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免热处理铸造铝合金,为“一体化压铸”插上翅膀

william 发表于2021/12/21 10:10:36 免热处理铝合金一体化压铸

大型一体化压铸已成为近两年来行业最热门的话题之一。以特斯拉为例,其已成功通过一体化压铸工艺开发出大型底盘零部件,化繁为简、化零为整,譬如使原来70个零部件组装完成的后底座减少为2个零部件即可完成,提高了生产效率,降低了生产成本。而一体化压铸工艺的推广应用,需要设备、模具、工艺、材料等与之相配套。

在材料方面,一体化压铸件使用的是一种免热处理铝合金材料。由于一体化压铸件的投影面积大,由多个甚至数十个件集成单一件,而热处理是保障压铸零部件机械性能的有效途径。但实际上,热处理过程易引起汽车零部件尺寸变形及表面缺陷,对于大型一体化零部件来说需承担巨大的成本风险。所以,免热处理铝合金材料让大型汽车压铸件成为可能。

立中集团取得免热处理材料专利

目前,国内外均有企业开发和推广免热处理铝合金材料,比如立中集团、帅翼驰集团、华人运通与上海交大、特斯拉、美国美铝、德国莱茵菲尔德等。日前,立中四通轻合金集团股份有限公司(“立中集团”)表示,面对汽车行业零部件市场需求的新变化,公司成功研发了免热处理合金材料,可实现汽车零部件在一体化、大尺寸、薄壁、结构复杂和热处理易变形的新能源汽车结构件“铝代钢”材料的替代。

立中集团表示,公司一直专注于铸造铝合金及再生铝行业核心技术的突破,高度重视自主研发和技术创新。新材料在减少铝铸件制作成本和热处理成本的同时,对于推动汽车轻量化、节能减排和增加新能源汽车的续航能力,提升车辆安全等方面也发挥着至关重要的作用。目前,该产品已取得了专利证书。

帅翼驰成功用于国内车企大型结构件

不久前,帅翼驰集团表示,某国内知名电动车企已成功验证了可用于制造大型压铸件的免热处理铝合金材料,这是中国车企首次将该材料验证并应用于大型结构件上。此种免热处理铝合金材料为帅翼驰集团获得美国美铝在国内独家代理的EZCAST™系列的高强韧铸造铝合金。

据了解,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。

其中,EZCAST™系列的典型合金C611具有极佳的铸造性能和机械性能。C611是专门用于汽车轻量化薄壁结构件的高性能Al-Si系压铸铝合金,具有非常好的流动性,多年来一直被欧美许多压铸厂家广泛应用于薄壁结构件(如减震塔)的生产。C611合金能够在铸态下达到非常高的延伸率,满足目前国内外市场上汽车结构件经过热处理才能达到的某些特殊性能要求,例如良好的弯曲性能和自动铆接性能。

华人运通与上海交大全球首发

近日,华人运通高合汽车、与上海交通大学轻合金国家工程中心达成战略合作,双方全球首发TechCast™超大铸件用低碳铝合金,将在高合汽车后续车型上大批量采用。双方基于稀土元素的特性并加以增强、优化,打造出TechCast™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、强塑积达到了国际领先水平。

华人运通高合汽车与上海交通大学轻合金国家工程中心达成战略合作,全球首发TechCast™超大铸件用低碳铝合金。华人运通高合汽车创始人、董事长兼CEO丁磊,上海交通大学丁文江院士、彭立明教授等出席签约仪式

TechCast™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。这是制造端低碳技术的重大突破,该材料更低的制造能耗,将助力压铸行业向绿色低碳方向转型升级,也是华人运通高合汽车践行环保发展理念的又一阶段性成果。

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,TechCast™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。

特斯拉成功应用一体化压铸件

特斯拉使用的免热处理铝合金材料,亦已申请了专利,专利名为“用于结构部件的压铸铝合金”(Die Cast Aluminum Alloys for Structural Components),其中描述了一种既十分坚固又具有出色延展性的铝合金。该款铝合金还无需进一步加工,但可以让特斯拉能够降低生产成本。

特斯拉表示,现在很多由铝合金制成的结构部件都需要热处理等加工过程,以提高其强度、坚固性、延展性以及耐腐蚀性。此类过程虽确保了产品质量,但是也会花费大量的成本、延长加工时间、还会导致产量损失。特斯拉指出,最好是生产出具有高屈服强度以及足够延展性的铝合金,无需对它们进行热处理即可满足生产要求。

结束语

随着各大主机厂对车身结构件成本降低的要求越来越强烈,采用免热处理铸造铝合金生产车身结构件设计和材料替换成为必然趋势。随着巨型一体车身结构件应用的日趋成熟,采用免热处理铸造铝合金更是大势所趋。

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