Gần đây, Đại học Nghiên cứu Công nghệ Quốc gia Nga đã phát triển một hợp kim nhôm giá rẻ có thể chịu được nhiệt độ cao 400oC. So với các hợp kim tương tự khác, mang phạm vi cao hơn 100oC đến 150oC. Nó được kỳ vọng sẽ giảm đáng kể vận tải đường sắt, hàng không và Trọng lượng cũng như lượng khí thải carbon của các thiết bị khác. Trong bối cảnh trung hòa carbon và nhẹ, nước ta cũng đang tích cực tìm hiểu mô hình phát triển “thay thép bằng nhôm” để thúc đẩy sự phát triển của ngành hợp kim nhôm.

Quy mô thị trường của ngành hợp kim nhôm

Do ưu điểm về khả năng chịu nhiệt độ cao, khả năng tái chế và chi phí thấp, hợp kim nhôm đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau trong những năm gần đây. Quy mô thị trường của ngành hợp kim nhôm năm 2017 là 2011.118 tỷ nhân dân tệ và năm 2020 sẽ tăng lên 276.553 tỷ nhân dân tệ. Người ta ước tính quy mô thị trường của ngành hợp kim nhôm sẽ đạt 299.755 tỷ nhân dân tệ vào năm 2021 và sẽ tiếp tục đạt 331.834 tỷ nhân dân tệ vào năm 2022.

Trong những năm gần đây, sản lượng hợp kim nhôm của nước tôi không ngừng tăng trưởng. Năm 2016, sản lượng hợp kim nhôm là 74.5 triệu tấn và năm 2020 sẽ tăng lên 9.64 triệu tấn. Từ tháng 2021 đến tháng 8.35 năm 19.2, sản lượng hợp kim nhôm là XNUMX triệu tấn, tăng XNUMX% so với cùng kỳ năm ngoái.

Tình hình phát triển và nghiên cứu vật liệu hợp kim nhôm trong và ngoài nước

(1) Tình hình phát triển và nghiên cứu vật liệu hợp kim nhôm nước ngoài

Nhìn chung, sự phát triển và ứng dụng vật liệu hợp kim nhôm ở các nước công nghiệp phát triển có lịch sử lâu đời, nền tảng tốt, tích lũy nghiên cứu mạnh mẽ, hệ thống vật liệu hợp kim nhôm mạnh mẽ và trình độ công nghệ công nghiệp tương đối cao. Đặc biệt, Hoa Kỳ, Nga và các cường quốc công nghiệp khác đã tiến hành nghiên cứu và phát triển vật liệu hợp kim nhôm trước đó và áp dụng cho một số lượng lớn các loại hợp kim nhôm, được sử dụng rộng rãi trong ô tô, tàu thủy, hàng không vũ trụ và các lĩnh vực khác, và đã hình thành một mức độ nhất định về quyền bá chủ bằng sáng chế.

Trong lĩnh vực ô tô, hợp kim nhôm là vật liệu quan trọng để tạo ra ô tô nhẹ. Về hợp kim nhôm dòng 2XXX, Công ty Rey Lufi của Hoa Kỳ và Công ty Sibenet của Pháp đã lần lượt phát triển các tấm hợp kim nhôm 2036-T4 và AU2G-T4 cho thân ô tô. Đối với hợp kim nhôm dòng 5XXX, Alcoa đã phát triển các hợp kim nhôm như X5085-O và 5182-O để sử dụng cho các tấm bên trong thân xe. Đối với hợp kim nhôm dòng 6XXX, Hoa Kỳ đã phát triển các tấm hợp kim nhôm thân 6009 và 6010. Công ty Hydro Aluminium Na Uy[2] đã phát triển hợp kim HHS360 vào năm 2018. So với hợp kim 6082, độ bền kéo tăng 10.8% lên 360 N/mm2 và tốc độ giãn dài đạt 10%. Sau này, công ty đã xây dựng trên cơ sở này. Đã phát triển hợp kim HHS400, có cường độ nén 400 N/mm2, cường độ năng suất không nhỏ hơn 370 N/mm2 và độ giãn dài 8%. Nó chủ yếu được sử dụng trong sản xuất ô tô. Công ty Nhôm Kenlian của Hoa Kỳ[2] đã phát triển dòng hợp kim HSA6. Cường độ năng suất thấp nhất của cấu hình ép đùn hợp kim HSA6-T6 là 370 N/mm2 và độ bền kéo thấp nhất là 400 N/mm2, khác với hợp kim nhôm truyền thống. 

So với chất lượng của những chiếc xe hoàn toàn bằng nhôm làm bằng vật liệu, trọng lượng có thể giảm hơn 30%. Hiện nay, các công ty gia công nhôm tiên tiến của nước ngoài đang cam kết phát triển các tấm ô tô giá rẻ. Công ty Nhôm Novelis của Ấn Độ đã cho ra mắt dòng hợp kim Ac5754R dòng AdvanzTM để giảm trọng lượng của xe hơn nữa. Công ty cũng đã hợp tác với Jaguar Land Rover Automotive Co., Ltd. để phát triển hợp kim nhôm AC-170PX với đặc tính tạo hình và viền tuyệt vời [3] để sử dụng cho các tấm bên ngoài của tấm ô tô. Mặt khác, Okoninck ở Hoa Kỳ đã phát triển thành công thế hệ thiết bị sản xuất tấm ô tô mới và xử lý công nghệ "Micro-Mill", giúp cải thiện đáng kể hiệu suất của tấm nhôm cho thân và tấm ô tô, với mức tăng 20%. về hiệu suất tổng thể và giảm 30% chi phí. . Hiện nay, trong lĩnh vực tấm thân ô tô, hợp kim nhôm 6082 được sử dụng rộng rãi nhất. Ở dầm chống va chạm phía trước và phía sau, nhiều công ty cố gắng sử dụng các cấu hình ép đùn dòng 6XXX hoặc dòng 7XXX để chuẩn bị.

