東北大學:搶下高端鋁材生產裝備的技術“山頭
發表時間:2019-05-10 作者:211大學網

MBA中國網訊】裝備和技術被國外壟斷?價格昂貴?供貨周期長?東北大學從“根”上做起,自主研發生產裝備取得突破性進展。成功實現國內首條鋁合金氣墊爐熱處理生產線,搶下高端鋁材生產裝備的技術“山頭”。

隨著交通運輸輕量化、新能源汽車、高端裝備制造、節能環保等戰略性新興產業的發展,熱處理強化型高端鋁合金板帶材需求持續增長,然而我國自主供貨能力嚴重不足的局面擺在眼前,亟待破解。

瞄準國家需求,對標世界一流,王昭東教授團隊聚焦新型高強高韌鋁合金厚板、三代鋁鋰合金板材、水陸交通運輸用高耐蝕鋁合金板材型材等產品的突破,立足自身力量,致力于使航空、乘用車及貨運列車用高性能鋁合金等從根本上實現穩定供給,在打破高端鋁材對國外先進裝備、技術和產品依賴上邁出堅實步伐。

東北大學:搶下高端鋁材生產裝備的技術“山頭

高端鋁材交通領域應用材料的“藍?!?/p>

鋁是最常用的輕金屬之一,也是地殼中分布最廣、儲存量最多的元素之一。鋁和鋁合金材料具有一系列優良特性,如比重小,比強度高,具有良好的成形性能、力學性能、物理性能以及工藝性能,同時還具有易于回收、可再生的環境友好型特點。

在全球金屬行業中,鋁的應用排名第二,僅次于鋼鐵,被廣泛地應用于工業生產的各個部門。高性能鋁合金薄板、中厚板、型材是交通運輸、航空航天、海洋船舶等國民經濟發展和國防建設領域的關鍵基礎材料,在消費電子、新能源、智能裝備等領域也有著廣泛的用途。

超輕新能源汽車,國產大飛機,高速列車用板帶材、型材是鋁合金材料中的高端產品。近年來,隨著汽車工業、航空工業、高鐵等交通產業的高速增長,對“貴族”鋁合金板帶型材的需求也愈加旺盛。

隨著節約油耗和減少排量的要求逐漸提高,輕量化汽車成為當前高端鋁材的應用熱點。據王昭東介紹,奔馳、寶馬等高端汽車已開始大量使用高性能鋁合金汽車板。我國鋁企在汽車應用領域也下了很大的力氣,但仍然存在一定的瓶頸。主要原因是鋁材量化應用需要一個過程,如鋁合金專業沖壓設備問題、熱處理設備問題、技術標準問題等;同時汽車鋁材應用成本也需要通過量化應用等措施進行優化。

據中國有色金屬報報道,鋁材在車身、安全系統等部件上的試用,規?;瘧霉烙嬤€需要2~3年,預計到2020年,汽車輕量化大規模用鋁材將會實現。

東北大學:搶下高端鋁材生產裝備的技術“山頭

“航空航天是高端鋁材應用的一個重要領域,但是目前國內鋁材尚未在該領域大規模應用,問題就在于國產鋁材在性能穩定性和一致性上還需要提高?!?/p>

——軋制技術及連軋自動化國家重點實驗室李勇老師

隨著中國大飛機制造的快速發展,國產鋁材在這一領域有著巨大的應用空間。但是,由于碳纖維復合材料受到特殊青睞,鋁企則把大力發展新一代鋁鋰合金和鋁基復合材料等新型航空航天鋁材作為重點,以拓展發展空間,占領市場,提高自身競爭力。

“交通領域對于高端鋁材的旺盛需求,正是做強中國鋁加工產業的最佳時機?!蓖跽褨|教授認為,需求是創新最大的動力,也是團隊把論文寫在祖國生產線上的“用武之地”。

受制于人

裝備和技術被國外壟斷、價格昂貴、供貨周期長

氣墊爐技術,是高端鋁材生產加工熱處理的核心技術。目前,氣墊爐主要由艾伯納、容克等極少數國外大公司供貨,但價格昂貴,每條氣墊爐生產線需要人民幣3億元左右;供貨周期長,每套設備建設周期大約需要3年,并在核心控制工藝上進行嚴密的技術封鎖,企業生產成本過高,維護和升級成本更高。

“國內傳統鋁合金中厚板、型材固溶處理設備多為立式淬火爐或鹽浴爐,加熱精度差、淬火板材冷卻無法自由控制,組織性能不穩定、板形差、殘余應力大,因此無法生產航空、汽車等用途的高性能鋁合金中厚板和型材?!避堉萍夹g及連軋自動化國家重點實驗室韓毅道出了企業的困境和堵點。

長期以來,高性能鋁合金汽車板、中厚板、型材一直是我國鋁加工業的薄弱領域,一個重要原因是鋁合金板帶材氣墊爐、中厚板及型材輥底爐生產線關鍵裝備的研究基礎薄弱,高性能鋁合金板型材熱處理生產涉及的工藝參數多、工序復雜,開發難度較大,相關核心裝備長期受制于人,尚未實現關鍵技術自主可控。

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