9月13日訊：2013年，中國科技界的盛宴非神舟十號(hào)飛船的成功發(fā)射莫屬，“神十”太空艙上的太空授課更是讓人無比神往，印象深刻，深深領(lǐng)會(huì)科技的魅力。除了“神十”的太空課讓人感興趣之外，其制造材料也同樣代表科技研發(fā)的尖端水平，而“鋁合金”就是其中不可或缺的高端金屬材料。除此之外，汽車用鋁同樣值得期待。數(shù)據(jù)顯示預(yù)計(jì)，2011~2015年，中國汽車單車鋁材料用量將以每年10%~12%的速度增長，到2015年，中國汽車用鋁量將從目前的190萬噸增長至314萬噸。因此，提起新材料鋁合金，其主要“用武之地”在于汽車和航空航天。

實(shí)際上，從“神一”到“神九”再到“神十”的順利升空，西南鋁業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司一直承擔(dān)著為運(yùn)載火箭和航天飛船提供鋁合金材料的任務(wù)。西南鋁業(yè)承擔(dān)了“神十”數(shù)十個(gè)品種的研制和試制任務(wù)，其中主要以鋁合金材料的研制為主。據(jù)介紹，西南鋁業(yè)提供的鋁合金材料被“神十”用作蒙皮，這就好比“外衣”。

國內(nèi)處于改進(jìn)研發(fā)階段 提高深加工技術(shù)是趨勢(shì)

據(jù)了解，鍛件是“神十”“骨架”的重要關(guān)鍵結(jié)構(gòu)受力件，相當(dāng)于人體骨架。飛船在啟動(dòng)、飛行、回收過程中承受了巨大的載荷，因此，對(duì)鍛件的材料、組織、性能、尺寸，均提出了很嚴(yán)格的要求。而先進(jìn)鋁合金正是由于具有高比模量、抗疲勞以及耐腐蝕等性能，成為航空工業(yè)中的主要結(jié)構(gòu)材料。在民用和軍用飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料中，鋁合金材料的用量比例一般在20%~80%。如代表先進(jìn)水平的B-777飛機(jī)中鋁合金的用量為70%，在A-380中為60%，C-17軍用運(yùn)輸機(jī)中鋁合金的用量約為70%。

近年來，由于復(fù)合材料和鈦合金的用量增加，最新設(shè)計(jì)的飛機(jī)中鋁合金的用量相對(duì)減少，但高純、高強(qiáng)、高韌、耐蝕的高性能鋁合金用量卻在增加。

航天工程所需的關(guān)鍵鋁合金材料，具有高冶金質(zhì)量、高性能的技術(shù)指標(biāo)要求及品種規(guī)格多、構(gòu)件尺寸大等特點(diǎn)，其所用材料的組織、性能及表面精度等要求極其嚴(yán)格，以前長期被國外實(shí)行技術(shù)壟斷和封鎖。然而，從這次“神十”的成功發(fā)射來看，國產(chǎn)的鋁合金鑄件已經(jīng)達(dá)到了國際水平。

據(jù)了解，關(guān)鍵部件的鋁合金材料，強(qiáng)度、塑性、耐腐蝕性和抗疲勞度等各方面的綜合性能，南南鋁業(yè)有限公司都達(dá)到了國際先進(jìn)水平。此前，西南鋁業(yè)已經(jīng)研制出直徑6.1米級(jí)超巨型鋁合金鍛環(huán)，是“亞洲第一環(huán)”。

據(jù)介紹，我們平日在電視里看到的折疊式太陽能板打開的神奇景象，其材料是南南鋁業(yè)制造，“那是由超薄高精鋁合板材制成。據(jù)了解，目前只有俄羅斯、美國和中國能生產(chǎn)這種板材，而國內(nèi)只有南南鋁業(yè)掌握了這個(gè)技術(shù)。

雖然國內(nèi)個(gè)別企業(yè)已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平，但是大部分的企業(yè)仍然處于改進(jìn)研發(fā)階段，“俄羅斯鋁業(yè)是全球最大的鋁生產(chǎn)企業(yè)，研發(fā)水平代表了行業(yè)的先進(jìn)水平，在找礦方法、能源消耗、生產(chǎn)工藝及精細(xì)化技術(shù)革新方面比國內(nèi)同行業(yè)具有明顯優(yōu)勢(shì)。與國外相比，國內(nèi)鋁合金研發(fā)仍處于改進(jìn)研發(fā)階段，降低生產(chǎn)成本、提高深加工技術(shù)是主要方向。”中信建投經(jīng)濟(jì)咨詢冶金行業(yè)研究員高方宏表示。

據(jù)了解，國內(nèi)目前專注于鋁合金研發(fā)的科研機(jī)構(gòu)還有沈陽鑄造研究所，其近5年承擔(dān)的科研項(xiàng)目中，優(yōu)質(zhì)鋁、鎂合金鑄件變壓反重力鑄造成套技術(shù)產(chǎn)業(yè)化成為國家重大科技轉(zhuǎn)化項(xiàng)目之一，航空鎂鋁金材料開發(fā)及細(xì)管研究成形技術(shù)研究獲得科技部專項(xiàng)資金支持。

