受良好未来市场发展的潜力吸引,全球开发和推广免热处理铝合金的公司数持续不断的增加,我国的立中集团是一 家轻合金新材料和汽车轻量化零部件全球供应商,2016 年开始 立项免热处理合金项目的研发,2020 年申请并相继获得了国家 发明专利证书,并荣获铃轩奖的“前瞻类新材料优秀奖”。本文将对需求空间广阔的免热处理铝合金做多元化的分析,并探索这家龙头制造企业的奥秘。
真空高压铸造是铝合金车身结构件生产最优选。压铸是一种近净成型的特种 铸造方法,具有自动化程度高、生产效率高、能近净成型复杂薄壁件的工艺特性, 成为制作铝合金汽车结构件最为常用的一种铸造工艺。车身结构件通常属于碰撞 安全件,采用铆钉连接,需要压铸件在保持良好的强度的同时具备良好的韧性, 因此相比传统压铸件,此类压铸件一方面采用高真空的压铸工艺来减少压铸件的 气孔缺陷,另一方面则采用高强韧的压铸铝合金,来获得优异的综合力学性能。 真空压铸技术扩展了压铸件的应用限制范围,使其可以应用在对力学性能要求更高的 汽车结构件上,成为制作汽车用铝合金压铸件常用的一种快速成型工艺。
特斯拉引领一体压铸变革,优势明显势在必行。2019 年特斯拉采用一体成形 压铸的方式生产 Model Y 的整个后部车体,将原先由多工序所需的 70 多个零件 集成为 1 个,减少了组装焊接等程序,减重约 30%,降造成本约 40%。Model Y 的一体压铸后车身仅重 66kg,比尺寸更小的 Model3 同样部位轻了 10~20kg。 一体化成型压铸工艺具有成本低、效率高、轻量化等优势,替代传统冲压焊装工 艺大势所趋。并且,特斯拉宣布下一步计划将应用 2-3 个大型压铸件替换由 370 个 零件组成的整个下车体总成,重量将逐步降低 10%,对应续航里程可增加 14%。
免热铝合金为一体压铸最佳材料,兼顾性能与成本优势。免热铝合金材料一 方面可以直接在铸态下就能获得要求的合金组织和力学性能,通过特殊的合金配 方,在完成压铸成型后无需热处理就可以获得理想的机械性能,可避免在热处理(高 温固溶+时效处理)过程中造成的工件变形。另一方面因省去热处理工序,具备降 低零件制造成本,提升产品的良品率,节能减排等优点。随着“双碳目标”逐步 被企业提上日程,免热处理强韧化压铸铝合金将会是汽车行业的新宠。另外,随 着轻量化设计需求和铝合金一体压铸结构件的集成化程度不断的提高,新型压铸合 金的开发将朝着提升强度和韧性,同时拥有非常良好的流动性和铸造性能的方向发展。 一体化压铸零件通常具有尺寸大、壁厚薄、结构较为复杂等特点,这对铝合金材 料性能提出了更高的要求。考虑使用性能、工艺特点和生产条件等因素。据 上海有色金属行业协会介绍,一体化压铸铝合金材料不仅在常规性能(图 7)上 比普通压铸高,还有铸态下具有高强韧性、具备优异铸造性能、高连接包容性、 具备更高的微量元素与杂质元素容忍度和需要长效且高效变质剂五点独特的要求。
铝合金具有节能环保、重量轻、抵抗腐蚀能力好、常规使用的寿命长等特点,是汽车轻量化的首选材料。一体化压铸是实现汽车轻量化的技术之一,也是目前行业最热的发展的新趋势之一,但由于一体化压铸件尺寸大,热处理极易引起零部件的尺寸变形,进而导致成品率下降、成本上升,为解决以上问题,免热处理铝合金应用需求慢慢地释放。
免热处理铝合金适用于汽车一体压铸成型、新能源汽车一体压铸成型车身等,近年来,为迎合汽车轻量化、一体化、大尺寸发展的新趋势,蔚来、小鹏、小康、沃尔沃等多家车企开始布局汽车一体压铸市场,在此背景下,一体化压铸市场渗透率在不断的提高。同时在“双碳”经济下,新能源汽车市场发展迅速,利好免热处理铝合金市场需求增长。
受良好未来市场发展的潜力吸引,全球开发和推广免热处理铝合金的公司数持续不断的增加,包括美国美铝、德国莱茵菲尔德、立中集团、帅翼驰集团、特斯拉、广东鸿图&中铝苏州研究院等,但在专利方面,由于免热处理铝合金技术门槛高,目前全球仅有美国美铝、德国莱茵菲尔德、立中集团三家企业拥有免热处理铝合金专利。
立中集团是国内免热处理铝合金市场有突出贡献的公司,也是国内唯一一家拥有该材料专利证书的企业。立中集团于2016年开始免热处理铝合金的研发,现已实现该材料的市场化推广和应用,打破了该领域长期被国外企业垄断的格局。免热处理铝合金属于立中集团的再生铸造合金业务板块,依据公司年报显示,2021年,公司实现营业收入186.3亿元,其中再生铸造铝合金营业收入增长至117.8亿元,销量增长至86万吨。
6月19日晚间,一体化压铸概念股立中集团公告,公司与重庆共享工业投资有限公司签署了《立中集团年产10万吨高性能铝合金新材料项目合作协议书》,拟在沙坪坝区青凤科创城投资建设年产10万吨高性能铝合金新材料项目。立中集团表示将充分的发挥园区汽车零部件产业集群优势,逐步扩大公司新能源汽车及一体化压铸用免热处理铝合金材料、高性能铝合金新材料等产品的产能规模,形成上下游产业链区域联动,进一步降成本提效能,推动公司实现新能源汽车低碳绿色、轻量化产业链的延伸发展。本次项目投资不会影响企业现有主营业务的正常稳定发展,有利于公司寻求新的业务和利润增长点,提升公司核心竞争力和经营质量。