Trong lĩnh vực tàu biển, việc ứng dụng hợp kim nhôm trên tàu biển ngày càng được mở rộng. Phát triển sớm ở nước ngoài. Cho đến nay, chủ yếu hợp kim nhôm dòng 5XXX và dòng 6XXX lần lượt được sử dụng cho thân tàu và đóng tàu. Về hợp kim nhôm biến dạng [4], chủ yếu có: hợp kim 5086 và 5456 ở Hoa Kỳ, hợp kim 5083 ở Nhật Bản, hợp kim N8 (5083) ở Anh, AMr6 (5A06), AMr61, B48-4 (01980). ) và K48 ở Liên Xô cũ. -1, hợp kim K48-2. Nga đã phát triển các hợp kim Al-Zn-Mg cường độ cao (như hợp kim 01970, 01975, v.v.) có chứa scandium (0.1% đến 0.3%). Về đúc hợp kim nhôm [4], chủ yếu có: Hợp kim BAП5, AП4M (ZL111), AП8 (ZL301), AП13, AП25, AП27 của Liên Xô, Hoa Kỳ 356 (ZL101), SEM328 (ZL106), 514 (ZL302), 515, 518 (YL302), 520 (ZL301), hợp kim X250, v.v. Hiện nay, việc sử dụng vật liệu hợp kim nhôm trong ngành hàng hải vẫn chủ yếu dựa trên hợp kim 5083 và các hợp kim cải tiến của nó, tận dụng tối đa lợi thế toàn diện của nó về khả năng chống ăn mòn, hiệu suất hàn, khả năng tạo hình dễ dàng và tính chất cơ học.

Trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, vật liệu nhôm hàng không vũ trụ hiện đại đang phát triển theo hướng hiệu suất toàn diện cao, mật độ thấp, thông số kỹ thuật lớn, tính đồng nhất cao và tích hợp sức mạnh và cấu trúc. Nhắm đến hợp kim nhôm dòng 2XXX, Alcoa và Alcoa de France đã phát triển hợp kim 2026 và 2027 với độ bền cao và khả năng chịu hư hỏng cao [5]. Phần đùn của nó (độ dày 12 ~ 82 mm) và tấm (độ dày 12 ~ 55mm) cao hơn 20% ~ 25% và cao hơn 10% so với hợp kim 2024. Đối với hợp kim nhôm dòng 7XXX [5], Alcoa, Alcoa France và Aleris Alcoa đã phát triển các hợp kim nhôm có độ bền cao và độ bền với độ nhạy dập tắt thấp: 7085, 7140, 7081. Về hợp kim nhôm có độ bền cực cao, Alcoa Pháp đã phát triển hợp kim 7056-T79/T76, được sử dụng trong các tấm cánh máy bay A380. Về hợp kim Al-Li, Nga đã phát triển 1460 hợp kim và Hoa Kỳ đã phát triển các hợp kim dòng Weldlite và các hợp kim nhôm-lithium 2097, 2197 và 2195. Tập đoàn Nhôm Kenlian Hoa Kỳ đã phát triển hợp kim 2050 và 2198 (Al-Cu-LiMg-Ag) với mật độ thấp, độ bền cao và đặc tính chịu hư hại cao. Năm 2010, Tập đoàn Nhôm Kenlian của Mỹ đã đăng ký nhãn hiệu Airware cho hợp kim dòng Al-Cu-Li. Hiện nay, nhu cầu về vật liệu hợp kim nhôm trong lĩnh vực hàng không vũ trụ chủ yếu tập trung ở các hợp kim dòng 2XXX và 7XXX có độ bền cao, cũng như hợp kim nhôm-lithium mật độ thấp.

(2) Tình hình phát triển và nghiên cứu vật liệu hợp kim nhôm trong nước

Kể từ “Kế hoạch 13 năm lần thứ 1”, năng lực và trình độ kỹ thuật sản xuất nhôm của nước ta đã có những tiến bộ vượt bậc [2019]. Năm 5.252, sản lượng nhôm đạt 107×4 tấn, đứng đầu thế giới. Đất nước tôi đã phát triển độc lập LC9, LC12, LY2, 12A2, 16A7, 04A7, 04B7, 50A7, 50B6,7 và các dòng hợp kim nhôm khác [3190], đồng thời thiết lập hệ thống công nghệ xử lý vật liệu hợp kim nhôm thế hệ thứ nhất, thứ hai và thứ ba. Trong những năm gần đây, các đặc tính của hợp kim nhôm đúc có độ bền cao và độ bền cao, hợp kim nhôm-lithium thế hệ thứ ba và các cấu hình hợp kim nhôm hiệu suất cao do nước tôi phát triển đã đạt đến trình độ tiên tiến quốc tế. Trong cuốn “Thành phần hóa học của nhôm rèn và hợp kim nhôm” (GB/T 2020-29), nước tôi đã bổ sung thêm 10 nhãn hiệu hợp kim nhôm trong nước trong 5 năm qua. Trong số đó, Đại học Công nghệ Bắc Kinh dẫn đầu thế giới về làm chủ công nghệ điều chế và xử lý hợp kim nhôm tăng cường phân tán chứa erbium và phát triển 5 loại hợp kim bao gồm tấm cán nguội hợp kim nhôm 83E5 chứa erbium, hợp kim nhôm nóng 06E8. -tấm cuộn và tấm tường ép đùn nóng. Được liệt kê trong tiêu chuẩn quốc gia [XNUMX], nó đã được áp dụng trong các lĩnh vực quan trọng như quốc phòng và ô tô, và một số giống đã thay thế các sản phẩm nhập khẩu.