鋁合金提升終端產(chǎn)品附加值

據(jù)了解，未來20年，預(yù)計(jì)全球GDP年均增長率為3.71%，全球航空旅客周轉(zhuǎn)量(RPKs)的年均增長率為5.2%。中國的航空旅客周轉(zhuǎn)量年均增長率為7.7%，高于全球平均水平。中國經(jīng)濟(jì)的長期強(qiáng)勁增長推動(dòng)航空運(yùn)輸需求的增長，政府建設(shè)“民航強(qiáng)國”的決心和對(duì)航空基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃使得航空運(yùn)輸業(yè)前景無限。

而我國也已啟動(dòng)大飛機(jī)的發(fā)展計(jì)劃，結(jié)構(gòu)材料以鋁合金材料為主。據(jù)有關(guān)券商預(yù)測(cè)，在未來10年，我國每年將需要單通道飛機(jī)100多架；對(duì)100~125座級(jí)和210座級(jí)的單通道飛機(jī)需求將超過300架；150~175座級(jí)單通道飛機(jī)需求超過1000架。為了形成我國大客機(jī)特色和競(jìng)爭優(yōu)勢(shì)，必須發(fā)展高性能的鋁合金材料，包括2000系(Al-Cu)、7000系(Al-Zn-Mg-Cu)、6000系(Al-Mg-Si)及鋁鋰(Al-Li)合金。

鋁合金的價(jià)值不僅體現(xiàn)在航空航天，在汽車領(lǐng)域也有“一番作為”。鋁合金是既提升汽車性能又能滿足某些法規(guī)要求的輕量化材料。近些年來，鋁合金在汽車上的用量不斷增加，用作發(fā)動(dòng)機(jī)、熱交換器、渦輪增壓器、變速箱體、車輪以及車身等部件材料。鋁合金板的沖壓性能已經(jīng)接近甚至在某些方面超過了鋼板，因此可替代鋼板來制備汽車車身板。鋁合金的應(yīng)用可起到很好的減重效果，如采用鋁合金沖制汽車車身，車身重量可以降低約10%。

歐美國家汽車工業(yè)發(fā)達(dá)，非常重視汽車節(jié)能和環(huán)保，鋁合金在汽車輕量化方面的使用量和比例逐年提高。如德國奧迪A8首創(chuàng)了ASF鋁合金空間桁架車身輕量化技術(shù)，成為世界上首輛全鋁合金車身的量產(chǎn)型轎車，其采用ASF鋁合金空間桁架車身結(jié)構(gòu)，其整體結(jié)構(gòu)剛性則提升25%，但車輛結(jié)構(gòu)因大量采用鋁合金材質(zhì)而減輕了自重。ASF組件大多以鋁制成，不僅幫助奧迪減輕車身重量，也保證了良好的吸能和制動(dòng)效果。與此同時(shí)，這些鋁制零件還可以大規(guī)�；厥赵倮�用。

據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)表明，到2015年，歐洲主要國家平均每輛汽車鋁使用量將增長至180千克,鋁材料占整部汽車的比重也將由目前的9%提高到12%。而中國汽車鋁合金使用比例較低，2010年，中國平均每輛汽車鋁使用量為99千克,低于全球平均112千克的使用量，比歐洲、北美發(fā)達(dá)國家汽車用鋁量差距則更大。但是據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)，2011~2015年，隨著中國汽車工業(yè)節(jié)能減排的深入，中國汽車單車鋁材料用量將以每年10%~12%的速度增長，到2015年中國汽車用鋁量將從目前的190萬噸增長至314萬噸。

再者，在鋁整條產(chǎn)業(yè)鏈上，鋁合金也扮演著極其重要的角色。“在鋁土礦-氧化鋁-電解鋁-型材-消費(fèi)端這條產(chǎn)業(yè)鏈上，鋁合金是部分型材的原材料，在整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中扮演的角色是中間產(chǎn)物，是得以提升終端產(chǎn)品附加值的重要材料。”業(yè)內(nèi)人士稱。

可以說，下游需求量的穩(wěn)增以及材料本身附加的價(jià)值，使得市場(chǎng)各方不斷看好鋁合金新材料。“從其他市場(chǎng)分析，鋁合金是在滿足法規(guī)要求下能大幅提升汽車性能的輕量化材料，隨著技術(shù)的不斷推廣，未來汽車市場(chǎng)的高性能鋁合金需求不可小覷。另外，其他軌道交通的市場(chǎng)需求也將持續(xù)增長。在相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi)，鋁合金的前景非常廣闊，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，替代材料的出現(xiàn)有可能會(huì)為其帶來市場(chǎng)威脅。”業(yè)內(nèi)人士如是說。

(關(guān)鍵字：鋁合金 汽車 航空航天)