铝合金成形及加工国外发展现状

你好，材料加工新技术在铝合金的应用前景广阔，铝合金材料的导热率普遍较高，在现有金属当中仅次于银、金以及铜，其导热能力是生活中常见金属铁的3倍。因此，铝合金材料常被工厂用来制造加工取暖器、散热器等。

有色金属合金有：铜合金：常见的铜合金有黄铜,青铜及白铜等. 铝合金：根据铝合金的成分和生产工艺特点,通常分为形变与铸造铝合金两大类.工业上应用的主要有铝-锰,铝-镁,铝-镁-铜,铝-镁-硅-铜,铝-锌-镁-铜等合金.变形铝合金也叫熟铝合金,据其成分和性能特点又分为防锈铝,硬铝,超硬铝,锻铝和特殊铝等五种. 铅基合金：铅基轴承合金是铅锑锡铜合金,它的硬度适中,磨合性好,磨擦系数稍大,而韧性很低.回此,它适用于浇注受震较小,载荷较轻或速度较慢的轴瓦. 镍合金：镍能与铜,铁,锰,铬,硅,镁组成多种合金.其中镍铜合金是著名的孟乃尔合金,它强度高,塑性好,在750度以下的大气中,化学性能稳定,广泛用于电气工业,真空管,化学工业,医疗器材和航海船舶工业等方面. 锌合金：锌合金的主要添加元素有铝,铜和镁等.锌合金按加工工艺可分为形变与铸造锌合金两类.铸造锌合金流动性和耐腐蚀性较好,适用于压铸仪表,汽车零件外壳等. 镁合金：镁合金中的合金元素主要有铝,锌各锰,有时也加入少量的锆,铈,钍等.镁合金按生产工艺不同也可分为形变与铸造镁合金两大类.镁合金是重要的轻质结构材料,广泛应用于航空,航天工业方面. 钛合金：钛合金按组织可分三类.(1钛中加入铝和锡元素.2钛中加入铝铬钼钒等合金元素.3钛中加入铝和钒等元素.)钛合金具有强度高而密度又小,机械性能好,韧性和抗蚀性能很好.另外:钛合金的工艺性能差,切削加工困难.在热加工中,非常容易吸收氢氧氮碳等杂质.还有抗磨性差,生产工艺复杂.锡基合金：锡基轴承合金是锡锑铜合金.它的磨擦系数小,硬度适中,韧性较好,并有很好的磨合性,抗蚀性和导热性,主要用于高速重载荷条件下工作的轴瓦.

铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，目前铝合金行业已发展成相对成熟的市场。在低碳经济成为大势所趋的今日，由于市场需求的增加以及铝加工技术的提高，铝在新能源汽车、高铁、船舶、航空等高端领域的应用也越来越广，铝的应用推广又多了一层特殊意义。

另一方面，我国与发达国家相比，在资源的拥有量、人均消费量等方面仍有不小的差距，铝产品的应用领域和市场空间潜力巨大。

据前瞻产业研究院《中国铝合金行业市场前瞻与投资分析报告》显示，2016年我国铝合金产量增长至749.8万吨。可见行业未来市场潜力巨大。

铝合金在欧洲乘用车单车的平均使用现状

DuckerFrontier在2019年10月发布了2019年欧洲乘用车铝合金使用现状及2025年预测报告。在这份报告里，DuckerFrontier统计了欧洲乘用车在2019年的单车铝合金平均使用量为179.2kg。这个数据高吗？当然是高，毕竟欧洲目前来说是最积极推进铝合金在汽车上使用的地区，这个数据基本上就代表了目前乘用车单车用铝的最高平均水平。

而国内目前在乘用车领域，单车铝合金的平均使用量还不到130kg。单从数据上来看，国内乘用车市场铝合金还有大约50kg 的上升空间，按照目前国内汽车每年2000万的产量来看，这对于铝合金制造业来说，理论上还有一个100万吨的巨大增长型市场，这也是为什么近几年国内铝合金相关制造企业，如雨后春笋般在长三角、珠三角这些汽车产业的聚集地遍地开花的原因。

欧洲豪华车的铝合金使用量远高于行业平均值

但是，欧洲汽车行业的数据可以作为参考，却不能作为国内汽车产业短期发展的借鉴依据。欧洲乘用车的产业格局与国内市场存在一定的差异，而铝合金的使用成本决定了它的应用车型范围，中高端车型的使用比例要远远高于紧凑级和入门级车型。在欧洲市场，豪华型车的占比就达到了25%，如果按照这个占比来算，中国消费市场大约需要10家北京奔驰体量的豪华车型销量来支撑。

目前中国消费市场各个领域销量前十的车，基本都以紧凑级车型为主，仅有两款中型轿车勉强挤入到细分领域前十的名单中。而短期内，国内的这种消费格局也不会产生大的变化，所以铝合金在国内乘用车领域的发展前景并不像我们想象的空间那么巨大。当然，在车轮和缸体领域也还是有一定的发展空间。

其实在目前欧洲市场，对于铝合金在乘用车发展领域的前景，Ducker Frontier也只是给出了一个谨慎乐观的预估数据：到2025年单车铝合金平均用量会接近200kg，增长领域主要集中在车身结构件和外覆盖件上。

车身用铝的现状：铝合金应用在退烧

Ducker Frontier虽然对车身铝合金的应用前景做出了一些比较乐观的预测，但是从目前车身铝合金应用的几个头部企业来分析，它们这两年的推出的新车型，铝合金在车身的使用比例却在大幅度降低，比如捷豹、路虎、奥迪等。大家都不再盲目的追求“全铝”的概念，而是追求材料应用的“适才适所”。