Nhằm vào quá trình tạo hình đùn và thiết bị của các cấu hình hợp kim nhôm hiệu suất cao, CRRC và các trường đại học đã phát triển các công nghệ tinh chế, tinh chế và đồng nhất phôi hợp kim nhôm, đồng thời phát triển các khuôn và thiết bị ép đùn quy mô lớn để cho phép phát triển các cấu hình hợp kim nhôm. Chu kỳ được rút ngắn 25%, chi phí giảm 15% và tỷ suất lợi nhuận tăng lên 62%. Đại học Đông Bắc và Đại học Giao thông Đại Liên lần lượt phát triển các công nghệ xử lý dòng ngắn ép đùn liên tục cho kim loại lỏng, kim loại bán rắn và kim loại rắn, đồng thời thực hiện công nghiệp hóa, đạt đến trình độ tiên tiến hoặc hàng đầu quốc tế trong lĩnh vực kỹ thuật này. Shandong Nanshan Aluminium Co., Ltd. đã lọt vào danh sách nhà cung cấp toàn cầu của Công ty Boeing thành công. China Zhongwang Holdings Co., Ltd. đã liên tiếp mua lại quyền kiểm soát của Công ty TNHH Una Aluminium của Đức và Silver Yachts Ltd., một nhà sản xuất siêu du thuyền hoàn toàn bằng nhôm có trụ sở tại Úc. Một số lượng lớn vũ khí tiên tiến làm bằng vật liệu hợp kim nhôm chủ chốt do Công ty TNHH Hợp kim nhẹ Đông Bắc Chinalco, Công ty TNHH (Tập đoàn) Nhôm Tây Nam và Công ty TNHH Nhôm Tây Bắc cung cấp đã xuất hiện trên chiến trường. Ngoài ra, Đại học Đông Bắc, Đại học Giao thông Thượng Hải, Công ty TNHH Viện nghiên cứu ứng dụng vật liệu nhôm Trung Quốc và Đại học Cát Lâm đã đạt đến trình độ tiên tiến hoặc dẫn đầu quốc tế về hợp kim nhôm biến dạng có độ bền cao và độ dẫn điện cao, hợp kim nhôm cho ô tô và hợp kim nhôm đúc. Hiện nay, một số vật liệu hợp kim nhôm thuộc quyền sở hữu trí tuệ của nước tôi đã được sử dụng trong ô tô, tàu thủy, hàng không vũ trụ và các lĩnh vực khác.

Những vấn đề trong lĩnh vực vật liệu hợp kim nhôm ở nước ta

Điều đáng chú ý là mặc dù ngành vật liệu hợp kim nhôm của nước ta đã đạt được những kết quả đáng ghi nhận cả về quy mô công nghiệp và trình độ kỹ thuật nhưng việc xây dựng hệ thống công nghiệp hiện đại của nước ta lại bắt đầu muộn và có nền tảng yếu kém. Tự túc. Đất nước của tôi sẽ là quốc gia có nhu cầu lớn về các vật liệu cơ bản quan trọng trong một thời gian dài trong tương lai, và nhu cầu về số lượng cũng như chủng loại những vật liệu đó sẽ tiếp tục tăng. Tuy nhiên, vật liệu cao cấp không chiếm tỷ trọng cao trong hệ thống công nghiệp, số đổi mới ban đầu tương đối nhỏ, các công nghệ then chốt chung cơ bản và công nghệ xử lý chuyên sâu chưa được phát triển đầy đủ. Alcoa có 30,000 bằng sáng chế. Ngược lại, các công ty Trung Quốc có ít bằng sáng chế gốc và có hàng trăm nhãn hiệu được sử dụng phổ biến. Tuy nhiên, hoạt động nghiên cứu và phát triển của riêng Trung Quốc còn rất ít. Đồng thời, tính đồng nhất, đồng đều, ổn định của chất lượng sản phẩm chưa cao. . Cần phải cải thiện độ ổn định chất lượng của các tấm dày và tấm da kéo căng trước cho máy bay lớn và tấm ô tô chở khách, đồng thời một số tấm, dải và lá nhôm cao cấp vẫn phải phụ thuộc vào nhập khẩu. Ngoài ra, sự phát triển rộng rãi của ngành vật liệu hợp kim nhôm ở nước tôi là một vấn đề nghiêm trọng. Mặc dù quy mô công nghiệp đang phát triển nhanh chóng nhưng có rất ít hoạt động nghiên cứu và phát triển. Đổi mới công nghệ theo hướng tích hợp “sản xuất, học tập và nghiên cứu” còn yếu, các trường đại học, doanh nghiệp chưa phát huy được lợi thế của đổi mới hợp tác. Vì vậy, điều rất quan trọng là phải từng bước thúc đẩy sự phát triển của các ngành nghiên cứu và công nghiệp liên quan theo hướng chất lượng cao, tính đổi mới cao và hiệu quả cao.

Trong lĩnh vực ô tô, tấm hợp kim nhôm ô tô của nước tôi vẫn gặp phải ba vấn đề lớn: ① thiếu hợp kim nhôm ô tô có quyền sở hữu trí tuệ độc lập và nhôm ô tô cao cấp chưa được cấp số sê-ri, gây khó khăn cho việc đáp ứng nhu cầu cá nhân của người tiêu dùng. công ty ô tô; ② ứng dụng tấm ô tô Xây dựng nền tảng nghiên cứu và phát triển công nghệ không đầy đủ. Nghiên cứu cần được tăng cường về mặt tạo hình tiên tiến, kết nối các vật liệu khác nhau, sản xuất các bộ phận chi phí thấp và thân thiện với môi trường và xử lý bề mặt; ③ Cần tăng cường ứng dụng cấu hình hợp kim nhôm trong các phương tiện sử dụng năng lượng mới và cần thiết lập các nền tảng đổi mới công nghệ tương ứng. Phát triển các sản phẩm liên quan như cấu trúc thân xe, hệ thống truyền động điện, khay ắc quy, khung phụ, xử lý bề mặt, Vv

Trong lĩnh vực tàu thủy, hợp kim nhôm hàng hải của nước tôi vẫn còn hai điểm nghẽn về mặt kỹ thuật: một là có ít loại hợp kim nhôm dùng cho tàu thủy, hiệu suất tổng thể và độ ổn định chất lượng của hợp kim thấp hơn so với các loại hợp kim cùng nhãn hiệu ở nước ngoài. Quốc gia; còn lại là vật liệu hợp kim nhôm cho tàu thủy. Công nghệ ứng dụng chủ yếu thể hiện ở công nghệ hàn. Giữa nước tôi và nước ngoài vẫn còn khoảng cách về hàn ma sát khuấy và hàn laser, điều này hạn chế sự phát triển của hợp kim nhôm cho tàu thủy.

Trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, nước tôi vẫn có khoảng cách đáng kể với các nước phát triển về R&D và ứng dụng hợp kim nhôm hàng không vũ trụ. Sự phát triển của hợp kim mới ở nước tôi đang ở giai đoạn bắt chước, và có rất ít loại hợp kim được phát triển; có rất ít nghiên cứu về lý thuyết cơ bản của hợp kim. Vẫn còn một khoảng cách nhất định giữa độ ổn định về chất lượng và giá thành của sản phẩm vật tư hàng không nước tôi và vật tư nhập khẩu.

Nhu cầu thị trường và xu hướng phát triển của nhiều loại vật liệu hợp kim nhôm

Nhu cầu thị trường về hợp kim nhôm thường quyết định chủng loại, sản lượng và đặc tính hoạt động của các sản phẩm hợp kim nhôm. Do hợp kim nhôm có nhiều loại nên quá trình phát triển và hiện trạng trong và ngoài nước không giống nhau, một số hợp kim nhôm sẽ được ứng dụng chéo trong lĩnh vực ô tô, tàu thủy và hàng không vũ trụ nên phần này được phân loại và giải thích về mặt loạt hợp kim nhôm.

(1) Hợp kim nhôm dòng 2XXX

Hợp kim nhôm dòng 2XXX (A1-Cu-Mg) có độ bền kéo, độ dẻo dai và độ bền mỏi cao, khả năng chịu nhiệt tốt, đặc tính gia công và hàn, được sử dụng rộng rãi trong ngành hàng không vũ trụ, ô tô và vũ khí. Các loại chính là 2A01, 2A02, 2A06, 2A11, 2A12, v.v. Một loạt hợp kim, chẳng hạn như hợp kim 2024, 2124, 2524, 2324, đã được phát triển để cải thiện độ bền, phù hợp với độ bền và độ dẻo dai cũng như khả năng chịu hư hỏng. Các mẫu thiết bị của nước tôi đang phát triển theo hướng nhẹ, tuổi thọ cao, độ tin cậy cao và chi phí thấp, đồng thời có yêu cầu cao hơn về độ bền đứt gãy, khả năng chống nứt phát triển và khả năng chống ăn mòn của vật liệu vỏ thân máy bay. Trên cơ sở tấm dày hợp kim nhôm 2024-T351, nước ngoài đã phát triển 2324, 2624 và các hợp kim nhôm có khả năng chịu hư hỏng cao khác với độ bền, độ bền, độ mỏi và khả năng chống ăn mòn khác nhau phù hợp với bề mặt cánh dưới của cánh và nhận ra các ứng dụng đã cài đặt. Chúng tôi cần khẩn trương tiến hành phát triển hợp kim nhôm dòng 2XXX có khả năng chịu hư hỏng cao. Trong tương lai, hợp kim vi mô tổng hợp sẽ là hướng phát triển quan trọng của hợp kim nhôm cường độ cao dòng Al-Cu-Mg.

(2) Hợp kim nhôm dòng 4XXX

Hiện nay, pít-tông ô tô ở nước tôi chủ yếu sử dụng hợp kim Al-Si eutectic và hypoeutectic, nhưng với yêu cầu về hiệu suất động cơ không ngừng được cải thiện nên rất khó đáp ứng yêu cầu về hiệu suất. Hợp kim Al-Si Hypereutectic có mật độ thấp, hệ số giãn nở tuyến tính thấp, khả năng chống mài mòn và ổn định thể tích cao hơn. So với hợp kim Al-Si hypoeutectic và eutectic, nó là vật liệu piston lý tưởng hơn. Các pít-tông hợp kim Al-Si eutectic đã được sản xuất hàng loạt ở nước ngoài và được sử dụng trong xe tải và ô tô, chẳng hạn như hợp kim A390 ở Hoa Kỳ, hợp kim AC9A và AC8A (ZL109) ở Nhật Bản và hợp kim A390 ở Úc. Tuy nhiên, hiện nay ở nước tôi có rất ít nhà sản xuất piston hợp kim Al-Si eutectic và hầu hết đều phải nhập khẩu. Ngoài ra, còn có khoảng cách lớn giữa vật liệu hợp kim nhôm tăng áp ô tô và nước ngoài. Vật liệu hợp kim nhôm tăng áp ô tô hiệu suất cao chủ yếu dựa vào các nước như Nhật Bản. Vì vậy, bắt buộc phải phát triển các vật liệu hợp kim nhôm ô tô quan trọng cho các piston và cánh quạt tăng áp hiệu suất cao.

(3) Hợp kim nhôm dòng 5XXX

Hợp kim Al-Mg, đặc biệt là hợp kim Al-Mg có hàm lượng Mg cao, có độ bền riêng cao, khả năng hàn và chống ăn mòn tốt, sẽ trở thành vật liệu rất cạnh tranh trong ngành hàng không vũ trụ, tàu cao tốc, đại dương và các lĩnh vực khác trong tương lai. Hiện tại, các tấm, biên dạng và dây hàn hợp kim Al-Mg cho ngành hàng không vũ trụ, tàu hỏa, hàng hải và các ứng dụng khác chủ yếu dựa vào nhập khẩu. Thị trường dây hàn cao cấp về cơ bản do ALCOA của Mỹ độc quyền. Hợp kim ER5183 và ER5356 chủ yếu dựa vào nhập khẩu và nhập khẩu chiếm doanh thu của nó. 70%, hợp kim Al-Mg sử dụng trên tàu hải quân chủ yếu phụ thuộc vào Nga. Các thỏi thông thường có hàm lượng Mg cao đã phát triển các sợi nhánh, sự phân chia pha eutectic nghiêm trọng và hiệu suất tạo hình kém. Vẫn còn nhiều vấn đề trong các phương pháp xử lý hiện tại, chẳng hạn như hiệu suất thấp, chất lượng biểu kiến ​​kém, quy trình dài, chất lượng không ổn định và năng suất chờ thấp. Quá trình hóa rắn và hình thành dưới tốc độ nhanh có thể ức chế sự kết tủa của Mg, đồng thời có thể kiểm soát và thu được các tinh thể cân bằng mịn và các pha kết tủa nano, cải thiện đáng kể hiệu suất và tính đồng nhất của vật liệu. Do đó, sự phát triển của công nghệ ép và cán lưu biến liên tục hóa rắn nhanh bằng hợp kim Al-Mg hiệu suất cao dự kiến ​​sẽ giải quyết được nhu cầu về hợp kim Al-Mg chất lượng cao.

