沃爾沃汽車近日宣佈,瑞典Torslanda計劃於2023年開始建造新工廠,2025年投產。沃爾沃將在工廠中引入一些新的、更可持續的技術和製造工藝。其中包括引入大型鋁製車身部件鑄造工藝、新的電池組裝廠以及全面翻新的油漆和總裝車間。
根據相關資料顯示,沃爾沃計劃在2025年將此零件應用於全新的全電動平臺。而第一款產品將會在後期公佈。據悉,目前該公司已經開發出了一種免熱處理的鋁合金材料來滿足新工藝,而且正在研究含有再生鋁的合金,以利於可持續發展。
目前,車身一體化壓鑄結構件、免熱處理鋁合金等“黑科技”在汽車行業形成了一股熱潮。上游的高校科研院所、原材料廠家、壓鑄裝置廠家和零部件供應商,下至汽車整車廠,都對這一技術的發展給與極大的關注,並在技術研發和產業投資上紛紛涉足這一領域。
一體化壓鑄件使用的是免熱處理鋁合金材料。
由於一體化壓鑄件的投影面積大,由多個甚至數十個件整合單一件,對於傳統鋁合金而言,熱處理是保障壓鑄零部件機械效能的必備手段。但實際上,熱處理過程易引起汽車零部件尺寸變形及表面缺陷,對於大型一體化零部件來講熱處理變形是必然存在的。雖然透過矯正工藝可以改善一定的尺寸精度,但也將不可避免地造成廢品率的增加,導致成本急劇上升。所以,免熱處理鋁合金材料讓大型一體化壓鑄結構件成為可能。
目前,該種材料主要是海外企業生產,如美鋁,德國萊茵菲爾德等。國內也有一些企業開發和推廣免熱處理鋁合金材料,比如蔚來、立中集團、華人運通與上海交大、湖北新金洋等。
1、蔚來成功開發免熱處理大型壓鑄件材料
2021年10月18日,蔚來宣佈其成功驗證開發了可用於製造大型壓鑄件的免熱處理材料。這是中國車企首次將該材料驗證並應用於大型結構件上。全新材料將會應用在蔚來第二代平臺車型上。
作為國內率先研發和獨立設計全鋁車身的車企,蔚來一直在致力於提高車身壓鑄部件的整合化水平,以達到更好的設計和製造效率,此次免熱處理材料的成功釋出,是蔚來目前獲得的階段性成果。免熱處理材料的成功面市,將為蔚來推動低碳減排和車身結構設計持續創新打下更為堅實的基礎。
2、立中集團研發出免熱處理鑄造鋁合金材料
2021年11月1日,立中四通輕合金集團股份有限公司釋出的接待投資者調研活動公告稱,其研發出免熱處理鑄造鋁合金材料,成為新材料領域的一次突破。
近年來,該公司一直專注於鑄造鋁合金及再生鋁行業核心技術,加快自主研發和技術創新步伐。面對汽車行業零部件市場需求的新變化,其成功研發出免熱處理合金材料,實現了汽車零部件在一體化、大尺寸、薄壁、結構複雜和熱處理易變形的新能源汽車結構件“鋁代鋼”材料的替代。在減少鋁鑄件製作成本和熱處理成本的同時,對於推動汽車輕量化、節能減排和增加新能源汽車的續航能力等方面將發揮至關重要的作用。目前,該產品已取得了專利證書,專利號為:ZL2020100184617。
3、華人運通與上交大全球首發低碳鋁合金新材料
2021年12月20日,華人運通高合汽車宣佈,與上海交通大學輕合金國家工程中心在新材料新工藝開發、低碳輕合金產業化應用、人才培養等方面達成戰略合作,並已在技術開發層面取得實質性進展,雙方全球首發TechCastTM超大鑄件用低碳鋁合金,將在高合汽車後續車型上大批次採用。
雙方基於稀土元素的特性並加以增強、最佳化,打造出TechCastTM這一新型鋁合金鑄造材料,經過多輪研發攻關和零件驗證,在材料開發、效能最佳化、製造工藝和系統整合驗證等方面實現了100%全流程正向開發,材料效能指標優異,該材料的流動性高於同級別材料15%以上,強塑積高30%以上,達到了國際領先水平。該材料有望在一體式大型壓鑄車身薄壁結構件、門蓋內板、電池包殼體等超大鑄件上發揮出重要作用,並在高合汽車的後續車型上大批次採用。
4、湖北新金洋高強韌免熱處理壓鑄鋁合金取得突破
2022年1月13日湖北新金洋資源股份公司釋出公告,公司在高強韌免熱處理壓鑄鋁合金的研發上取得重要突破。新金洋表示,透過合金成分最佳化設計、原材料精細化預處理、熔體精煉純淨化和變質處理等全流程把控,壓鑄後合金效能穩定。其中:抗拉強度280MPa、屈服強度130MPa、延伸率13%,各項效能指標優良。目前該產品在公司內部已完成多批次的穩定性驗證,並交付客戶小批次生產試用。
此次獲得突破的高強韌壓鑄鋁合金是新金洋瞄準汽車輕量化市場大型一體化結構件發展趨勢的一款拳頭產品,有利於進一步擴大壓鑄鋁合金在汽車市場的應用,助力交通領域在安全的前提下節能減排和綠色發展。
免熱處理高韌性合金不僅僅能夠解決大型一體化結構件的變形問題。相對於傳統熱處理鋁合金可以節省生產工序,節約能源,使得車身結構件的成本和效能具有較大優勢,並可以較少碳排放(省去零件壓鑄後的熱處理工藝)。隨著碳達峰、碳中和逐步被企業提上日程,免熱處理強韌化壓鑄鋁合金將會是汽車行業的新寵。
發展展望
一體化壓鑄結構件,一方面能夠減少零部件數量和連線工序;另一方面鑄鋁實現了高度靈活的厚度和結構,同時兼顧了輕量化與高剛度。車身部件的整合化、關鍵部件的鑄鋁化,一直都是汽車工業努力的方向。不按套路出牌的特斯拉一直在汽車行業引領著科技進步,幾乎每項新技術都會引來很多追隨者。在一體化壓鑄結構件上,後起之秀——蔚來汽車正在積極追趕的路上。以長城汽車為代表的傳統汽車企業也在關注一體化壓鑄結構件。新勢力造車企業對於產品力突破的渴望,傳統車企的技術提升需求,將會加速這項技術的普及。