国内外铝合金材料的发展与研究现状

国内外铝合金材料的发展与研究现状

产品描述

中国是铝合金材料的生产和消费大国。铝合金材料广泛应用于交通、海洋、航空航天等领域,尤其是汽车、飞机、航空航天、船舶等领域的一些轻量化关键部件。铝合金材料是不可替代的。国内铝合金材料绝大多数属于低端产品,生产能耗高、效率低、成本高、附加值低。恶性竞争难以改变,一些高端产品仍需高价从国外采购,这无疑阻碍了中国制造业的升级。虽然中国在通信、高铁等领域具有显著优势,但随着国际形势的复杂变化,被困在关键物质领域的风险日益突出,自主创新迫在眉睫。在新的产业形势下,发展高端铝合金材料的绿色智能制备与加工技术,对支撑我国重点制造业的可持续高质量发展具有重要的战略意义。本文主要介绍了国内外铝合金材料的发展和研究现状,分析了常见铝合金体系的市场需求,总结了我国在该领域遇到的问题和未来的发展目标,并提出了相应的发展对策,以促进相关产业的升级和进步。

 国内外铝合金材料的发展与研究现状

(1) 国外铝合金材料的发展与研究现状

总的来说,工业发达国家铝合金材料的开发和应用历史悠久,基础良好,研究积累雄厚,铝合金材料体系雄厚,工业技术水平较高。特别是美国、俄罗斯等工业大国较早地开展了铝合金材料的研发,申请了大量铝合金品牌,并广泛应用于汽车、船舶、航空航天等领域,并形成了一定程度的专利霸权。

在汽车领域,铝合金是实现汽车轻量化的重要材料。在2XXX系列铝合金方面,美国的rayruff和法国的siebenet先后开发了2036-t4和au2g-t4两种车身用铝合金板材。在5xxx系列铝合金方面,美铝开发了x5085-o、5182-o和其他用于车身内板的铝合金。在6xxx系列铝合金方面,美国已经开发了6009和6010车身铝合金板。2018年,挪威海德鲁铝业开发了hhs360合金,其抗拉强度比6082合金高10.8%,达到360n/mm2,伸长率为10%;后来,公司在此基础上开发了hhs400合金,抗压强度400n/mm2,屈服强度≥ 370n/mm2,伸长率8%,主要用于汽车制造。美国垦联铝业公司开发了HSA6系列合金,其中HSA6-t6合金挤压型材的最小屈服强度为370n/mm2,最小抗拉强度为400n/mm2,与传统铝合金材料制成的所有铝车辆相比,重量减轻30%以上。目前,国外先进的铝加工企业正在致力于开发低成本的汽车覆盖件。印度nobelis铝业公司推出了advanztm系列合金ac5754r,进一步减轻了汽车的重量。公司还与捷豹路虎汽车有限公司(有限公司)合作开发了具有优良成型和压接性能的ac-170px铝合金,用于汽车覆盖件的外板。美国Okunik公司成功开发了新一代汽车覆盖件生产设备和工艺“微铣削”技术,大大提高了汽车车身和覆盖件用铝板的性能,综合性能提高了20%,成本降低了30%。目前,6082铝合金是汽车车身覆盖件领域应用最广泛的合金。许多企业尝试使用6xxx系列或7xxx系列挤压型材来制备前后防撞梁。在船舶领域,铝合金在船舶上的应用逐渐扩大。国外发展较早。目前,5xxx系列和6xxx系列铝合金分别主要用于船体和造船。就变形铝合金而言,美国主要有5086和5456合金,日本有5083合金,英国有N8(5083)合金,前苏联有amr6(5A06)、amr61、b48-4(01980)、k48-1、k48-2合金。俄罗斯已开发出高强度铝锌镁合金(如01970、01975合金),其中含有钪(0.1%-0.3%)。铸造铝合金主要有:前苏联的BAП5、AП4M(ZL111)、AП8(ZL301)、AП13、AП25、AП27合金、美国356(ZL101)、sem328(zl106)、514(ZL302)、515、518(yl302)、520(ZL301)、x250合金等。目前,5083合金及其改良合金仍是造船领域使用的主要铝合金材料,充分利用其耐腐蚀性、焊接性能、成形性和机械性能的综合优势。

在航空航天领域,现代航空铝材正朝着高综合性能、低密度、大规格、高均匀性和功率结构一体化方向发展。对于2XXX系列铝合金,美国铝业公司和法国铝业公司开发了2026和2027合金,具有高强度和高损伤容限。挤压(厚度12~82mm)和板材(厚度12~55mm)分别比2024合金高20%-25%和10%。在7xxx系列铝合金方面,美铝、美铝和Aleris已开发出具有低淬火灵敏度的高强度和韧性铝合金:7085、7140和7081。在超高强度铝合金方面,法国铝业公司开发了7056-t79/t76合金,用于A380飞机的机翼面板。在铝锂合金方面,俄罗斯开发了1460种合金,美国开发了weldlite系列合金和209721972195种铝锂合金。Kenlian铝业开发了2050和2198合金(Al-Cu-Li-mg-Ag),具有低密度、高韧性和高损伤容限。目前,航空航天领域对铝合金材料的需求主要集中在高强度2XXX和7xxx合金,以及低密度铝锂合金。

(2) 我国铝合金材料的发展与研究现状

“十三五”以来,我国铝产能和技术水平取得了长足进步,2019年铝产量达到5.252×107t,居世界首位。我国自主研发了LC4、LC9、LY12、2A12、2A16、7A04、7B04、7a50、7B50等系列铝合金,建立了第一、二、三代铝合金材料加工技术体系。近年来,我国开发的新型高强韧性铸造铝合金、第三代铝锂合金和高性能铝合金型材的性能已达到国际先进水平。在《变形铝及铝合金化学成分》(gb/t3190-2020)中,中国在过去10年内共增加了29个国产铝合金品牌。其中,北京工业大学率先掌握了含铒弥散强化铝合金的制备和加工技术。含铒5e83铝合金冷轧板、5e06铝合金热轧板、热挤压壁板等五个合金牌号已列入国家标准,广泛应用于国防、汽车等领域。一些品种已经取代了进口产品。

针对高性能铝合金型材的挤压成形工艺和设备,中车联合高校开发了铝合金精炼、净化、铸锭均匀化等技术,开发了大型挤压模具和设备,使铝合金型材的开发周期缩短了25%,成本降低了15%,并将产率提高到62%。


微信扫描联系我们

联系人:陈经理

电话:15157425972

邮件:epsgrc@139.com

地址:临安区锦北街道西墅街136号