(4) Hợp kim nhôm dòng 6XXX

Vật liệu hợp kim nhôm dòng 6XXX là vật liệu chính trong lĩnh vực vận chuyển đường sắt, ô tô và điện tử. Từ những năm 1980, các nước và khu vực phát triển như Châu Âu, Châu Mỹ và Nhật Bản đã phát triển hợp kim nhôm ô tô và đăng ký nhãn hiệu 6009, 6016, 6010, 6111, 6022, 6082, v.v., tạo thành một tấm thân xe tương đối hoàn chỉnh và vật liệu ép đùn , Rèn và các hệ thống sản xuất và ứng dụng khác. Quá trình công nghiệp hóa các tấm thân xe bằng hợp kim nhôm dòng 6XXX của nước tôi và rèns chỉ mới bắt đầu và có một khoảng cách đáng kể. Các tấm hợp kim nhôm ô tô được Bộ Công nghiệp và Công nghệ thông tin nước ta đề xuất phát triển trọng điểm là: 6016-S, 6016-IH, 6016-IBR, 6A16-S, 6A16-IBR, 6022, v.v. của các tấm hợp kim nhôm dòng 6XXX điển hình là A50 Không nhỏ hơn 25%, giá trị r không nhỏ hơn 0.60, cường độ năng suất đỗ xe 60 d Rp0.2 không nhỏ hơn 140 N/mm2, cường độ năng suất làm cứng sơn nướng tăng không dưới 80 N/ mm2. Để đáp ứng các nhu cầu khác nhau, sự phát triển của công nghệ thiết kế, chuẩn bị và xử lý hợp kim nhôm dòng 6XXX đã trở thành xu hướng phát triển tất yếu.

(5) Hợp kim nhôm dòng 7XXX

Hợp kim nhôm dòng 7XXX có khả năng chống ăn mòn ứng suất tốt, là dòng hợp kim nhôm có độ bền cao nhất và là vật liệu xương sống hàng không được quốc tế công nhận. Gần đây, hợp kim 7055 (Al8Zn-2.05Mg-2.3Cu-0.16Zr) đã được phát triển ở nước ngoài, có ứng suất trên 620 MPa ở trạng thái T77511 và được sử dụng trong máy bay Boeing 777, giảm trọng lượng 635 kg. Hiện tại, hợp kim nhôm dòng 7XXX được sử dụng trong hàng không ở nước tôi thiếu thiết kế và công nghệ chuẩn bị và xử lý hợp kim có hệ thống, và một số sản phẩm hoàn toàn phụ thuộc vào nhập khẩu. Bởi vì các thỏi hợp kim nhôm cỡ lớn dòng 7XXX có nhiều nguyên tố hợp kim, khoảng thời gian hóa rắn rộng, ứng suất đúc lớn, dễ bị oxy hóa/tách các nguyên tố hợp kim, v.v., chất lượng luyện kim của thỏi kém và khả năng định hình ở nhiệt độ phòng thấp. Điều quan trọng là phát triển hợp kim nhôm dòng 7XXX mới. ý nghĩa.

(6) Hợp kim nhôm lithium (Al-Li)

Hợp kim nhôm-lithium là vật liệu nhẹ được phát triển nhanh nhất trong vật liệu hàng không trong những năm gần đây. Nó có các đặc tính của mật độ thấp, mô đun đàn hồi cao, độ cứng riêng cao, hiệu suất mỏi tốt, chống ăn mòn, v.v. Sau khi thay thế hợp kim nhôm thông thường, chất lượng có thể giảm 10% ~ 20%, độ cứng tăng 15% ~20%. Công ty ALCOA của Mỹ đã đưa ra "Kế hoạch 20/20 hàng không ALCOA" vào đầu thế kỷ 21. Mục tiêu là giảm 20% chi phí và trọng lượng của hợp kim nhôm hàng không trong vòng 20 năm. Kenlian Aluminium đã phát triển hợp kim nhôm-lithium 2050 và 2198 (Al-Cu-Li-Mg-Ag) với mật độ thấp, độ bền cao và khả năng chịu hư hại cao. Có rất ít loại hợp kim Al-Li được phát triển độc lập ở nước tôi và chỉ có hợp kim 1420 được sử dụng. Hợp kim nhôm-lithium được sử dụng trong máy bay chở khách C919 được cung cấp bởi Alcoa. Chỉ các loại hợp kim giới hạn như 1420, 2195, 2197 và 2A97 mới có thể được sản xuất tại Trung Quốc và các thỏi chỉ là các tấm dưới ((310 ~ 400) × 1280 × 4000) mm và các thỏi tròn dưới φ650 mm. Trong các ứng dụng hàng không cao cấp, tấm (2B16) có độ dày hơn 60 mm và chiều rộng hơn 1500 mm (2B16) và phôi (2B16) có đường kính hơn 1500 mm vẫn chưa đạt được sản xuất công nghiệp . Vì vậy, việc phát triển thiết kế hợp kim nhôm-lithium mới, chuẩn bị phôi kích thước siêu lớn và công nghệ xử lý sâu có ý nghĩa rất lớn.

(7) Hợp kim nhôm chịu nhiệt

Hợp kim nhôm chịu nhiệt có thể điều khiển Si, Fe, Ni, Ag, đất hiếm và các nguyên tố khác làm cho hợp kim nhôm có khả năng chống oxy hóa và chống dão ở nhiệt độ cao [9]. Nó là vật liệu cơ bản quan trọng trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, ô tô và vận tải đường sắt. . Các hợp kim nhôm chịu nhiệt truyền thống bao gồm: 2519, 2618, 2219, 2D70, v.v. Với sự phát triển nhanh chóng của ngành hàng không vũ trụ và ô tô, các yêu cầu cao hơn được đặt ra đối với hợp kim nhôm chịu nhiệt. Thế hệ máy bay chiến đấu mới có tốc độ bay cao và nhiệt độ làm việc của vỏ thân máy bay trên 150oC. Hiện nay, nhiệt độ sử dụng lâu dài của các hợp kim nhôm chịu nhiệt như 2618, АК4-1ч và 2D70 đều dưới 150oC. Việc phát triển các hợp kim nhôm chịu nhiệt mới có lẽ phải làm.

