原標(biāo)題：汽車行業(yè)的變革對(duì)我國(guó)壓鑄業(yè)的影響

摘要：壓鑄業(yè)高度依賴汽車行業(yè)，汽車行業(yè)的興衰或變革對(duì)壓鑄業(yè)具有強(qiáng)烈影響。本文綜述了汽車行業(yè)的變革對(duì)我國(guó)壓鑄業(yè)的影響。目前汽車業(yè)正處于快速變革時(shí)期，新能源汽車產(chǎn)銷量猛增，正在改變汽車產(chǎn)業(yè)格局。新能源汽車對(duì)減重和提效的迫切需求，加速了結(jié)構(gòu)件的應(yīng)用和車身部件高度集成的一體化壓鑄。汽車行業(yè)的變革為壓鑄帶來(lái)新的商機(jī)，同時(shí)也會(huì)對(duì)壓鑄設(shè)備和技術(shù)提出新的要求和挑戰(zhàn)。在這場(chǎng)變革中，壓鑄業(yè)應(yīng)積極動(dòng)作，充分提升技術(shù)實(shí)力，全力擴(kuò)展市場(chǎng)，使利益和效益最大化。

由于環(huán)境的破壞，全球氣候變暖日益加重，對(duì)地球生態(tài)和人類生存已經(jīng)構(gòu)成重大威脅。世界各國(guó)對(duì)全球環(huán)境惡化和氣候變暖表示了嚴(yán)重關(guān)切，并對(duì)環(huán)境保護(hù)形成共識(shí)。在環(huán)境的壓力下，世界各國(guó)相繼制訂了一系列節(jié)能減排的政策，對(duì)汽車CO 2 排放進(jìn)行了嚴(yán)格限制，并將“碳達(dá)峰、碳中和”上升為國(guó)家戰(zhàn)略目標(biāo)。雙碳政策的嚴(yán)格實(shí)行促使主機(jī)廠必須探索新途徑和使用新技術(shù)，主要體現(xiàn)在新能源和輕量化兩個(gè)方面。

新能源主要指非常規(guī)的車用燃料，如電、太陽(yáng)能和氫能源等。新能源汽車采用清潔能源及新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)，效率更高，節(jié)約能源和減少CO 2 排放，達(dá)到環(huán)境保護(hù)的目的。輕量化節(jié)能減排效果明顯，當(dāng)整車減重10%，能源消耗可減少6%~8%，排放可減低10%。此外，還能提高輪胎的壽命，減少加速耗時(shí)與制動(dòng)距離。更重要的是輕量化還可以增加新能源汽車?yán)m(xù)航里程，提高新能源汽車駕駛性能。

在這個(gè)背景下，世界多國(guó)或多家汽車主機(jī)廠公布了燃油車禁售計(jì)劃時(shí)間表。可以預(yù)見，更加嚴(yán)格的減排法規(guī)可能會(huì)加快燃油車退市步伐。為了鼓勵(lì)新能源汽車的發(fā)展，各個(gè)國(guó)家對(duì)新能源汽車給予了強(qiáng)力推動(dòng)和政策支持。中國(guó)政府推出了補(bǔ)貼政策、碳積分政策和牌照發(fā)放等一系列政策，對(duì)新能源汽車的發(fā)展起到了巨大的推動(dòng)作用。近年主機(jī)廠紛紛轉(zhuǎn)型，新能源汽車增長(zhǎng)迅速，正在改變汽車行業(yè)格局。本文綜述了汽車行業(yè)的變革對(duì)我國(guó)壓鑄業(yè)的影響，以期為我國(guó)壓鑄業(yè)的未來(lái)發(fā)展提供一定思路。

1、汽車行業(yè)變革

新能源汽車的發(fā)展正在改變汽車行業(yè)格局。在政府政策和市場(chǎng)的雙驅(qū)動(dòng)下，各汽車主機(jī)廠加大投資和研發(fā)力度，新能源汽車性能顯著提高，新能源汽車銷量快速上升。圖1是近年中國(guó)和歐洲、北美新能源汽車銷量走勢(shì)，圖2是近年中國(guó)新能源汽車銷量及增長(zhǎng)率，表1是近年中國(guó)及其他國(guó)家新能源汽車的滲透率，圖3是中國(guó)新能源汽車滲透率增長(zhǎng)曲線。

