免热铝合金行业报告：构筑一体化压铸基石（29页）

行业报告下载 2023年04月11日 07:55 管理员

顶层政策与车企需求共振，汽车轻量化趋势明确。据统计，汽车重量每下降 10%，油耗下降 6-8%，每使用 1kg 铝，可使轿车寿命期减少 20kg 尾气排放。双碳背景下，2020 年《节能与新能源汽车技术路线图 2.0》顶层政策出台，要求 2035 年燃油乘用车/纯电动乘用车轻量化系数分别下降 25%/35%。具体材料方面，根据《节能与新能源技术路线图》规划，2025 年铝合金单车用量将达到 250kg，而 2020 年用量约为 129kg/辆，5 年车均用量增长接近 1 倍。此外，从车企角度来看，汽车轻量化是降低传统能源车油耗和提高新能源车续航里程的关键，车企亦纷纷加码轻量化布局，不断推出含有轻量化设计的车型。汽车关键结构件尺寸大、壁薄、结构复杂，对合金材料性能要求高。汽车结构件是指在车身上起到主要支撑及承载作用的构件，作为车身关键部件通常具有尺寸大、壁薄、结构复杂等特征。大型关键结构件在服役过程中往往承受持续、交变的载荷，且与汽车安全性密切相关，因此在保证较高抗拉和屈服强度的同时，还需要具备良好的韧性。真空高压铸造是铝合金车身结构件生产最优选。压铸是一种近净成型的特种铸造方法，具有自动化程度高、生产效率高、能近净成型复杂薄壁件的工艺特性，成为制作铝合金汽车结构件最为常用的一种铸造工艺。

车身结构件通常属于碰撞安全件，采用铆钉连接，需要压铸件在保持良好的强度的同时具备良好的韧性，因此相比传统压铸件，此类压铸件一方面采用高真空的压铸工艺来减少压铸件的气孔缺陷，另一方面则采用高强韧的压铸铝合金，来获得优异的综合力学性能。真空压铸技术扩展了压铸件的使用范围，使其能够运用在对力学性能要求更高的汽车结构件上，成为制作汽车用铝合金压铸件常用的一种快速成型工艺。AlSi10MnMg 合金为广泛应用的车身真空压铸结构件用压铸铝合金。工业应用的压铸铝合金按成分差异主要可分为 Al-Si、Al-Si-Mg、Al-Si-Cu、Al-Mg 等几个系列。普通压铸铝合金通常易形成粗大的针状富铁相并诱发缩孔，导致压铸件的力学性能不高。AlSi10MnMg 因其良好的铸造性能及可通过热处理获得较为广泛的机械性能而成为汽车结构件领域运用最多的高强韧压铸合金。该合金的特点是控制低的 Fe 含量，同时提升 Mn 含量以改善粘模问题，低的 Fe/Mn 比例通过析出形成汉字状、星状或多面体状的αAl(Fe,Mn)Si 相，避免析出薄片状的β -AlFeSi 相，从而获得良好的韧性。通过调整 Mg 元素含量和热处理，可以获得不同强韧性匹配的压铸件材料力学性能。