(8) Hợp kim Al-Sc có hàm lượng scandium (Sc) cực thấp

Hợp kim Al-Sc có các đặc tính tuyệt vời như độ bền cao, độ dẻo tốt và khả năng chống ăn mòn và đã trở thành thế hệ vật liệu nhẹ mới cho hàng không vũ trụ, tàu thủy, v.v. sau hợp kim Al-Li. Độ bền kéo của hợp kim Al-Mg chứa dấu vết scandium cao hơn 30% so với hợp kim 5083 và cường độ năng suất cao hơn gấp đôi. Khả năng hàn của nó tương đương với khả năng hàn của hợp kim dòng 5XXX thông thường. Các tính chất cơ học của vùng chịu ảnh hưởng nhiệt và mối hàn xấp xỉ bằng ma trận và khả năng chống ăn mòn tương đương với hợp kim 5083. Việc thay thế hợp kim dòng 5XXX hoặc dòng 6XXX cho các bộ phận hàng không vũ trụ có thể giảm đáng kể. Nó cũng là một vật liệu tuyệt vời cho ô tô và phương tiện đường sắt. Nga đứng đầu thế giới về phát triển hợp kim nhôm chứa scandium và đã thành lập Al-Mg-Sc, Al-Mg-Li-Sc, Al-Zn-MgSc, Al-Zn-Mg-Cu-Sc, Hợp kim Al-Cu-Mg-Sc, hàm lượng scandium là 0.18% ~ 0.5%. Để thúc đẩy ứng dụng hợp kim nhôm-scandium trong ngành hàng không vũ trụ và ô tô, Bộ Công nghiệp và Công nghệ thông tin nước tôi đã chọn hợp kim nhôm chứa scandium làm một trong những vật liệu mới được ưu tiên phát triển. Đất nước tôi rất giàu tài nguyên scandium và một dây chuyền sản xuất oxit scandium có độ tinh khiết cao đã được xây dựng, đặt nền móng cho sự phát triển của hợp kim nhôm-scandium.

(9) Cấp nóng 500 MPa dập hợp kim nhôm cho ô tô

Vật liệu hợp kim nhôm cường độ cao dập nóng của đất nước tôi vẫn còn trống. Sự kết hợp giữa vật liệu mới và phát triển quy trình tạo hình mới là một phương tiện hiệu quả để giải quyết việc hình thành các bộ phận ô tô bằng hợp kim nhôm có độ bền cao. Tập trung vào hợp kim dòng 7XXX, tích cực khám phá hợp kim 2XXX và phát triển vật liệu hợp kim nhôm dập nóng loại 500 MPa, có triển vọng quan trọng để sản xuất các bộ phận ô tô có hình dạng phức tạp.

(10) Vật liệu composite gốc nhôm

Tấm composite nhiều lớp nhôm-thép: Sự kết nối hiệu quả của sàn nhôm và thép đã trở thành một trong những yếu tố hạn chế trọng lượng nhẹ của kết cấu thượng tầng của tàu lớn. Mối nối chuyển tiếp hỗn hợp nhôm-thép dùng để hàn giữa vỏ nhôm và thép mang đến giải pháp thay thế quy trình tán đinh truyền thống. Honda đã phát triển công nghệ nối thép và nhôm, sẽ áp dụng cho khung ô tô sản xuất hàng loạt trên toàn thế giới. Hiện nay, các mối nối nhôm-thép sử dụng ở Trung Quốc chủ yếu được nhập khẩu từ nước ngoài, giá cao tới 4×105 CNY/t. Với các tàu quy mô lớn trong tương lai, nhiệt độ hàn cao hơn, ứng suất chịu tải lớn hơn và bề mặt liên kết mạnh hơn là cần thiết cho các mối nối chuyển tiếp và nhu cầu cấp thiết là phát triển các mối nối nhôm-thép hiệu suất cao.

Vật liệu composite hợp kim nhôm cho bộ tản nhiệt ô tô: Lá, dải và tấm composite hợp kim nhôm là vật liệu chính để sản xuất các bộ trao đổi nhiệt hàn như máy điều hòa không khí ô tô, bộ tản nhiệt và máy sấy tay. Vật liệu composite được chế tạo bằng cách cán và cán 2 ~ 3 loại hợp kim. Lớp phủ chủ yếu là hợp kim silicon cao hoặc hợp kim có tiềm năng thấp, chẳng hạn như hợp kim 4004, 4045, 4047, 4A13, 7A01, v.v. Vật liệu cốt lõi chủ yếu là hợp kim 3003, 3003 +1.5% Zn và 3004, v.v.

Tấm nhôm tổ ong: thường bao gồm hai tấm mỏng và chắc chắn và một lõi tổ ong ở giữa. Nó có ưu điểm là trọng lượng nhẹ, độ bền cao, độ cứng cao, độ ổn định tốt, cách nhiệt, cách âm, v.v. Nó đã được sử dụng trong máy bay, tàu hỏa, tàu thủy, v.v. Được sử dụng trong. Các sản phẩm hiện có trên thị trường nói chung là chất kết dính sản phẩm, trừ nguyên liệu nhập khẩu phục vụ ngành hàng không là sản phẩm hàn. Các tấm dễ dàng được khử keo trong môi trường có độ ẩm cao, độ rung mạnh và nhiệt độ cao. Sự phát triển của các tấm kết cấu tổ ong và tấm lõi có trọng lượng nhẹ, độ bền cao, chống ăn mòn và có thể hàn được là xu hướng phát triển của tấm tổ ong. Một số nước ngoài đã phát triển các tấm tổ ong bằng nhôm hàn vào đầu những năm 1990 và phát triển các vật liệu tổ ong có độ bền cao, bền theo tuổi, chống ăn mòn và có thể hàn được. Trong 22 năm qua, sản lượng nhôm tổ ong của nước tôi duy trì tốc độ tăng trưởng bình quân 2012%. Năm 7.674, công suất thị trường sản phẩm nhôm tổ ong dính chỉ riêng ở thị trường xây dựng nước tôi đã đạt 2035 tỷ nhân dân tệ. Người ta ước tính đến năm 7, nhu cầu về tấm composite tổ ong có độ bền cao và chống ăn mòn sẽ đạt 107 × 2 mXNUMX và triển vọng rất rộng.