圖1 中國(guó)和歐洲、北美洲新能源汽車銷量走勢(shì)

圖2 近年中國(guó)新能源汽車銷量及增長(zhǎng)率

表1 近年中國(guó)及其他國(guó)家新能源汽車的滲透率

圖3 中國(guó)新能源汽車滲透率增長(zhǎng)曲線

從新能源車的區(qū)域市場(chǎng)走勢(shì)看，2020年中國(guó)和歐洲是加速上行。2021年歐洲新能源車市場(chǎng)總體高位穩(wěn)定，而中國(guó)新能源車市場(chǎng)2021年繼續(xù)上揚(yáng)，且后半年走勢(shì)最為強(qiáng)勁。北美市場(chǎng)新能源車相對(duì)低迷，但仍然呈小幅增長(zhǎng)趨勢(shì)。截至2021年底，全球廣義新能源乘用車銷量達(dá)到937萬(wàn)輛，其中插混、純電動(dòng)、燃料電池的狹義新能源車全球銷量達(dá)到623萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)118%。中國(guó)新能源汽車銷量達(dá)到352萬(wàn)輛，創(chuàng)歷史新高，增長(zhǎng)率高達(dá)157.2%。目前，中國(guó)新能源乘用車銷量在全球占據(jù)53%的市場(chǎng)份額，電動(dòng)車更是占據(jù)61%的市場(chǎng)份額。

世界新能源車滲透率總體呈現(xiàn)快速提升趨勢(shì)，今年已經(jīng)達(dá)到7%水平，其中中國(guó)新能源汽車滲透率達(dá)到12%以上，德國(guó)達(dá)到22%，挪威達(dá)到69%，美國(guó)達(dá)到4%。雖然世界新能源發(fā)展的不均衡，但總體上升趨勢(shì)明顯。隨著美國(guó)加大新能源的滲透，世界新能源車進(jìn)入強(qiáng)勢(shì)發(fā)展的新階段。

中國(guó)新能源汽車保有量已達(dá)784萬(wàn)輛，占汽車總量的2.60%，與上年相比增長(zhǎng)59.25%。其中，純電動(dòng)汽車保有量640萬(wàn)輛，占新能源汽車總量的81.63%。2021年全國(guó)新注冊(cè)登記新能源汽車295萬(wàn)輛，占新注冊(cè)登記汽車總量的11.25%，與上年相比增加178萬(wàn)輛，增長(zhǎng)151%以上。同時(shí)有機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)2022年中國(guó)新能源汽車銷量將達(dá)到500萬(wàn)輛以上，同比增長(zhǎng)42%，市場(chǎng)滲透率有望超過(guò)18%。

汽車屬于耐用消費(fèi)品，符合“S”曲線發(fā)展規(guī)律。有學(xué)者指出，如果一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展符合“S”型曲線的發(fā)展規(guī)律，當(dāng)市場(chǎng)占比超過(guò)10%以后就會(huì)形成內(nèi)部正向推動(dòng)力和性價(jià)比持續(xù)提升，緊接著該產(chǎn)業(yè)就會(huì)以較快的速度生長(zhǎng)。據(jù)此經(jīng)驗(yàn)判斷，全球汽車電動(dòng)化已突破臨界點(diǎn)，進(jìn)入陡峭增長(zhǎng)期。新能源汽車從政府驅(qū)動(dòng)、市場(chǎng)與政府雙驅(qū)動(dòng)，逐步轉(zhuǎn)型到市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)為主導(dǎo)的階段。

銷售數(shù)據(jù)和增長(zhǎng)趨勢(shì)等數(shù)據(jù)表明，新能源汽車已經(jīng)具備強(qiáng)大的市場(chǎng)能力。可以預(yù)見，在未來(lái)幾年中，新能源汽車產(chǎn)銷量足以改變汽車產(chǎn)業(yè)格局。

