铝合金材料发展现状

铝合金材料发展现状、趋势及展望
我国是铝合金材料生产和消费大国,铝合金材料在交通、海洋、 空天等领域具有广泛应用,尤其在汽车、飞机、航天、舰船等领域的 一些轻量化关键部件上,铝合金材料具有不可替代性。而国内绝大部 分铝合金材料属于中低端产品,生产能耗高、效率低、成本高、附加 值低,恶性竞争的情况难以得到改变,且部分高端产品仍需从国外高 价购买,这无疑阻碍了我国制造业升级的步伐。我国虽在通信、高铁 等领域具有显著优势,但随着国际形势错综复杂地变化,关键材料领 域被卡脖子的风险日渐突出,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绿化、智能化的制备与加工技术对支撐我国关 键制造业的可持续优质发展具有重大战略意义。本文主要介绍了国内 外铝合金材料发展及研究现状,分析常用铝合金系的市场需求,总结 目前我国在此领域遇到的问题以及未来发展目标,并给出相应的发展 对策,以促进相关产业的升级和进步。
二、国内外铝合金材料发展及研究现状
(一)国外铝合金材料发展及研究现状
总体来看,工业发达国家铝合金材料开发与应用的历史时间长, 基础好,研究积累雄厚,铝合金材料体系系统性强,产业技术水平较 高。尤其是美国、俄罗斯等工业强国较早开展了铝合金材料的研发工 作,申请了大量的铝合金牌号,广泛应用于汽车、船舶、空天等领域, 现己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 铝合金方而,美国的雷伊路菲公司和法国的西贝内公司相继开发了 2036-T4. AU2G-T4铝合金板材,用于汽车车身。在5XXX系铝合金 方面,美国铝业公司(ALCOA)开发了 X5085-0. 5182-0等铝合金, 用于车身内板。在6XXX系铝合金方面,美国研制了 砂浆回收60096010 车身铝合金板。挪威海德鲁铝业公司在2018年开发了 HHS360合 金,抗拉强度比6082合金提高了 10. 8%,达到360 N/mm2 ,伸长 率达到10%;之后,该公司又在此基础上开发了 HHS400合金,抗压 强度达到400 N/mm2 ,屈服强度370 N/mm2 ,伸长率为8%,主要 应用于汽车制造。美国的肯联铝业公司开发了 HSA6系列合金,其中 HSA6-T6合金挤压型材的最低屈服强度为370 N/mm2 ,而最低抗拉 强度为订舱系统400 N/mm2 ,与采用传统铝合金材料制造的全铝汽车质量相 比,可减重30%以上。目前,国外先进铝加工企业致力于开发低成 木的汽车板。卬度的诺贝丽斯铝业公司己经推出AdvanzTM系列合金 Ac5754R,进一步减轻了汽车重量。该公司还与捷豹路虎
汽车有限公 司合作开发了具有优异成形和卷边性能的AC-170PX铝合金,用于汽 车覆盖件外板。而美国的奥科宁克公司成功开发了新一代汽车板生产 设备与工艺“Micro-Mill”技术,极大地提升了汽车车身和覆盖件用 铝板的性能,综合性能提升20%,成本降低30%o目前,在汽车车身 板领域,应用最多的为6082铝合金,在前后防撞梁上较多企业尝试 使用6XXX系或7XXX系挤压型材来制备。
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。 迄今为止,主要是5XXX系和6XXX系铝合金,分别用于船壳体和船 上建筑。在变形铝合金方面,主要有:美国的5086220v交流稳压器5456合金,日 木的5083合金,英国的N8 (5083)合金,前苏联的AMr6 (5A06)AMr61B48-4 (01980)K48-1K48-2 合金。俄罗斯研制了含铳
