铝合金汽车板生产技术及其发展趋势

铝合金汽车板的开发与应用：现状、挑战与未来趋势


第一章 铝合金汽车板的市场概览与应用创新


1.1 新能源汽车的崛起与铝的应用




随着新能源汽车市场的迅猛增长，特别是2021年1月至11月我国新能源汽车销量达到了299万辆，同比增长1.7倍，铝合金由于其高比强度、耐腐蚀和较好的回收率特性，成为了汽车轻量化领域的重要材料，与电池、自动化控制和新材料技术的快速发展相辅相成。在电池技术尚未突破的背景下，车身轻量化依然是新能源汽车领域的重点研究方向。特斯拉等领军企业的应用实践表明，全铝车身不仅提升了车辆安全性和用户驾驶体验，更通过碳积分管理提高了企业的市场竞争优势。

1.2 铝合金汽车板市场与供应现状

跨国铝加工企业如阿尔科瓦、奥肯铝业、加拿大铝业等与主要汽车制造商合作，针对特定车型提供定制化的铝合金汽车板。随着全球对汽车轻量化的紧迫需求和新能源汽车行业的快速发展，及面对汽车主机厂的成本压力，铝合金汽车板的技术标准趋于标准化。国内方面，经过多年发展，目前国产铝合金汽车板供应商如南山铝业、南南铝、中铝瑞闽及忠旺集团，产能已有一定规模，合计约40万吨，预计2022年还将增加12万吨。整体来看，国内外铝合金汽车板产能在稳步增长，但供需关系尚未达到均衡状态。

第二章 铝合金汽车板生产和关键技术挑战


2.1 生产工艺与技术和设备瓶颈

目前，应用于车身外覆盖件的主要铝合金合金牌号包括6016、6014、6022等。铝合金汽车板生产需经过熔铸、均热、机加工、热轧、冷轧和连续热处理等复杂工序，保证材料的冲压性能、抗自然时效稳定性及烤漆强度增强，同时确保材料表面无瑕疵。上述工艺流程中的连续热处理则是决定铝合金汽车板性能的关键步骤。目前，全球部分气垫式连续热处理生产线被EBNER等国外公司所垄断，中国东北大学等正自主研发国产气垫式连续热处理炉，计划于2022年8月在广西南南铝加工有限公司实现投产。

第三章 降低生产成本与发展趋势


3.1 连铸连轧技术的可行性与推进

为了降低生产成本和提升效率，铝加工行业积极探索连铸连轧法（concatenated casting, CC），在连续铸造机后直接配置热轧机，实现板坯快速冷却变形，此举在一定程度上降低了生产成本并提高了生产效率。随着技术的成熟和应用的推广，连铸连轧法生产5754等铝合金已经满足了汽车企业的力学性能、耐腐蚀性能、焊接性能和成形性能需求。

第四章 低碳生产与铝材料的循环利用


4.1 可再生能源低碳铝的实践

工业化生产环节中的电解铝碳排放主要源于氧化铝冶炼和原生铝电解，其中氧化铝的碳排放量占比约9%，原生铝电解的碳排放量则占到总排放量的88%。通过利用可再生能源，如我国水电富集地区生产的水电电解铝，其碳排放已低至3 kg CO/（kg Al）。此外，阿联酋和冰岛均通过使用太阳能和地热发电的先进铝电解决方案实现低碳铝产品的生产。

4.2 无碳冶炼技术与研发

全球多家铝加工企业，如美铝、力拓、俄铝等，已研发出采用新型惰性阳极技术的无碳铝冶炼工艺，其碳排放总量低于4 kg CO/（kg Al）。此外，国内外铝加工企业正在积极研发与优化包括零碳电解技术和碳捕集与封存（CCS）技术在内的减排路径，旨在实现铝材料全生命周期的减碳目标。

4.3 废铝回收与循环利用

面向拓展的铝合金汽车板市场和不断加强的碳排放政策要求，再生铝合金汽车板的开发与应用成为国内外汽车和铝加工行业的共同议题。对可回收旧铝的利用需解决熔体净化、合金系列分类等问题，特别对于冲压用铝合金汽车板需更高水平的材料品质标准，可有效推动资源循环利用，助力汽车全生命周期节能减排。