2、對(duì)壓鑄業(yè)的推動(dòng)

2.1 加快和提升鋁合金結(jié)構(gòu)件的應(yīng)用

新能源汽車取代傳統(tǒng)燃油車，需要重大的技術(shù)突破，其中一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容是增加續(xù)航里程。目前看來(lái)，突破這一困境的關(guān)鍵首先是研發(fā)高能量電池或其他新能源，其次是車輛輕量化。在傳統(tǒng)燃油車輕量化的過(guò)程中，壓鑄以其精凈成形、筋肋結(jié)構(gòu)、高度集成、易于處理以及高效率等一系列優(yōu)勢(shì)發(fā)揮了重要作用，取代了諸多黑色金屬鑄件，拓展了壓鑄件的應(yīng)用范圍。進(jìn)入新能源汽車階段，對(duì)輕量化的要求更加突出和迫切。新能源的汽車推動(dòng)了輕量化進(jìn)程，推動(dòng)了壓鑄結(jié)構(gòu)件的應(yīng)用。

鋁合金壓鑄件主要用于汽車、機(jī)械、電子、通訊、儀器儀表、家用電器等領(lǐng)域，其中汽車零部件占比最大，約占70%。汽車產(chǎn)業(yè)是壓鑄業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)，壓鑄件產(chǎn)量與汽車產(chǎn)量呈顯著的正相關(guān)性，近年壓鑄件產(chǎn)量與汽車產(chǎn)量的走勢(shì)見圖4。由于汽車產(chǎn)量的持續(xù)走高，帶動(dòng)壓鑄件產(chǎn)量上升，連續(xù)十余年增量超過(guò)10%。由圖4可看出，壓鑄件的增量由兩部分組成，一部分是汽車產(chǎn)量增加，拉動(dòng)壓鑄件產(chǎn)量增加，另一部分則是由于汽車單車壓鑄件用量增加所拉動(dòng)。單車壓鑄件用量增加，其中一個(gè)重要原因是近年新能源汽車的發(fā)展，加速了結(jié)構(gòu)件的應(yīng)用。尤其是2020年，在汽車銷量下降的情況下，壓鑄件產(chǎn)量逆勢(shì)上揚(yáng)，主要原因也應(yīng)該是結(jié)構(gòu)件用量做出了很大貢獻(xiàn)。2021年上升趨勢(shì)會(huì)更加明顯，表明新能源汽車對(duì)結(jié)構(gòu)件應(yīng)用具有顯著的推動(dòng)力。

圖4 壓鑄件產(chǎn)量與汽車產(chǎn)量走勢(shì)

目前，汽車結(jié)構(gòu)件壓鑄生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)取得長(zhǎng)足進(jìn)步，從初期的A柱、減震塔等結(jié)構(gòu)件批產(chǎn)后，已經(jīng)擴(kuò)展至后側(cè)梁、副車架等工藝難度比較大的結(jié)構(gòu)件，典型的結(jié)構(gòu)件見圖5。其中減震塔原為10個(gè)零件組成，改為壓鑄工藝生產(chǎn)后集成為一件。后縱梁原為18個(gè)零件組成，壓鑄后集成為一件。副車架壓鑄工藝難度大，此前大部分采用低壓工藝或重力工藝，改為壓鑄后，形狀及尺寸精確，壁厚減薄，重量減輕，大幅提高生產(chǎn)效率。懸掛臂和后縱梁等鑄件性能要求比較高，一般需要進(jìn)行熱處理。目前，結(jié)構(gòu)件壓鑄基本上采用真空壓鑄，保證鑄件的可熱處理和可焊接性能。