Triển vọng phát triển của ngành hợp kim nhôm

1. Chính sách tốt cho phát triển ngành hợp kim nhôm

So với các vật liệu kim loại khác, hợp kim nhôm có những ưu điểm toàn diện như xanh, bảo vệ môi trường, hiệu quả cao, độ chính xác cao và khả năng tái chế. Trong những năm gần đây, ngành hợp kim nhôm đã được khuyến khích và hỗ trợ bởi các chính sách công nghiệp quốc gia. Tích cực thúc đẩy các nguyên tắc và công nghệ mới của vật liệu nhẹ và độ bền cao mới, đồng thời tập trung vào nghiên cứu và phát triển tích hợp vật liệu/cấu trúc nhẹ mới, công nghệ thiết kế và sản xuất thông minh, linh hoạt của hợp kim nhôm tiên tiến, hợp kim magiê, hợp kim titan và nghiên cứu và phát triển các vật liệu nhẹ và có độ bền cao khác. Tích cực thúc đẩy ứng dụng hợp kim nhôm, có lợi cho sự phát triển của ngành hợp kim nhôm. Các chính sách cụ thể như sau:

2. Ô tô hạng nhẹ thúc đẩy tăng trưởng nhu cầu về hợp kim nhôm

Vật liệu nhẹ là cách trực tiếp và hiệu quả nhất để giảm trọng lượng của ô tô. So với thép, hợp kim nhôm có mật độ thấp hơn và khả năng giảm trọng lượng lớn hơn; so với hợp kim magiê, nó có chi phí thấp hơn và quy trình tạo hình và phương pháp kết nối hoàn thiện hơn. Ngoài ra, nhôm còn có trữ lượng lớn, khả năng chống ăn mòn tốt và tỷ lệ tái chế cao. Do đó, nó đã dần trở thành vật liệu chủ đạo cho ô tô hạng nhẹ, điều này thúc đẩy nhu cầu về hợp kim nhôm tăng trưởng và hơn nữa thúc đẩy mức tiêu thụ hợp kim nhôm tăng lên.

Ứng dụng của hợp kim nhôm trong ô tô nhẹ chủ yếu bao gồm rèn hợp kim nhôm, kim loại đúc chếts, các sản phẩm ép đùn và kéo hợp kim nhôm, v.v.

Hợp kim nhôm đúc được sử dụng rộng rãi nhất trong quy trình sản xuất ô tô nhẹ hiện nay. Nó chủ yếu được sử dụng trong động cơ ô tô, khung gầm, trục bánh xe và các cấu trúc khác. Động cơ được mệnh danh là bộ phận “trái tim” của ô tô, ở đầu xi-lanh, khối xi-lanh, pít-tông, v.v. Việc ứng dụng hợp kim nhôm vào các bộ phận không chỉ có thể làm giảm trọng lượng tổng thể của động cơ một cách hiệu quả mà còn làm tiêu tan nhiệt sinh ra trong động cơ hoạt động kịp thời, nâng cao hiệu suất làm việc của động cơ.

Khả năng hàn của tấm hợp kim nhôm kém hơn so với thép trong quá trình sử dụng, giúp cải thiện hiệu suất hàn và chất lượng hàn của tấm hợp kim nhôm, đồng thời tăng phạm vi ứng dụng của hợp kim nhôm. Ứng dụng công nghệ tạo hình nóng, công nghệ tạo hình siêu dẻo và công nghệ tạo hình trùng khớp điện từ nhằm nâng cao khả năng tạo hình và chất lượng tạo hình của các tấm hợp kim nhôm.

Hiện nay, ngoài vật liệu kim loại hợp kim nhôm truyền thống, vật liệu composite gốc nhôm đã được sử dụng rộng rãi trong sản xuất ô tô nhẹ do ưu điểm về mật độ thấp, độ bền cao và khả năng chống ăn mòn cao. So với piston gang truyền thống, piston động cơ ô tô giảm trọng lượng khoảng 10%, đồng thời hiệu suất tản nhiệt tăng gấp 4 lần. Bị hạn chế bởi việc kiểm soát giá cả và chất lượng sản xuất, vật liệu tổng hợp làm từ nhôm chưa hình thành trên quy mô lớn nhưng đã cho thấy hiệu quả tuyệt vời trên một số bộ phận ô tô.

3. Việc mở rộng các lĩnh vực ứng dụng hợp kim nhôm thúc đẩy sự phát triển của ngành

Hợp kim nhôm là vật liệu kết cấu kim loại màu được sử dụng rộng rãi nhất trong ngành. Hiện nay, ngành công nghiệp hợp kim nhôm đã phát triển thành một thị trường tương đối trưởng thành. Khi nền kinh tế carbon thấp trở thành xu hướng chung, do nhu cầu thị trường ngày càng tăng và sự cải tiến của công nghệ xử lý nhôm, ứng dụng hợp kim nhôm trong các lĩnh vực cao cấp như phương tiện năng lượng mới, đường sắt cao tốc, tàu thủy, và hàng không ngày càng trở nên phổ biến. Dự kiến ​​​​việc ứng dụng hợp kim nhôm Việc liên tục thăm dò và mở rộng lĩnh vực này sẽ thúc đẩy hơn nữa sự phát triển của ngành hợp kim nhôm.

