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从交通用铝看未来铝业的发展
发布时间:2017-05-11     阅读:661



近期中国有色金属工业协会发布《贯彻落实国务院办公厅42号文件的具体工作方案》报告,提出将重点扩大铝的应用,将用三年时间扩大600万吨铝的应用,其中交通用铝是主要方向。
    交通用铝涵盖范围广泛,不仅仅全铝的乘用车,这只是其中很小的一块。交通用铝大体包括以下部分。
    航空、航天用铝
    轨道交通用铝
    汽车用铝
    船舶用铝
    航空航天用铝
    航空铝材是一种超高强度变形铝合金,目前广泛应用于航空工业。其具有较好的力学和加工性能,固溶处理后塑性好,热处理强化效果好,一般在150℃(甚至更高)以下有高的强度,韧性好,是理想的结构材料。此外航空铝材质量轻,轻量化效果显著,已经取代钢材并占据当前航空材料的主导地位。航空装备对铝材的要求较高,是铝材的重要高端应用市场。
    应用优势:铝合金由于其比强度高、成形和加工性能好的特点,还将是国内研制大飞机的主要结构材料。
    应用部位:翼面蒙皮、翼面长桁、翼梁上下缘条、腹板、机身长桁、座椅滑轨、龙骨梁、侧框、机身蒙皮、机身下部壁板、主地板桁条等。
    应用比重:A380-800空客铝合金材料占的比重最大,达到61%,A350-900XWB空客的铝合金材料比重为20%,波音787-8空客的铝合金材料占比为15%-20%。
    轨道交通用铝
    在轨道交通主体机车及附属设施建设中,需用一定量的铝材。在所用的铝材中,以挤压铝型材为主,约占总铝材用量的76%,其他铝材(板、箔、管、棒、锻件、铸件、复合材、泡沫材等)占24% 左右,铝材除用于制造结构件外,还用于制造功能构件,如散热系统用的铝箔构件、隔声用的泡沫铝板、装潢用的铝-塑复合板等。轨道车辆车体铝材中,各种材料的比(以下比例指的是平均值)。
    轨道交通主要包括高铁和地铁两大类。
    高铁:中国轨道铝合金车辆的批量生产始于2001年,目前90%的高铁车辆都采用了铝合金车体,铝合金车体重量在8.5-10吨/辆,其中90%以上为铝型材,其余为铝板材,此外车辆内饰每辆车大约用1000公斤铝合金材料。
    地铁:地铁占城市轨道交通比例 74% ,预期未来五年新建铝城市轨道交通用铝 23.9 万吨,车体大部件折旧替换约用铝约 5 万吨 。 根据以上粗略估计,预期未来五年城市轨道交通用铝需求到将达到39 万吨,2020年将达到 10.3 万吨。
    汽车用铝
    汽车用铝是交通用铝的主耍消费方向,我国平均每辆汽车用铝量仅105千克,欧美达140--150千克,预计我国汽车用铝量将以毎年10%~12%的速度增长。
    轻量化需求
    随着环境污染和能源危机的日益加重,减轻车重、降低油耗成了汽车行业绿色发展的重要方向。根据相关统计,乘用车的重量减轻10%,油耗将降低6%~8%。可见,汽车轻量化具有重大的意义,不但能够在一定程度上缓解能源危机,还能对环境污染的控制做出贡献。
    铝合金在汽车上的应用是实现轻量化的重要途径之一。
    在汽车内外板上用铝合金板代替钢板可使车身减重约40%-50%;如采用铝合金覆盖件整车减重10%-15%,可见采用铝合金车身板的减重效果十分显著。
    铝合金在汽车上应用:
    车身
    车身质量约占汽车总质量的30%以上,减轻车身的质量对汽车轻量化具有很大的意义,近年来各大厂商推出的概念车,在车身结构上大多采用以铝型材为主的无骨架式结构或空间框架式结构。
    底盘和车轮
    目前,汽车底盘也广泛使用铝合金材料,如离合器壳、离合器分离圆盘、变速器壳、变速器换挡拨叉、车桥、转向器壳、制动鼓、制动器活塞和控制缸等。
    发动机
    很多汽车公司都在发动机的活塞、散热器、油底壳、气缸体和气缸盖、曲轴箱、连杆、滤清器等部件上采用铝合金材料。
    应用优势:
    1,密度小,质量轻,能够大大减轻汽车质量,降低油耗,改善汽车操作性
    2,具有良好的环保特性,低能耗,循环利用率高
    3,惰性材料,具有良好的抗腐蚀性
    船舶用铝
    工业铝型材用于造船业已有近百年的历史。随着国内外造船业的高速发展,船舶的轻量化正日益被重视。由于铝的密度低,强度高,耐腐蚀性强,十分适合海洋的恶劣使用环境。铝的加工成本较低,因而使用铝材制造船舶更具有经济性。
    应用优势:
    1.优良的焊接性能,工业铝型材具有良好的焊接抗裂性,且焊后焊接接头性能相差不大,因而十分利于造船焊接使用。
    2.优异的耐腐蚀性能,氧化铝薄膜及阳极氧化技术,工业铝型材在海水中能保持一种非常稳定的形态。
    3.密度低,轻盈,有利于船舶的最高速度提升以及燃油经济性,从而在同等油量下获得更长的续航里程。
    应用场所:
    1.航空母舰,工业铝型材在航空母舰上的应用部分,大到部分起飞和降落甲板,小到一些舱室装饰和厨房设备。保守估计国外每艘航空母舰的工业铝型材用量大概在1000吨左右,并早在1961年服役的美国“企业”号航空母舰上便有采用。
    2.快艇及高速船。这类船只对速度有着较高要求,在动力保持原有条件的情况下,减轻重量无疑对速度提升有巨大帮助。
    3.工作船。铝制船身不需太多的维护。经久耐用且行驶速度较快,令海洋业从业者更加经济实惠地使用船只,并提高工作效率。
    4.LNG货船。LNG在运输过程中需要低温冷藏保持液化。因此对LNG罐体材质要求颇高。工业铝型材作为LNG罐体,在低温条件表现良好的同时,又具备较轻的质量和优秀的耐海水蚀。

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