圖5 典型的結(jié)構(gòu)件

2.2 壓鑄件應(yīng)用轉(zhuǎn)換

壓鑄件在傳統(tǒng)燃油車與新能源汽車中有些部位的用量產(chǎn)生變化，壓鑄件用量有增有減，變化主要來(lái)自動(dòng)力系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)。在燃油車中，動(dòng)力和傳動(dòng)系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、變速箱和離合器殼體等這部分壓鑄件用量比較大，發(fā)動(dòng)機(jī)約有16個(gè)壓鑄件，傳動(dòng)系統(tǒng)約有8個(gè)壓鑄件。但在電動(dòng)車中，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)約有4個(gè)壓鑄件，傳動(dòng)系統(tǒng)約有2個(gè)壓鑄件。電動(dòng)汽車與傳統(tǒng)燃油車相比，在動(dòng)力系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用明顯減少。但新能源汽車中混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力和傳動(dòng)系統(tǒng)包含了燃油和電動(dòng)兩套系統(tǒng)，壓鑄件的用量有所增加。如果用ICEE（壓鑄機(jī)鎖模力（循環(huán)時(shí)間）表示壓鑄件的應(yīng)用指數(shù)，大小及數(shù)量因素等），則燃油車、電動(dòng)車和混動(dòng)車的壓鑄件應(yīng)用指數(shù)如圖6所示。

圖6 三種車型動(dòng)力及傳動(dòng)系統(tǒng)的壓鑄件應(yīng)用指數(shù)

電動(dòng)車雖然在動(dòng)力和傳動(dòng)系統(tǒng)方面壓鑄件的用量減少，但在三電系統(tǒng)中增加了壓鑄件的用量，可以部分的彌補(bǔ)動(dòng)力和傳動(dòng)系統(tǒng)壓鑄件用量的減少，典型的應(yīng)用是電池托架，如圖7所示。電動(dòng)車的不斷增加，電池箱和電機(jī)外殼的平均用鋁量將快速增長(zhǎng)，電池箱用鋁量占未來(lái)鋁用量平均增量的近三分之二。為增加電池容量，目前車載電池的尺寸較大，電池托架的尺寸較大，有的型號(hào)長(zhǎng)度尺寸可達(dá)2 m，使用的壓鑄機(jī)大多都在4 000 t以上，最大可達(dá)萬(wàn)噸級(jí)的要求。此外，電機(jī)殼、端蓋、轉(zhuǎn)子、接線盒外殼等也采用壓鑄工藝生產(chǎn)，對(duì)壓鑄件用量有所彌補(bǔ)，見圖8。

圖7 各類電池托架

圖8 電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)壓鑄件

如果使用雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)，則對(duì)壓鑄件用量的彌補(bǔ)作用更強(qiáng)。

2.3 推動(dòng)一體化壓鑄技術(shù)

在減重、提效和降本的多重壓力下，2019年特斯拉提出了車身一體成形鑄造方法。采用一體成形壓鑄的方式生產(chǎn)Model Y的整個(gè)后部車體，將原先由多工序所需的70多個(gè)零件集成為1個(gè)，減少了組裝焊接等程序，減重約30%，降低制造成本約40%。Model Y 的一體壓鑄后車身僅重 66 kg，比尺寸更小的 Model 3 同樣部位輕了10~20 kg，見圖9。特斯拉Model Y4680的CTC版本將應(yīng)用2-3個(gè)大型壓鑄件替換由370個(gè)零件組成的整個(gè)下車體總成，重量將進(jìn)一步下降10%，對(duì)后續(xù)里程可增加14%。目前，也有壓鑄廠家在策劃或?qū)嵤┮惑w化壓鑄汽車底盤或滑板式汽車底盤，見圖10及圖11。如果采用一體化全鋁壓鑄車身，重量將在200~250 kg，而同級(jí)別鋼制車身的重量在350~450 kg，重量降低約150~200 kg。

圖9 Model Y車身后部件一體化壓鑄

圖10 一體化壓鑄車架

圖11 滑板式汽車底盤

一體化壓鑄方案大幅簡(jiǎn)化制造流程，能夠免去大量零件連接造成的累計(jì)誤差，制造精度得以提升，并節(jié)省大量的時(shí)間成本、設(shè)備成本、人力成本，大幅降低了整車的制造成本。

