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沃尔沃一体化压铸来了!关于车身一体化压铸材料,你了解多少?

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沃尔沃汽车近日宣布,瑞典Torslanda计划于2023年开始建造新工厂,2025年投产。沃尔沃将在工厂中引入一些新的、更可持续的技术和制造工艺。其中包括引入大型铝制车身部件铸造工艺、新的电池组装厂以及全面翻新的油漆和总装车间。

根据相关资料显示,沃尔沃计划在2025年将此零件应用于全新的全电动平台。而第一款产品将会在后期公布。据悉,目前该公司已经开发出了一种免热处理的铝合金材料来满足新工艺,而且正在研究含有再生铝的合金,以利于可持续发展。

目前,车身一体化压铸结构件、免热处理铝合金等“黑科技”在汽车行业形成了一股热潮。上游的高校科研院所、原材料厂家、压铸设备厂家和零部件供应商,下至汽车整车厂,都对这一技术的发展给与极大的关注,并在技术研发和产业投资上纷纷涉足这一领域。

一体化压铸件使用的是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,对于传统铝合金而言,热处理是保障压铸零部件机械性能的必备手段。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讲热处理变形是必然存在的。虽然通过矫正工艺可以改善一定的尺寸精度,但也将不可避免地造成废品率的增加,导致成本急剧上升。所以,免热处理铝合金材料让大型一体化压铸结构件成为可能。

目前,该种材料主要是海外企业生产,如美铝,德国莱茵菲尔德等。国内也有一些企业开发和推广免热处理铝合金材料,比如蔚来、立中集团、华人运通与上海交大、湖北新金洋等。

1、蔚来成功开发免热处理大型压铸件材料

2021年10月18日,蔚来宣布其成功验证开发了可用于制造大型压铸件的免热处理材料。这是中国车企首次将该材料验证并应用于大型结构件上。全新材料将会应用在蔚来第二代平台车型上。

作为国内率先研发和独立设计全铝车身的车企,蔚来一直在致力于提高车身压铸部件的集成化水平,以达到更好的设计和制造效率,此次免热处理材料的成功发布,是蔚来目前获得的阶段性成果。免热处理材料的成功面市,将为蔚来推动低碳减排和车身结构设计持续创新打下更为坚实的基础。

2、立中集团研发出免热处理铸造铝合金材料

2021年11月1日,立中四通轻合金集团股份有限公司发布的接待投资者调研活动公告称,其研发出免热处理铸造铝合金材料,成为新材料领域的一次突破。

近年来,该公司一直专注于铸造铝合金及再生铝行业核心技术,加快自主研发和技术创新步伐。面对汽车行业零部件市场需求的新变化,其成功研发出免热处理合金材料,实现了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。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等方面将发挥至关重要的作用。目前,该产品已取得了专利证书,专利号为:ZL2020100184617。

3、华人运通与上交大全球首发低碳铝合金新材料

2021年12月20日,华人运通高合汽车宣布,与上海交通大学轻合金国家工程中心在新材料新工艺开发、低碳轻合金产业化应用、人才培养等方面达成战略合作,并已在技术开发层面取得实质性进展,双方全球首发TechCastTM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TechCastTM这一新型铝合金铸造材料,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,材料性能指标优异,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。该材料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。

4、湖北新金洋高强韧免热处理压铸铝合金取得突破

2022年1月13日湖北新金洋资源股份公司发布公告,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。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。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。

此次获得突破的高强韧压铸铝合金是新金洋瞄准汽车轻量化市场大型一体化结构件发展趋势的一款拳头产品,有利于进一步扩大压铸铝合金在汽车市场的应用,助力交通领域在安全的前提下节能减排和绿色发展。

免热处理高韧性合金不仅仅能够解决大型一体化结构件的变形问题。相对于传统热处理铝合金可以节省生产工序,节约能源,使得车身结构件的成本和性能具有较大优势,并可以较少碳排放(省去零件压铸后的热处理工艺)。随着碳达峰、碳中和逐步被企业提上日程,免热处理强韧化压铸铝合金将会是汽车行业的新宠。

发展展望

一体化压铸结构件,一方面能够减少零部件数量和连接工序;另一方面铸铝实现了高度灵活的厚度和结构,同时兼顾了轻量化与高刚度。车身部件的集成化、关键部件的铸铝化,一直都是汽车工业努力的方向。不按套路出牌的特斯拉一直在汽车行业引领着科技进步,几乎每项新技术都会引来很多追随者。在一体化压铸结构件上,后起之秀——蔚来汽车正在积极追赶的路上。以长城汽车为代表的传统汽车企业也在关注一体化压铸结构件。新势力造车企业对于产品力突破的渴望,传统车企的技术提升需求,将会加速这项技术的普及。

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