捷豹、路虎一直都是铝合金的忠实拥趸

以路虎和奥迪这两大品牌为例，这两家都曾经是“全铝车身”的狂热追求者，在铝合金车身的行业发展的进程中非常具有代表性。我们可以拿这两大品牌近两年上市的新车做前后两代的对比，就会发现它们之间存在的较大的差异性转变。

A8作为奥迪的轿车旗舰车型，每一次的换代奥迪都会赋予它这个时代“最先进”的量产车科技和制造工艺，比如上一代奥迪A8是在2010年推出，我们看到的就是那个时代最先进的车身技术--“全铝”车身，车身框架结构用铝达到了92%，整个白车身（包含开闭件，下同）则是93.1%。而到了2017年的换代车型，框架结构用铝占比则只有58%，应用比例大幅度降低。

2010款A8车身材料分布

2017款A8车身材料分布

铝合金应用退烧的现像在奥迪A6上也一样存在，上一代A6的白车身铝合金占比20%，而这一代则只有14.4%。而一直被认为对重量最敏感的新能源车型，奥迪在最新推出的BEV车型e-tron上，车身铝合金的使用比例也不过才15%，与A6\A7相当。

2011款A6车身材料分布

2018款A6车身材料分布

2019年的奥迪e-Tron

我们再来看看路虎的车型，路虎车身铝合金的应用退烧更为明显。2013年揽胜运动版换代时，车身框架几乎为全铝，白车身铝合金占比高达95%，而在2016年Discovery换代时，白车身铝合金占比则只有69%，虽然车身框架依然占比95%。2017年的揽胜星脉车身框架铝合金下降比例则更高，车身框架占比也只有58%，而到了2019年极光的换代，铝合金在白车身上几乎时消失了，占比不到3%，仅有发动机罩和前防撞梁在应用，退烧的非常彻底

2016款的Discovery白车身材料占比

2017款的揽胜星脉车身材料占比

2013款的揽胜运动版车身材料占比

2019款的极光白车身材料占比

从上面的对比来看，我们不难发现铝合金在豪华车的车身领域应用比例在大幅度的降低，取而代之的高强度的比例在大幅度提升，尤其是热成像钢的使用，比如奥迪A6的白车身热成型钢的使用占比高达19.7%，e-Tron更是高达22%，2019款的极光热成型钢白车身使用比例也达到了23%。如果我们在放眼整个行业来看，沃尔沃/大众等这两年推出的新车型，热成型钢的使用比例都普遍达到了20%以上，甚至部分车型达到了30%。

转变的背后，与行业的技术和政策发展都存在一定的关系。一方面碰撞安全相关的技术标准在提升，铝合金在高速碰撞过程中表现出的综合性价比越来越低，而热成型钢、高强度钢在成本和重量方面的综合性价比在提升，使得大家开始在抛弃铝合金在车身框架的重要传力通道上的应用，取而代之的时热成型钢和超高强度钢。

另一方面，汽车整车成本更多转向于电控、温控领域，这些领域的投入和产出体现在增加续航和降低能耗上，相比在使用新材料来降低车身重量上，更显而易见，且效果更明显，这一点我们可以在e-Tron的数据上得到求证。

e-Tron的热管理和能量回收的投入显示对续航的提升效果更明显

这些综合的因素导致铝合金在车身的应用热潮在消退，而高强度钢的应用前景在升温。也因此，铝合金在车身的应用前景，从整体行业来看，出现大幅提升的可能性并不高。所以，对于DuckerFrontier预估的欧洲在2025年乘用车平均单车用铝会达到200kg，我保持怀疑的态度。

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。铝合金的广泛应用促进了铝合金焊接技术的发展，同时焊接技术的发展又拓展了铝合金的应用领域，因此铝合金的焊接技术正成为研究的热点之一。

纯铝的密度小（ρ=2.7g/m3），大约是铁的

1/3，熔点低（660℃），铝是面心立方结构，故具有很高的塑性（δ:32~40%，ψ:70~90%），易于加工，可制成各种型材、板材。抗腐蚀性能好；但是纯铝的强度很低，退火状态

σb

值约为8kgf/mm2，故不宜作结构材料。通过长期的生产实践和科学实验，人们逐渐以加入合金元素及运用热处理等方法来强化铝，这就得到了一系列的铝合金。

添加一定元素形成的合金在保持纯铝质轻等优点的同时还能具有较高的强度，σb

值分别可达

24～60kgf/mm2。这样使得其“比强度”（强度与比重的比值

σb/ρ）胜过很多合金钢，成为理想的结构材料，广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面，飞机的机身、蒙皮、压气机等常以铝合金制造，以减轻自重。采用铝合金代替钢板材料的焊接，结构重量可减轻50%以上。

铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。

铝合金分两大类：铸造铝合金，在铸态下使用；变形铝合金，能承受压力加工，。可加工成各种形态、规格的铝合金材。主要用于制造航空器材、建筑用门窗等。

铝合金按加工方法可以分为形变铝合金和铸造铝合金。形变铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。不可热处理强化型不能通过热处理来提高机械性能，只能通过冷加工变形来实现强化，它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。可热处理强化型铝合金可以通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能，它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等。

一些铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能，物理性能和抗腐蚀性能。

铸造铝合金按化学成分可分为铝硅合金，铝铜合金，铝镁合金，铝锌合金和铝稀土合金，其中铝硅合金又有简单铝硅合金（不能热处理强化，力学性能较低，铸造性能好），特殊铝硅合金（可热处理强化，力学性能较高，铸造性能良好），

祥云火炬

2008年北京奥运会火炬“祥云”就是铝。