一體化壓鑄帶來(lái)重量減輕、高效制造以及成本降低等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，已引起各個(gè)主機(jī)廠的高度關(guān)注。有人認(rèn)為，一體化壓鑄技術(shù)是汽車制造業(yè)一項(xiàng)革命性技術(shù)，必將成為未來(lái)汽車制造的一個(gè)趨勢(shì)。目前，許多主機(jī)廠表示將跟進(jìn)一體化壓鑄技術(shù)，或已進(jìn)入實(shí)施階段。

一體化壓鑄不但為主機(jī)廠提供了制造汽車的新方法，也為汽車零部件壓鑄企業(yè)提供了機(jī)遇。許多汽車零部件壓鑄企業(yè)積極與主機(jī)廠合作，共同開發(fā)一體化技術(shù)，并加大投資、融資強(qiáng)度，擴(kuò)充產(chǎn)能，加速一體化壓鑄布局，力爭(zhēng)在一體化壓鑄中獲得市場(chǎng)份額。業(yè)內(nèi)人士估計(jì)，2025年搭載一體化壓鑄件的車型銷量有望升至 303萬(wàn)輛，一體化壓鑄的市場(chǎng)空間從2021的9億元，至2025年將提升至270億元左右，市場(chǎng)空間巨大。目前，一體化成形壓鑄件主要應(yīng)用于新能源汽車，以達(dá)到降低車身重量、降低能源消耗、提升續(xù)航里程的目的。業(yè)內(nèi)認(rèn)為，到2030年，新能源汽車的市場(chǎng)占有率將提升至50%。如果大型一體化壓鑄滲透至燃油車型，超大型一體化壓鑄成形的應(yīng)用前景非常可觀。

應(yīng)該注意，一體化壓鑄件增加了壓鑄總體重量，對(duì)壓鑄重量增量影響顯著。但對(duì)壓鑄件數(shù)量可能造成減少，因?yàn)橐惑w化壓鑄件具有更高的集成度，可能會(huì)將相鄰若干壓鑄件，如后側(cè)梁、減震塔或底盤縱向件等，集合成為一件，如圖12所示。因此，生產(chǎn)這類壓鑄件的企業(yè)應(yīng)該提前應(yīng)對(duì)。

圖12 一體化壓鑄的高度集成

2.4 推動(dòng)超大型壓鑄機(jī)市場(chǎng)

多大噸位的壓鑄機(jī)屬于超大型壓鑄機(jī)在專業(yè)上并沒(méi)有嚴(yán)格定義，一般認(rèn)為能夠壓鑄車身大型一體化后部件的壓鑄機(jī)就認(rèn)為是超大型壓鑄機(jī)，合模力在6 000 t以上。一體化車身壓鑄件重量一般可達(dá)60余公斤，澆注重量可達(dá)100余公斤，尺寸約為1 700 mm× 1 500 mm×800 mm，重量和尺寸都超出了壓鑄產(chǎn)品的極限。在此背景下，制造超大型壓鑄機(jī)成為必然。大型一體化壓鑄開啟了壓鑄機(jī)超大型化的時(shí)代，一體化壓鑄概念提出的短短3年中，壓鑄機(jī)制造企業(yè)快速研發(fā)，6 000 t超大型壓鑄機(jī)已用于生產(chǎn)汽車部件一體化壓鑄。8 000 t級(jí)、9 000 t級(jí)超大型壓鑄機(jī)已經(jīng)進(jìn)入市場(chǎng)并可在短時(shí)間內(nèi)形成生產(chǎn)能力，15 000 t級(jí)也已進(jìn)入研發(fā)設(shè)計(jì)階段，圖13為9 000 t級(jí)壓鑄機(jī)。汽車主機(jī)廠對(duì)一體化壓鑄的認(rèn)可將會(huì)使一體化壓鑄進(jìn)一步普及，大型壓鑄機(jī)市場(chǎng)需求將會(huì)進(jìn)入常態(tài)化需求，持續(xù)存在。

圖13 9 000 t級(jí)超大型壓鑄機(jī)