4. Mô hình ngành cáp hợp kim nhôm đang dần hình thành

Khi việc quản lý thị trường cáp hợp kim nhôm dần được chuẩn hóa, cơ chế giám sát chất lượng dần được cải thiện và Bộ Nhà ở và Phát triển Đô thị-Nông thôn đã thúc đẩy mạnh mẽ việc thực hiện từng bước hệ thống trách nhiệm trọn đời của 5 bên (nhà xây dựng, nhà thiết kế, tổng giám đốc). nhà thầu, nhà xây dựng và người giám sát), và Với sự phổ biến hơn nữa của công nghệ cáp hợp kim nhôm và kiến ​​thức về sản phẩm, người ta tin rằng sự gia tăng của các sản phẩm kém chất lượng trên thị trường sẽ được hạn chế một cách hiệu quả. Nhờ đó, người dùng tầm trung sẽ theo chân người dùng cao cấp và thực sự lựa chọn, tận dụng tốt các sản phẩm cáp hợp kim nhôm. Người dùng cấp thấp chắc chắn sẽ thay đổi nhu cầu hiện tại về sản phẩm cáp hợp kim nhôm và lựa chọn thương hiệu cáp hợp kim nhôm hợp lý hơn. Chắc chắn rằng những thương hiệu sản phẩm cáp hợp kim nhôm tiết kiệm chi phí, đảm bảo an toàn, không có mối nguy hiểm tiềm ẩn trên thị trường sẽ ngày càng thu hút sự chú ý của người dùng và những lựa chọn tất yếu. Thị trường cáp hợp kim nhôm đã đi từ trạng thái trống rỗng và khó khăn ở giai đoạn đầu phát triển, đến hỗn loạn trong trung hạn, và giờ đây nó đã dần chuyển sang hướng hợp lý.

Các công ty trẻ mới gia nhập ngành cáp hợp kim nhôm đang nỗ lực chinh phục công nghệ cáp hợp kim nhôm, cải tiến công nghệ và công nghệ sản xuất, nhằm cho ra đời những sản phẩm cáp đủ tiêu chuẩn trong thời gian sớm nhất. Ngoài việc tiếp tục cải tiến công nghệ, quy trình sản xuất, nâng cao chất lượng và độ ổn định của sản phẩm, một số công ty xuất sắc mới gia nhập ngành từ giai đoạn đầu cũng đang tích cực sử dụng, tiếp thu các công cụ và tư duy tiên tiến như Internet +, chăm chỉ rèn luyện tay nghề, đi theo con đường chất lượng và chiến thắng bằng chất lượng. Mong muốn doanh nghiệp phát triển lành mạnh và ổn định.

Từ góc độ phát triển của ngành và xu hướng thị trường, trong ngành cáp hợp kim nhôm, định hướng tiến bộ công nghệ trong tương lai, định vị chất lượng và yêu cầu phù hợp với sản phẩm của công ty đã rất rõ ràng. Trình độ thương hiệu sản phẩm trên thị trường về cơ bản đã được thể hiện rõ ràng với sự rửa tội về sự sống còn của kẻ mạnh nhất, thành phần nhóm người dùng, sự phân bổ nhu cầu và các lực lượng chủ đạo dẫn đầu thị trường. Nhìn chung, ngành cáp hợp kim nhôm đã bước vào giai đoạn trưởng thành dần dần, xu hướng phát triển về cơ bản rõ ràng, xu hướng phát triển về cơ bản là lành mạnh, con đường quanh co nhưng tương lai tươi sáng. Việc quản lý thị trường cáp hợp kim nhôm dần được chuẩn hóa. Việc quản lý thị trường cáp hợp kim nhôm dần được chuẩn hóa.

Trong thời kỳ phát triển kinh tế và xã hội nhanh chóng hiện nay, đối mặt với các cuộc khủng hoảng năng lượng mới và các vấn đề môi trường, các phương tiện hạng nhẹ có thể cải thiện hiệu quả hiệu quả sử dụng nhiên liệu của phương tiện, từ đó giảm lượng khí thải ô nhiễm. Trong quá trình giảm nhẹ ô tô, hợp kim magiê, hợp kim nhôm và các vật liệu kim loại khác đã được sử dụng rộng rãi do những ưu điểm và đặc tính của chúng. Trong tương lai, những cải tiến công nghệ sẽ được sử dụng để giảm chi phí nguyên vật liệu, tăng cường sử dụng vật liệu và phát triển các vật liệu khả thi và thân thiện với môi trường. Vật liệu mới có thể tái chế cũng là xu hướng tất yếu trong quá trình nghiên cứu và phát triển ô tô hạng nhẹ.

Liên kết đến bài viết này ： Hợp kim nhôm sẽ là vật liệu C-bit trong tương lai?

Tuyên bố Tái bản: Nếu không có hướng dẫn đặc biệt, tất cả các bài viết trên trang web này là bản gốc. Vui lòng ghi rõ nguồn để tái bản: https: //www.cncmachiningptj.com/，thanks！

PTJ® cung cấp đầy đủ các Độ chính xác tùy chỉnh máy gia công cnc trung quốc Chứng nhận ISO 9001: 2015 & AS-9100. Độ chính xác nhanh 3, 4 và 5 trục Cơ khí CNC dịch vụ bao gồm xay xát, tấm kim loại theo thông số kỹ thuật của khách hàng, Có khả năng gia công các bộ phận bằng kim loại và nhựa với dung sai +/- 0.005 mm. cắt laser, khoan, đúc khuôn, kim loại tấm và dập. Cung cấp nguyên mẫu, chạy sản xuất đầy đủ, hỗ trợ kỹ thuật và kiểm tra đầy đủ. ô tô, hàng không vũ trụ, khuôn và vật cố định, ánh sáng dẫn,y khoa, xe đạp và người tiêu dùng thiết bị điện tử các ngành nghề. Giao hàng đúng hẹn. Hãy cho chúng tôi biết một chút về ngân sách dự án của bạn và thời gian giao hàng dự kiến. Chúng tôi sẽ cùng bạn lập chiến lược để cung cấp các dịch vụ hiệu quả nhất về chi phí nhằm giúp bạn đạt được mục tiêu của mình, Chào mừng bạn đến với Liên hệ với chúng tôi ( sales@pintejin.com ) trực tiếp cho dự án mới của bạn.