新能源汽车箱体高韧性改性6061铝合金型材研发

2024/09/23
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项目计划总投入:1000万元
奖励金额:10万元
单位名称:福建省闽发铝业股份有限公司
所属领域:新材料与石油化工
技术需求类型:关键零部件、材料及工艺的技术瓶颈
期望合作方式:联合开发
联系人:杨**
联系电话:17750500799

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项目需求说明

铝合金以比强度高、力学性能好、耐腐蚀、电导率和热导率优良、热处理可强化、可加工性能好等良好的特性,广泛应用于交通运输、建筑、航空航天、化工、食品包装、日用品等领域。铝合金主要分为铸造铝合金和变形铝合金两大类,其中,通过挤压方式生产的变形铝合金型材几乎涵盖机械、汽车、轻工、电子、建材等国民经济的各个行业。目前铝合金的种类及产品达上千种,但是高端铝型材生产品种少,产量低。在国家“双碳”战略背景下,新能源汽车迅速发展,在续航里程要求下,材料的轻量化设计是主要途径之一,对铝合金强度和韧性的要求越来越高。例如,新能源汽车电池箱体采用复杂断面设计,具有腔体多、壁厚薄、尺寸精度要求高等特点,这对制造技术提出了极高的要求,生产难度极大。因此,高性能薄壁多腔体结构铝合金型材的研发及产业化应用已经成为制约新能源汽车动力电池发展的关键材料。

高性能复杂薄壁铝型材的制造离不开高品质、加工性能良好的铝合金原材料。因此,开发夹杂含量低、组织细小均匀的铝合金铸锭制备技术是生产薄壁多腔体结构铝型材有待突破的技术瓶颈之一。此外,薄壁多腔体结构铝合金型材的成形经历熔铸、挤压成形、热处理等复杂的加工工序,在多腔挤压过程中,金属在模具各个腔室的流动规律及其后续时效处理决定着挤压后铝型材的微观组织特征和服役性能。因此,研发“形性”一体化挤压控制技术成为此类复杂断面铝合金型材另一技术瓶颈。

本项目旨在通过科技创新,开发高性能复杂薄壁多腔体结构铝合金型材材料,推进高端铝合金型材精密制造技术与产业化。项目以应用量最大的6xxx系A1-Mg-Si铝合金为基础,研制低成本、高强、高韧铝合金型材材料,实现材料力学性能提升30%以上,主要技术指标参数如下:铝合金圆铸锭的平均晶粒度不大于90微米,其T6态铝挤压型材产品的抗拉强度≥330MPa、屈服强度≥280MPa、断后延长率≥12%。


现有基础条件情况

福建省闽发铝业股份有限公司是专业生产铝合金建筑型材、工业型材、铝模板以及从事各种铝型材精加工的企业,在汽车轻量化的潮流中,是国内较早布局新能源汽车领域的技术创新企业之一,目前已取得“IATF16949认证”,成立新能源汽车事业部,闽发铝业已与汽车主机厂、动力电池制造企业建立了长期的合作关系,协作开发铝合金轻量化部件,共同推进汽车轻量化进程。现有多款在生产的新能源汽车用铝合金型材。2024年度研发经费总预算达8100万元。闽发铝业拥有燃气熔铝炉、电磁感应熔铝炉、挤压线、卧式氧化生产线、立式喷粉线、卧式氟碳漆喷涂生产线、木纹转印生产线、注胶隔热生产线、穿条隔热生产线等主要生产设备及相关配套设施。拥有20多条挤压机生产线,具备年生产能力达10万多吨的规模。闽发铝业研发楼配备了生产相关的检测设备,例如型材断面测量仪、金相显微镜、电子拉力试验机等。闽发铝业拥有先进的仪器设备和良好的生产条件,具备强大的生产能力和技术研发实力,能够满足市场的多样化需求。

预期成果及经济社会生态效益

通过研究本项目将形成高性能铝合金坯料微观组织控制制备与多腔体结构铝型材精密成形技术,研制出高强高韧薄壁多腔体结构铝合金型材产品,不仅具有超高尺寸精度、而且强度高、耐蚀性好等服役性能,主要应用于新能源汽车动力电池等。

本项目成果将直接在需求单位应用,并实施产业化。预计在项目开展期内,将实现新增产值10000万元,新增税收1000万元、新增利润1000万元。

在社会效益上,铝合金是工业生产和装备制造业上游的基础产业。高端铝型材制造领域技术涵盖材料、装备、控制等智能化、信息化领域。高端铝合金深加工领域的技术创新,推动新材料开发与应用、先进制造与制造、计算机辅助技术等发展。项目的实施,将加快突破高性能复杂断面铝型材材料和制造工艺存在的共性关键技术瓶颈难题,为新型铝合金及型材的研发积累了丰富的工程数据和经验,为我国新能源的发展提供优质的基础材料,促进我国有色合金材料工业技术进步。


对技术难题解决应征方要求

技术难题解决应征方面向全国及海外博士、博士后及团队,应征方应具备完成榜单项目所需的科研条件和研发能力,包括但不限于实验室设备、工作基础、技术积累等,确保能够提出攻克关键核心技术的可行方案。项目实施周期原则上不超过2年,以确保项目的及时完成和技术的快速应用。项目形成的知识产权归属双方所有,使用和转移遵循国家有关法律法规和政策执行。

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