3、面臨的問(wèn)題

新能源汽車的發(fā)展為壓鑄業(yè)帶來(lái)新的商機(jī)，但壓鑄業(yè)面臨一些問(wèn)題與挑戰(zhàn)。

3.1 超大型壓鑄機(jī)

汽車結(jié)構(gòu)件的一體化壓鑄離不開超大型壓鑄機(jī)，超大型壓鑄機(jī)剛剛起步，處于開發(fā)導(dǎo)入期，尚未達(dá)到成熟階段，必然還有諸多問(wèn)題需要解決。首先，應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化整體結(jié)構(gòu)，改善機(jī)器結(jié)構(gòu)的剛性和強(qiáng)度，提高設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性，保證機(jī)器整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。超大型壓鑄機(jī)壓射系統(tǒng)的活動(dòng)部件質(zhì)量顯著增大，壓射過(guò)程的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性將會(huì)受到很大影響。為滿足大型一體化鑄件的成形要求，應(yīng)改善壓射性能，使壓射速度、壓射壓力、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度等技術(shù)參數(shù)進(jìn)一步提高。超大型壓鑄機(jī)零部件的尺寸增大，加工制造難度加大。一塊模板可超過(guò)百噸，采用球鐵整體鑄造成形，需要精湛的鑄造工藝保證球化良好，才能達(dá)到使用性能要求。其次，需要大型加工設(shè)備，并能夠達(dá)到要求的加工精度。目前，最突出的問(wèn)題是降低設(shè)備的故障率，提高設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和設(shè)備的正常運(yùn)行時(shí)間。

3.2 大型一體化壓鑄技術(shù)和工藝

大型一體化鑄件的尺寸和復(fù)雜程度大幅增加，導(dǎo)致壓鑄工藝難度大幅上升。目前，一體化車身件澆注重量達(dá)100 kg，充型時(shí)間及成形過(guò)程延長(zhǎng)，因此對(duì)壓鑄過(guò)程控制非常重要。理想的充型和成形過(guò)程控制，包括充型速度控制、成形壓力控制，模具溫度控制以及產(chǎn)品前端和末端性能的一致性控制、力學(xué)性能（抗拉、屈服、伸長(zhǎng)率、折彎角等）和合格率控制等，都是依賴于壓鑄技術(shù)和工藝的持續(xù)提升。目前，大型一體化壓鑄件的合格率大致在40%~60%，合格率低，生產(chǎn)成本偏高。一體化壓鑄件的價(jià)格不會(huì)總是處于高位，必須通過(guò)降低廢品率提高生產(chǎn)效益。只有通過(guò)對(duì)壓鑄技術(shù)的不斷探索和持續(xù)改進(jìn)，才能實(shí)現(xiàn)合格率的提升。

3.3 大型一體化壓鑄模具

壓鑄模具對(duì)壓鑄成功與否關(guān)系重大，一直被認(rèn)為是壓鑄生產(chǎn)的關(guān)鍵工藝裝備。超大型模具在尺寸上達(dá)到一次飛躍，國(guó)內(nèi)外對(duì)超大模具設(shè)計(jì)均無(wú)經(jīng)驗(yàn)可循。超大型一體化壓鑄件壁厚變化大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，充型距離長(zhǎng)，流路變化多，澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)難于滿足多方面的要求，理想的充型過(guò)程和凝固過(guò)程更難以實(shí)現(xiàn)。模具在滿足壓鑄要求的前提下，同時(shí)要考慮到模具的耐用性，模具的耐用性直接影響生產(chǎn)成本。一體化壓鑄機(jī)鎖模力更大，對(duì)模具施加的應(yīng)力更大，對(duì)模具造成損傷的可能性增加。一體化壓鑄對(duì)模具的沖擊作用更大，工作條件惡劣，受各種應(yīng)力的影響，可能會(huì)導(dǎo)致模具過(guò)早開裂失效，因此對(duì)模具設(shè)計(jì)和模具材料及熱
處理要求更高。

