去年底，吉利旗下的遠程新能源商用車集團與阿聯酋Admiral Mobility公司在阿聯酋迪拜舉辦簽約儀式。雙方將建立長期戰(zhàn)略合作，宣布未來三年內在中東地區(qū)投放5000臺電動商用車，并簽訂了首批訂單1000臺遠程超級VAN。
▲ 遠程新能源商用車集團與阿聯酋Admiral Mobility公司簽約，圖片來源：車評網
本次合作是海灣七國區(qū)域目前為止規(guī)模最大的電動商用車訂單。簽約的遠程超級VAN采用一體成型鋁壓鑄技術，是VAN品類車型中率先應用該技術的車型。基于一體成型鋁壓鑄技術，超級VAN的后地板總成重量減少可突破20%，同時整車制造成本因焊接工序的簡單化也將有所降低。
(資料圖片)
在輕量化的大背景下，汽車車身、立柱、底盤、減震塔等部件更多地使用了鋁合金材料。在汽車用鋁合金中，壓鑄鋁合金與其他鑄造鋁合金約占80%，加工鋁材僅占20%左右。而壓鑄件的用量占鑄造產品總用量的70%左右，因此壓鑄鋁合金制品在汽車用鋁中約占54%~70%。
▲ 汽車用鋁合金壓鑄件匯總及占比示意圖，目前壓鑄鋁合金已在汽車行業(yè)得到了大范圍的應用
汽車白車身是車身結構件及覆蓋件的總成。傳統汽車車身為鈑金焊接結構，即“沖壓+焊接”模式，先將整卷鋼板或鋁板用多臺大型壓力機連續(xù)沖壓成小塊鈑金零件，再將沖壓完成的小塊鈑金件拼焊為車身結構件，焊接完成的總成即為白車身。
上文提到的一體化壓鑄技術，是將白車身上多個零件的復雜結構變?yōu)橛脡鸿T工藝只使用一個零件的新型制造技術。目前除外覆蓋件外，其他所有結構件和組件焊接環(huán)節(jié)通常交由零配件供應商生產，整車廠則負責將結構件與其自產的外覆蓋件一起焊裝為白車身。與傳統“沖焊”工藝相比，一體化壓鑄技術的優(yōu)勢主要體現在生產成本、生產效率、造車精度、安全性能、輕量化效果五個方面。
▲ 圖片來源：建約車評、汽車工藝師、國泰君安證券研究
以特斯拉為例，其已成功通過一體化壓鑄工藝開發(fā)出大型底盤零部件，化繁為簡、化零為整，譬如使原來70個零部件組裝完成的后底座減少為2個零部件即可完成，提高了生產效率，降低了生產成本。
2022年3月份，華人運通高合汽車與拓普集團聯合宣布，國內首個基于7200噸巨型壓鑄機正向開發(fā)的一體化超大壓鑄車身后艙正式量產下線。目前一體化壓鑄工藝助力鋁合金車身向中低端車型滲透，2025年市場空間有望進一步突破。
一體化壓鑄產業(yè)鏈的上游為壓鑄機、材料與模具廠商，中游為鋁合金壓鑄廠，下游為主機廠。大型壓鑄機是汽車實現一體化壓鑄的基礎。一般來說一體化壓鑄所需要的壓鑄機鎖模力都在6000噸以上。2022年9月，力勁科技與廣東鴻圖發(fā)布12000噸超大型智能壓鑄單元，這是迄今為止全球最大噸位的壓鑄機，有望助力整車級別一體化壓鑄件。
免熱處理合金材料能夠提高一體化壓鑄的良品率，從而降低成本。鋁合金的熱處理分為鑄錠均勻化退火、回復再結晶退火、固溶（淬火）熱處理、時效、形變熱處理，傳統鋁合金需要通過熱處理提高鋁合金的強度、塑性、韌性、耐蝕性、疲勞性等綜合性能。一體化壓鑄的大型鋁合金部件對精度要求較高，熱處理過程易引起汽車零部件尺寸變形及表面缺陷，雖然通過矯正工藝可以改善一定的尺寸精度，但會降低良品率，導致成本急劇上升，因此免熱處理鋁合金材料是大型一體化壓鑄結構件的關鍵。
免熱處理鋁合金材料屬于Al-Si系列鋁合金，引入Mn元素，改善材料的脫模效果，抵消Fe元素帶來的不利影響；引入其他幾個微量元素，細化晶粒，提高強度。并且材料生產允許添加一定比例的鋁廢料，此舉可降低鋁合金生產的碳排放，有助于盡早達到碳中和目標。
一體化壓鑄的熔化溫度為730℃±10℃，除氣時間10~15 min，壓鑄溫度700~710℃，模具溫度120~180℃。在壓鑄過程中需要對熔體凈化度（降低渣及氣孔含量）、真空度保證（模具密封、抽真空排氣）、預結晶控制（熔杯鋁液溫度、料筒加熱、壓鑄工藝）進行管控。
一體化壓鑄免熱處理新型鋁合金材料的開發(fā)為整車零部件一體壓鑄工藝的優(yōu)化和拓展提供了堅實基礎。據悉，特斯拉、蔚來、小鵬、理想、高合、沃爾沃、長城等車企已布局汽車一體化壓鑄領域，此外小米汽車搭載一體化壓鑄的車型有望于2024年實現量產。對于傳統車企來說，大眾、沃爾沃在內的國外傳統車企預計在2025年左右才能實現量產，國內車企中長安、長城已開始了項目的招投標，估計未來兩三年內也將實現量產。
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