立中集团以“轻合金新材料和汽车轻量化零部件全球供应商”市场定位为发展方向。
公司业务在原有三大业务基础上新增锂电新材料业务,形成“4+1”业务格局:全球顶级规模的功能中间合金新材料、国内顶级规模的再生铸造铝合金材料、国内排行第二的铝合金车轮产品、锂电材料新布局。
一大重点业务分支为免热合金。原有的前三大业务板块也形成了熔炼设备研发制造→铸造铝合金研发制造→功能中间合金研发制造→车轮模具研发制造→车轮产品设计、生产的基本工艺技术探讨研究制造极具规模化的完整产业链。
股权集中,经营稳定。立中集团始创于1984年,总部在河北保定,实际控制人为臧氏家族,目前家族直接拥有公司32.45%的股权,间接拥有公司69.39%的股权。
主要拥有子公司河北立中集团、天津立中车轮实业集团、四通(包头)稀土新材料、山东立中新能源材料等。公司股权集中度高,子公司业务分工明确,公司经营情况稳定。
铝合金业务贡献主要收入,车轮业务贡献主要利润。2022H1铸造铝合金、铝合金车轮、中间合金三大业务营收贡献分别为54.0%,32.0%,10.4%。毛利贡献分别为26.0%,51.5%,16.5%。2022年业绩快报显示,公司预计实现营业收入214.07亿元,同比+14.88%,归母纯利润是4.99亿元,同比+10.80%。
2022年公司铝合金车轮和中间合金产品销量上升,同时受益于海运费下降、汇兑收益增加、铝价回落等有利因素,整体盈利水平有所提升。
公司的免热处理合金相较于国外同种类型的产品拥有综合的优异性能表现,解决了国外产品因硅含量较低导致的流动性较差而造成的后续一体化压铸零部件报废率较高的问题。
公司通过材料成分配比、工艺路线设计、性能指标设定、工艺过程保障等方面综合调控,使得公司的免热处理合金在抗拉强度、屈服强度和延伸率等方面表现出了良好且均衡的机械性能,在保持高强度和良好铸造性能的基础上,延伸率较传统压铸材料提升了5倍以上,能够越来越好的应用于高强、高韧、超大型一体化压铸零部件的生产。
2022年是一体化压铸行业深度合作和量产进一步落地的一年,也是公司免热处理合金发展的元年,未来随着一体化压铸产业从新势力品牌扩展到传统乘用车品牌,从新能源汽车扩展到燃油车,免热处理合金的需求量预计将实现大幅度的提高,在2023年进入快速发展阶段,并于2024-2026年进入市场的爆发期。
目前绝大部分车型选取后地板作为一体压铸部件,目前已众多企业明确布局一体压铸。考虑到目前一体压铸主要使用在于20万以上的钢铝混合车型,我们预计2025年一体压铸在新能源车(纯电动和插混)中的渗透率会达到40%和10%左右。
免热合金的单车价值量将达到3000元/辆。届时国内免热合金市场空间将达127亿元,全球市场将达182亿元。
在性能方面,在保证材料高强度基础上延伸率较传统压铸材料提升了5倍以上。同时公司采用了独特的低Mo变质技术,Mo含量仅为国际同类变质含量的1/5-1/7,解决了一体化过程中的偏稀性问题,同时较国外同类材料价格可降低15%-20%。
功能中间合金新材料产品最重要的包含金属晶粒细化剂、金相变质剂、元素添加剂、金属净化剂 4 大类功能中间合金新材料和航空航天级特种中间合金等 360 多种,产品大范围的应用于汽车、高铁、航空航天、电力电器、消费电子、工业铝型材、食品医药包装等领域。
在功能中间合金新材料领域,公司产销规模始终处于行业领头羊。公司在原有产能的基础上,实现了高端晶粒细化剂生产线以及包头稀土功能中间合金低成本工厂的投产运营,现拥有总产能11万吨。规模化的产能配置将进一步巩固公司的行业和市场地位,增加企业的知名度与影响力,帮企业降低生产所带来的成本,扩大利润空间。
航空航天级钛合金和高温合金用中间合金逐步放量。该产品最重要的包含以钒铝、钼铝等为代表的二元合金和一些多元合金,已成功用于制作航空航天发动机排气塞、喷嘴构件以及紧固件等核心部件,产品质量已通过验证,满足我国高端钛合金和高温合金用中间合金关键材料的高标准生产需求。
2022年上半年公司特种中间合金销量182吨,同比增长35.05%,实现出售的收益4566.43万元,同比增长43.52%,单吨盈利能力逐步的提升。未来随着产能的逐步释放,还将逐步扩大公司的盈利能力,成为公司营业收入和利润的新增长点。
2021年全球原铝产量约6724万吨,同比增长3%;我国原铝产量约3884万吨,占全球原铝产量的58%,同比增长4%。随着汽车轻量化、交通运输途径多元化和建筑地产开发,我国在所有的领域的用铝需求仍有较大提升空间,全球铝消费量的增加,也使得市场对铝基功能中间合金的需求保持整体向上的势头。
随着双碳、双控政策的提出,新能源、清洁能源及轻量化的概念进一步推广,在传统用铝的基础上,新能源汽车、清洁能源发电、消费电子、高端装备制造以及航空航天等行业对铝材质量提出了更加高的要求,进而提升了对高端功能中间合金产品的市场需求。
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