模具的熱管理在大型一體化壓鑄過(guò)程中愈發(fā)重要，但由于模具的大型化，模具的熱控制難度加大。合理設(shè)計(jì)冷卻/加熱系統(tǒng)，是生產(chǎn)中對(duì)模具溫度進(jìn)行有效控制的前提條件。模具的溫度控制對(duì)一體化壓鑄件質(zhì)量影響極大，溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)使鑄件產(chǎn)生缺陷。

3.4 一體化壓鑄件的合金材料

大型一體化壓鑄件屬于汽車車身中的結(jié)構(gòu)件。由于在行駛中要保證汽車的安全性，對(duì)汽車結(jié)構(gòu)件的力學(xué)性能要求高，韌性相關(guān)的結(jié)構(gòu)件一般要求抗拉強(qiáng)度≥180 MPa，伸長(zhǎng)率≥10%；強(qiáng)度相關(guān)的結(jié)構(gòu)件，一般要求抗拉強(qiáng)度≥210 MPa，伸長(zhǎng)率≥7%。為達(dá)到要求的力學(xué)性能，通常的做法是對(duì)壓鑄件進(jìn)行熱處理。一體化車身件尺寸大、壁薄、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)其進(jìn)行熱處理難度加大。處理不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致鑄件變形、表面氣泡等問(wèn)題，由此可能會(huì)導(dǎo)致鑄件報(bào)廢。其次，大型一體化鑄件熱處理需要大型熱處理爐，額外的鑄件固定支架，大幅增加鑄件的成本。因此，需要合金材料的創(chuàng)新，研發(fā)免熱處理鋁合金材料，即在鑄態(tài)下就能獲得要求的合金組織和力學(xué)性能。已有研究表明，新型一體化壓鑄件免熱處理鋁合金可使整體力學(xué)性能提高20%~30%，能夠滿足碰撞要求。壓鑄后不需要熱處理，可直接進(jìn)入下一工序，節(jié)省時(shí)間超過(guò)6 h，并省去熱處理設(shè)備和工裝。雖然目前免熱處理合金的開發(fā)取得一定進(jìn)展，但仍有許多工作要做。

3.5 大型一體化壓鑄周邊設(shè)備

大型一體化壓鑄完全排除了人工作業(yè)的可能性，壓鑄單元內(nèi)的所有操作必須由自動(dòng)化的周邊設(shè)備完成，包括噴涂、澆注、取件、切邊、清理等各道工序。相關(guān)企業(yè)必須盡快開發(fā)適合大型一體化壓鑄的周邊設(shè)備，以便有效組織生產(chǎn)，縮短循環(huán)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。

3.6 競(jìng)爭(zhēng)加劇

汽車行業(yè)變局，使許多企業(yè)看到了大型一體化壓鑄的發(fā)展機(jī)遇。業(yè)內(nèi)企業(yè)積極籌措資金，購(gòu)買超大型壓鑄機(jī)，提早進(jìn)行大型一體化壓鑄的布局。這一機(jī)遇也吸引了其他行業(yè)企業(yè)進(jìn)入大型一體化壓鑄領(lǐng)域，試圖在這個(gè)領(lǐng)域獲得發(fā)展和利益。汽車主機(jī)廠也有自主生產(chǎn)一體化壓鑄件的趨勢(shì)，已有新車廠像特斯拉一樣，直接建立壓鑄車間，自供一體化大型壓鑄件。一體化壓鑄件尺寸大、壁薄、容易產(chǎn)生變形，需要穩(wěn)固的運(yùn)輸托架，不適合長(zhǎng)途運(yùn)輸。汽車主機(jī)廠進(jìn)入壓鑄一體化領(lǐng)域具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，將一體化壓鑄車間與沖壓、焊接、涂裝電驅(qū)等車間平行建設(shè)，在進(jìn)行必要的加工后，可直接進(jìn)入汽車總裝車間，縮短零部件的轉(zhuǎn)移距離，增加裝車的效率。如果新入企業(yè)過(guò)多，無(wú)疑會(huì)加劇行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)趨勢(shì)，企業(yè)應(yīng)做好面對(duì)競(jìng)爭(zhēng)的準(zhǔn)備。

