢进程，免热处理铸造铝合金是其必需材料，随一体化压铸零部件上量，预计国内乘用车免热材料年需求量将从1-2万吨增至2025年的104万吨、2030年的600万吨，带动乘用车单车铸造铝用量从100kg+增至300kg+，汽车铸造铝总需求将从2020年的307万吨增至2025年的633万吨(CAGR16%)、2030年的906万吨(CAGR11%)。
立中集团
立中集团专注“铝合金及铝合金高端应用”主业30余年，全产业链布局，拥有再生铸造铝合金、铝合金车轮、中间合金三大主业。随着一体化压铸推动铸造铝行业扩容，立中集团保持已有的龙头地位的同时在一体化压铸材料领域研发进一步布局、投入、攻关。
此前，立中集团人士表示：“公司自主研发免热处理合金材料，已成为某豪华品牌一体压铸成型新能源车电池支架的原材料，并已交付整车客户开始试验，其他的客户认证也在进行，该免热处理铝合金材料除可用于电池支架一体压铸成型外，还可以用于新能源汽车一体压铸成型车身。”
值得注意的是，免热处理铝合金是一体化压铸的关键材料，其技术壁垒雄厚。而立中集团是目前国内唯一一家成功研发免热处理铝合金材料并申请到专利的公司。目前，该种合金主要是海外企业生产，如美铝、德国莱茵菲尔德等。立中集团历经十年的技术创新，成功打破国外技术垄断，研发出LDHM-02免热处理合金材料，并形成批量供货。
帅翼驰
无独有偶，帅翼驰新材料集团有限公司(以下简称：“帅翼驰集团”)作为国内率先布局非热处理车身结构件的铝合金企业，近年来在非热处理车身结构件铝合金应用方面积累了大量经验，其拳头产品是以EZCAST™系列命名的高强韧铸造铝合金。此前，公司与世界500强企业美国铝业公司(ALCOA)签订中国独家铝合金新材料专利和专有技术授权许可协议。目前，帅翼驰不需要热处理的压铸合金已完成试产，随时可进行量产。双方的强强联合预计美铝在华业务将迎来新的高潮。
红色零件为典型铝合金车身结构件
资料显示，EZCAST™系列EZCAST™系列合金由美国铝业公司在上世纪90年代开发成功，并成功应用于奥迪A8的全铝车身的结构件上；经过10多年的市场应用和不断的优化改进，逐步形成可以按客户对零件机械性能要求进行定制生产的合金系列。EZCAST™系列合金由美国铝业公司在上世纪90年代开发成功，并成功应用于奥迪A8的全铝车身的结构件上；经过10多年的市场应用和不断的优化改进，逐步形成可以按客户对零件机械性能要求进行定制生产的合金系列。
除了上述企业，湖北新金洋资源股份公司也发布公告表示，公司在高强韧免热处理压铸铝合金的研发上取得重要突破。目前该产品在公司内部已完成多批次的稳定性验证，并交付客户小批量生产试用。
新金洋表示，通过合金成分优化设计、原材料精细化预处理、熔体精炼纯净化和变质处理等全流程把控，压铸后合金性能稳定。其中：抗拉强度280MPa、屈服强度130MPa、延伸率13%，各项性能指标优良。
压铸企业亦布局新材料
在汽车领域，我国汽车用铝合金板材仍面临三大问题：①缺少具有自主知识产权的汽车用铝合金，高端汽车用铝未实现系列化，难以满足汽车公司的个性化需求；②汽车板应用技术研发平台建设不足，在先进成形、异种材料连接、低成本与环保的零部件制造与表面处理方面都需加强研究；③需加强铝合金型材在新能源汽车上的应用，建立相应技术创新平台，开发车身结构、电驱系统、电池托盘、副车架、表面处理等相关产品。对此，部分实力雄厚的压铸企业亦布局新材料。
敏实集团
众所周知，敏实集团是全球汽车零部件设计、制造百强企业，电池盒业务更是全球领先。但是在材料方面，敏实集团也是默默耕耘布局，已完成250MPa屈服强度的高强度铝材的研发，成为国内唯一在突破这一屈服强度的基础上，还能满足静态压溃和动态冲击、弯曲性能结构铝材，达到国际同行先进水平。而更进一步的280MPa屈服强度的高强度铝材，预计也将在今年实现产品量产。
压铸天地注意到基于铝材的技术突破，敏实集团还进一步针对其表面处理技术、模具、制造工艺等环节的核心技术逐个突破，并以此形成了高性能铝材这一完整且自主可控的产品体系，为其电池盒产品提供强有力的核心竞争力。
广东鸿图
另外，针对当前压铸行业应用最多的压铸铝合金无法满足复杂薄壁、高强度、高韧性、抗冲击等汽车高受力件的要求以及现有技术的诸多缺陷，广东鸿图开发了一种高强韧压铸铝合金于高真空压铸及其T7热处理控形的技术，成功生产出这款新能源汽车侧梁。
其中，铝合金材料研发通过合金中各元素含量的控制，尤其是硅含量和镁含量的控制，获得具有高强度高韧性的铝合金；高真空压铸工艺技术采用“多重密封与多条通道抽气”技术使型腔真空度＜40mbar以保证铸件的气密性要求；热处理控形技术采用“固溶+低温强制风冷+时效”一体化的热处理工艺以解决大型薄壁高强高韧铝合金产品。
广东鸿图开发的高强韧压铸铝合金铸件力学性能（T7热处理）为抗拉强度≥230MPa，屈服强度≥160MPa，延伸率≥15%，开发的高强韧压铸铝合金铸件T7热处理变形量为0.5mm；铸件的外观质量、内部质量、力学性能、铆接要求均符合技术规范的条款。此前，鸿图科技使用自主研发新材料成功试制尺寸大小约 1700x1500X700mm的超大型结构件，浇注重量约 100Kg，是目前已知最大的铝合金高强韧压铸件。
政策加持助力新材料研发
日前，国家科技管理信息系统公共服务平台公布了44个国家重点研发计划重点专项2022年度项目申报指南征求意见稿。其中，“高性能制造技术与重大装备”重点专项中的“一体化承载式车身压铸成型工艺与装备”入选。
研究内容：研究新型免热处理高强韧压铸铝合金材料性能调控机理；突破多材料一体化车身多目标优化设计、超大型复杂薄壁压铸件模具/工艺、大型车身一体化压铸件与环境件连接等关键技术；研发新能源乘用车一体化结构件及其压铸成型工艺；研制超大型智能压铸成套装备，在新能源乘用车下车体等实现示范应用。
考核指标：新型免热处理高强高塑压铸铝合金材料抗拉强度≥270MPa，屈服强度≥135MPa，伸长率≥12%；完成铝合金压铸下车体开发，对应传统钢板冲焊件减重不少于10%。
写在最后：
一体化压铸已经成为制造业，特别是新能源汽车结构件压铸发展的必然趋势！新型合金材料就像是厨师烹饪美食的各种调味料！只有国家政策加持、有实力的高校企业协同攻关，夯实工业强国新型特殊材料的基础。相信在不久的将来我国必将在材料领域实现弯道超车。
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