压铸

热点聚焦国产一体化压铸,迎来最关键一战

发布时间:2024/10/16 11:41:35   
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近两年,在特斯拉的号召下,国产新能源汽车纷纷高举一体化压铸的大旗。

仅在今年,就有十余家新能源车企量产或官宣一体化压铸车身计划,位于行业中游的压铸厂商,也成功自产了T压铸机,向T的世界顶尖水平迈进,预计到年,国内一体化压铸市场规模将达亿元以上。

不过在上游环节,国产铝材料的短缺成了个问题。在一个月前,拜登签署了《通胀削减法案》,通过限制电池和相关矿物的进出口,正式开启对中国新能源汽车产业链的干涉,以后可能也会波及到其余行业。

图1、国内一体化压铸产业链

铝材供应困难在哪里?面对今后的市场封锁,国内厂家是否能够实现国内压铸一体化生产闭环?

01、铝材料的加工难题

传统汽车工艺下,铝合金铸件在加工后需要进行热处理的工序,即在一定温度下控制铝合金的加热速度,并在短时间内快速冷却。

热处理工艺可以改变铝合金的显微组织,消除合金中的铸造内应力,增强材料的耐蚀性和尺寸稳定性。

此前,铝合金在汽车中的主要用途是铸造缸体壳体(64%)、车轮(16%)等体积适中的零件。而一体化压铸目前主要应用在汽车后底板、整包电池等大型铸件上,由于体积过大,产品各部位冷却速度不均,热处理工艺很容易会导致薄壁变形,导致需要花费大量时间进行后续整形,成本和良率都惨不忍睹。

图2、铝合金在传统汽车上的用途

因此,免热处理铝合金材料变得不可或缺。和传统铝合金加入铁、铜不同,免热铝合金主要集中在硅铝合金和铝镁合金上,两者都是通过添加合适的化学变质元素,让铝合金形成细小颗粒和充分弥散的细化组织,来代替传统热处理之后才能达到的性能。

但是,材料研究的特点就是开发周期长、区域分散、资金需求大,导致先发优势明显。免热处理铝合金的材料供应长期由美国铝业垄断,而美国铝业在年就有车规级产品问世并量产。德国莱茵也在近年开发出一系列的硅铝、铝镁材质的铝合金材料。而国内先驱立中集团,年才取得了国内第一项材料专利授权,起步较慢。因此,目前国内能生产出的一体化机身,普遍来自美国铝业。

图3、融化的铝

车企自研材料,则需要漫长的时间。一体化压铸的先行者特斯拉,年就从苹果挖走了铝合金专家查尔斯·柯伊曼,他做出过苹果电脑和手机的一体化铝合金机身。但在耗费五年时间后,自研的免热铝合金才成为特斯拉一体化压铸的技术壁垒。

图4、特斯拉自研的免热处理铝合金

太平洋证券在研究报告中指出,单靠自己研发的话,至少要五年以上的时间,才能生产出车用的免热处理铝合金。

02、小步快跑的中国厂商

为了加快国产一体化压铸进程,不少厂商开始了“以产助研”的模式。

例如立中集团,就和国内压铸头部企业文灿集团合作,冲刺汽车一体化压铸件,文灿手握T压铸机,是特斯拉、蔚来、奔驰的合作供应商。目前,立中集团开发的铝合金材料,不仅在参数表现上优于国外同行,成本也可降低15%-20%。压铸厂近一半的成本,都源于向上游的铝锭采购,因此国产材料降本的意义重大。

图5、某铝压铸企业的采购预算

国内车企也在积极和上游厂商进行合作,例如高合汽车,就和目前国内在该领域较为领先的上海交大轻合金国家工程中心合作,年初超大一体化后座舱已经下线,未来电池包壳体/超大内板也在生产计划内;小鹏也和获得国家专利的广东鸿图合作,加快国产材料发展。

可以看到,和海外厂商先自研,再应用的现状不同,国内开发免热铝合金的普遍模式,是以需求作为导向,上游企业、压铸厂、模具厂和整车厂共同开发,通过不断试错的方式调整材料成分和工艺路线,实现快速追赶。

图6、当下国产企业发展现状

立中集团曾预计,年,国产免热处理材料将快速发展,年-年将进入市场爆发期。未来,绝大部分国产车将会摆脱外商的依赖,国产铝合金材料甚至可能会抓住传统大型车企转型的机遇,实现产品出口。

也希望国内厂商,能从一体化压铸的追赶者,变成领先者。

图文来源:天风证券、国信证券、太平洋证券、东兴证券等

编辑:田恒易



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