3.7 風(fēng)險(xiǎn)與機(jī)遇同在

新能源汽車為壓鑄業(yè)帶來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇，推動(dòng)壓鑄行業(yè)的快速發(fā)展。但也應(yīng)看到帶來(lái)機(jī)遇的同時(shí)，也有一些風(fēng)險(xiǎn)或不確定因素存在。受疫情及一些其他因素影響，全球缺芯等狀況反復(fù)影響全球汽車行業(yè)景氣度。壓鑄對(duì)汽車行業(yè)的依賴性較強(qiáng)，如果這種影響給汽車行業(yè)帶來(lái)下行，將會(huì)影響壓鑄終端企業(yè)。

原材料價(jià)格上漲，也給壓鑄企業(yè)帶來(lái)不利影響。2021年起，鋁錠價(jià)格飆升，最高價(jià)格超過(guò)2.2萬(wàn)元/噸，漲幅超過(guò)50%。持續(xù)的價(jià)格高漲或震蕩的鋁價(jià)可能帶來(lái)系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)，也會(huì)造成下游企業(yè)經(jīng)營(yíng)困難，負(fù)擔(dān)加重。

一體化壓鑄由特斯拉提出并實(shí)現(xiàn)，其他汽車主機(jī)廠表現(xiàn)積極跟進(jìn)。如果車企一體化壓鑄推進(jìn)不及預(yù)期，或一體化壓鑄受其他因素影響，將會(huì)延緩一體化壓鑄的發(fā)展。

對(duì)新能源汽車補(bǔ)貼政策變化及雙碳目標(biāo)實(shí)施，是否會(huì)影響新能源汽車的發(fā)展，也應(yīng)給予關(guān)注。

俄烏戰(zhàn)爭(zhēng)可能會(huì)對(duì)全球經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生影響，對(duì)能源、原材料和汽車行業(yè)的影響還有待觀望。自然災(zāi)害或金融市場(chǎng)動(dòng)蕩可能阻斷供應(yīng)鏈，或損害消費(fèi)市場(chǎng)，最終也可能波及壓鑄市場(chǎng)。

4、展望

中國(guó)汽車業(yè)的持續(xù)快速發(fā)展，為壓鑄業(yè)提供了巨大的發(fā)展空間。汽車行業(yè)發(fā)生的變革，正在成為壓鑄業(yè)發(fā)展的新動(dòng)力。在新形勢(shì)下，我國(guó)壓鑄業(yè)應(yīng)該抓住汽車大發(fā)展和輕量化的契機(jī)，努力提升生產(chǎn)及技術(shù)水平，拓展汽車壓鑄件市場(chǎng)。壓鑄企業(yè)應(yīng)與汽車廠加強(qiáng)合作，共同探索和開發(fā)壓鑄件資源，促進(jìn)單車用鋁量的增加。進(jìn)一步發(fā)揮技術(shù)進(jìn)步的優(yōu)勢(shì)，繼續(xù)加強(qiáng)高真空工藝、模具熱管理、高效噴涂、高性能合金、大型模具設(shè)計(jì)與制造等各種新技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，提高壓鑄綜合技術(shù)水平，提高壓鑄件質(zhì)量，提高壓鑄工藝的競(jìng)爭(zhēng)能力。

進(jìn)一步加強(qiáng)高效率、智能化、性能卓越的超大型壓鑄裝備制造，為一體化壓鑄提供強(qiáng)有力的裝備支撐。壓鑄企業(yè)應(yīng)積極向工業(yè)4.0及綠色低碳轉(zhuǎn)型升級(jí)，促進(jìn)壓鑄企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

面臨新趨勢(shì)，順勢(shì)而為，面對(duì)新機(jī)遇，乘機(jī)而上。中國(guó)壓鑄依靠不斷的技術(shù)進(jìn)步，依靠全行業(yè)的積極進(jìn)取，抓住機(jī)遇，一定會(huì)在汽車行業(yè)的大變革中獲得更大紅利。

作者：

盧宏遠(yuǎn)
布勒（中國(guó)）機(jī)械制造有限公司

本文來(lái)自:《鑄造》雜志2022年第6期第71卷