东北大学:抢下高端铝材生产装备的技术“山头
发表时间:2019-05-10 作者:211大学网

MBA中国网讯】装备和技术被国外垄断?价格昂贵?供货周期长?东北大学从“根”上做起,自主研发生产装备取得突破性进展。成功实现国内首条铝合金气垫炉热处理生产线,抢下高端铝材生产装备的技术“山头”。

随着交通运输轻量化、新能源汽车、高端装备制造、节能环保等战略性新兴产业的发展,热处理强化型高端铝合金板带材需求持续增长,然而我国自主供货能力严重不足的局面摆在眼前,亟待破解。

瞄准国家需求,对标世界一流,王昭东教授团队聚焦新型高强高韧铝合金厚板、三代铝锂合金板材、水陆交通运输用高耐蚀铝合金板材型材等产品的突破,立足自身力量,致力于使航空、乘用车及货运列车用高性能铝合金等从根本上实现稳定供给,在打破高端铝材对国外先进装备、技术和产品依赖上迈出坚实步伐。

东北大学:抢下高端铝材生产装备的技术“山头

高端铝材交通领域应用材料的“蓝海”

铝是最常用的轻金属之一,也是地壳中分布最广、储存量最多的元素之一。铝和铝合金材料具有一系列优良特性,如比重小,比强度高,具有良好的成形性能、力学性能、物理性能以及工艺性能,同时还具有易于回收、可再生的环境友好型特点。

在全球金属行业中,铝的应用排名第二,仅次于钢铁,被广泛地应用于工业生产的各个部门。高性能铝合金薄板、中厚板、型材是交通运输、航空航天、海洋船舶等国民经济发展和国防建设领域的关键基础材料,在消费电子、新能源、智能装备等领域也有着广泛的用途。

超轻新能源汽车,国产大飞机,高速列车用板带材、型材是铝合金材料中的高端产品。近年来,随着汽车工业、航空工业、高铁等交通产业的高速增长,对“贵族”铝合金板带型材的需求也愈加旺盛。

随着节约油耗和减少排量的要求逐渐提高,轻量化汽车成为当前高端铝材的应用热点。据王昭东介绍,奔驰、宝马等高端汽车已开始大量使用高性能铝合金汽车板。我国铝企在汽车应用领域也下了很大的力气,但仍然存在一定的瓶颈。主要原因是铝材量化应用需要一个过程,如铝合金专业冲压设备问题、热处理设备问题、技术标准问题等;同时汽车铝材应用成本也需要通过量化应用等措施进行优化。

据中国有色金属报报道,铝材在车身、安全系统等部件上的试用,规模化应用估计还需要2~3年,预计到2020年,汽车轻量化大规模用铝材将会实现。

东北大学:抢下高端铝材生产装备的技术“山头

“航空航天是高端铝材应用的一个重要领域,但是目前国内铝材尚未在该领域大规模应用,问题就在于国产铝材在性能稳定性和一致性上还需要提高。”

——轧制技术及连轧自动化国家重点实验室李勇老师

随着中国大飞机制造的快速发展,国产铝材在这一领域有着巨大的应用空间。但是,由于碳纤维复合材料受到特殊青睐,铝企则把大力发展新一代铝锂合金和铝基复合材料等新型航空航天铝材作为重点,以拓展发展空间,占领市场,提高自身竞争力。

“交通领域对于高端铝材的旺盛需求,正是做强中国铝加工产业的最佳时机。”王昭东教授认为,需求是创新最大的动力,也是团队把论文写在祖国生产线上的“用武之地”。

受制于人

装备和技术被国外垄断、价格昂贵、供货周期长

气垫炉技术,是高端铝材生产加工热处理的核心技术。目前,气垫炉主要由艾伯纳、容克等极少数国外大公司供货,但价格昂贵,每条气垫炉生产线需要人民币3亿元左右;供货周期长,每套设备建设周期大约需要3年,并在核心控制工艺上进行严密的技术封锁,企业生产成本过高,维护和升级成本更高。

“国内传统铝合金中厚板、型材固溶处理设备多为立式淬火炉或盐浴炉,加热精度差、淬火板材冷却无法自由控制,组织性能不稳定、板形差、残余应力大,因此无法生产航空、汽车等用途的高性能铝合金中厚板和型材。”轧制技术及连轧自动化国家重点实验室韩毅道出了企业的困境和堵点。

长期以来,高性能铝合金汽车板、中厚板、型材一直是我国铝加工业的薄弱领域,一个重要原因是铝合金板带材气垫炉、中厚板及型材辊底炉生产线关键装备的研究基础薄弱,高性能铝合金板型材热处理生产涉及的工艺参数多、工序复杂,开发难度较大,相关核心装备长期受制于人,尚未实现关键技术自主可控。

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