我国是全球最大的铝材生产国和消费国,整体占比都接近50%,但目前我国铝加工行业普通产品生产能力过剩,而高技术含量、高精度、高质量产品的生产能力严重不足,第三代铝-锂合金技术、全铝车身、航空航天铝板以及发动机制造领域的工艺装备水平和设计制造能力仍有差距。
高强铝合金主要以航空需求为背景不断发展,百年铝材百年航空,铝合金满足了不同时代飞机和尖端装备的发展要求。随着飞机设计思想的不断创新,先进飞机的制造对铝合金提出了越来越高的要求,特别是现代飞机的轻量化、宽敞化、舒适化、长寿命、高可靠和低成本的发展需求,推动了高强铝合金的发展。按照铝合金的成分−工艺−组织−性能特征,可将航空铝合金的发展历程大体划分为5个阶段,即第一代高静强度铝合金,第二代高强耐蚀铝合金,第三代高强高韧耐蚀铝合金,第四代高耐损伤铝合金,以及第五代高强高韧低密度、低淬火敏感性铝合金。各阶段铝合金的特征性能、关键技术与特征微结构。
我国铝加工行业普遍存在的主要问题在于:一是铝加工行业整体技术创新能力不足;二是缺乏自主核心技术和自主品牌等方面,中国铝工业自主开发的新材料不多,在新合金开发方面基本是跟踪国外产品,自主开发几乎是空白,尤其是技术含量高,具有重要发展战略意义的铝航空航天等高新技术材料,绝大部分还要依靠进口。
尤其在高端铝合金方面,基本被美国铝业公司、加拿大铝业公司、德国克鲁斯铝业公司和日本轻金属公司所垄断。中国制造C919大飞机与ARJ21支线客机所采用的一切铝材都是美国铝业提供,ARJ飞机铝合金为主,空机重量25吨,铝制部件质量占飞机净质量的75%,C919空机重量42吨,铝制工件总质量占飞机总净质量的65%。总体来说,中国共有约24种金属材料需要依赖进口,其中的17种材料均为日本企业提供,占比70.8%。
转型升级,看我国铝企对高端铝的探索
预计将把80%的航空铝板采购机会给中国本土企业,基于现有铝加工的装机水平和研发投入, 2018年国产铝材用量占比将提升至35%,2022年可提升至75%,2025年全部国产化将达到95%。
从这一点就可以看出,我国生产高附加值的高端铝产品的空间还很大。因此,我国电解铝去产能的工作中必须要向前看,要在去产能的过程中完成系统化的产业升级换代,这样才能在国际竞争中取得长期的领先地位。
中国铝行业不断推进供给侧结构性改革,积极扩大铝应用,铝在航空航天、汽车轻量化、轨道交通、建筑模板、全铝家具、全铝化天桥、电缆电线、包装印刷等领域的应用取得了长足的进步,有效化解了电解铝的相对性过剩和阶段性过剩,更重要的是,中国国内的铝消费应用成为中国铝产能的最主要市场。
新能源汽车是指燃料电池车、电动汽车(纯电动车EV与混合动力车)、氢能源车等。新能源汽车宜在确保技术性能、安全、乘坐舒适的前提下要求其质量越轻越好,为达到轻的目的,不管是在目前,还是在可预见的时期内(2025年以前),铝材及铝基复合材料是其唯一最可取的制造零部件的材料。到2050年,铝材及铝基复合材料在世界汽车领域的用量可能高达约1000万吨。
围绕碳达峰、碳中和战略,以绿色能源、区位优势、产业基础为依托,以建设中国绿色铝产业为目标,以轻量化、智能化、高端化为方向,以打造绿色低碳、集聚集约、链条高端、创新引领、竞争力强的绿色铝产业集群为重点,以龙头企业为引领,推进铝材加工和精深加工项目向园区集群落地、集约发展,推动绿色铝产业从原材料向新材料提升、由材料向装备进军,形成一条价值链趋向高端、产品链趋向终端、全产业链优化升级的一流高端铝产业体系。
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