(0. 1%0. 3%)的高强度 Al-Zn-Mg 系合金(如 0197001975 合金 等)。在铸造铝合金方面,主要有:苏联的BAH5隧道隔音降噪施工、AH4M (ZL111)Ans (ZL301)AII13AH25AH27 合金,美国的 356 (ZL101)SEM328 (ZL106)514 (ZL302)515518 (YL302)520 (ZL301)X250合金等。目前船舶领域对铝合金材料的使用仍然以5083合金 以及其改进型合金为主,充分利用其耐腐蚀性能、焊接性能、易成形 性能以及力学性能的综合优势。
高频天线
在空天领域,现代空天用铝材朝着高综合性能、低密度、大规格、 高均匀性和功构一体化方向发展。针对2XXX系铝合金,美国铝业公 司和法国铝业公司开发了具有高强高损伤容限的20262027合 金,其挤压件(厚度为1282 mm)和板材(厚度为12~55mm)比2024 合金分别提高20%~25%10%o7XXX系铝合金方而,美国铝业 公司、法国铝业公司以及德国爱励铝业公司开发了具有低淬火敏感性 的高强韧铝合金:7085卧式金属带锯床7140、    7081o在超高强铝合金方而,法国
铝业公司开发了 7056-T79/T76合金,己用于A380飞机翼壁板等。 在Al-Li合金方面,俄罗斯开发了 1460合金,美国开发了 Weldlite系列合金和209721972195铝锂合金。美国肯联铝业 公司开发了低密度、高韧性和高损伤容限性能的20502198合 金(Al-Cu-LiMg-Ag)o 2010年,美国肯联铝业公司为Al-Cu-Li系 合金注册了 Airware商标。目前空天领域对铝合金材料的需求主要 集中在高强度的2XXX7XXX系合金,以及密度较低的铝锂合金。
(2)国内铝合金材料发展及研究现状
“十三五”以来,我国铝材生产能力和技术水平取得了巨大进步, 2019年铝材产量达到5. 252X107 t,居世界首位。我国自主研发了 LC4LC9LY122A122A167A047B04
7A507B50 等系列 铝合金,建立了第一代、第二代、第三代铝合金材料加工技术体系。 近年来,我国自行研制的新型高强韧铸造铝合金、第三代铝锂合金、 高性能铝合金型材的性能均达到国际先进水平。在《变形铝及铝合金 化学成分》(GB/T 3190—2020)中,近10年我国共增加了 29个国 产铝合金牌号。其中北京工业大学在国际上率先掌握了含餌弥散强化 铝合金的制备和加工技术,研发的含铝5E83铝合金冷轧板、5E06 铝合金热轧板、热挤压壁板等5个合金牌号列入国家标准,在国防 及汽车等领域获得重要应用,部分品种替代了进口产品。
针对高性能铝合金型材的挤压成形工艺与装备,中车联合高校开 发出了铝合金精炼、净化、锭坯均匀化等技术,研制出了大型挤压模 具和设备,使铝合金型材的开发周期缩短了 25%,成木降低15%,成 品率提高到62%。东北大学和大连交通大学分别开发了液态金属、半 固态金属与固态金属的连续挤压短流程加工技术,实现了产业化,在 该技术领域达到国际先进或领先水平。山东南山铝业股份有限公司顺 利进入波音公司的全球供应商名录。中国忠旺控股有限公司先后收购 了德国乌纳铝业股份有限公司和以澳大利亚为生产基地的全铝超级 游艇制造商Silver Yachts Ltd.的控股权。中铝东北轻合金有限责 任公司、西南铝业(集团)有限责任公司、西北铝业有限责任公司提 供的由关键铝合金材料制造的大批先进
武器亮相、点兵沙场。此外, 东北大学、上海交通大学、中铝材料应用研究院有限公司、吉林大学 等在高强高导变形铝合金、汽车用铝合金和铸造铝合金方面达到国际 先进或领先水平。目前,具有我国知识产权的部分铝合金材料己经应 用于汽车、船舶、空天等领域。

本文发布于:2024-09-21 03:14:11,感谢您对本站的认可!

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