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鋁合金材料發(fā)展現狀、趨勢及展望

發(fā)布時(shí)間:2020-11-16

飛機、航天、艦船等領(lǐng)域的一些輕量化關(guān)鍵部件上,鋁合金材料具有不可替代性。而國內絕大部分鋁合金材料屬于中低端產(chǎn)品,生產(chǎn)能耗高、效率低、成本高、附加值低,惡性競爭的情況難以得到改變,且部分高端產(chǎn)品仍需從國外高價(jià)購買(mǎi),這無(wú)疑阻礙了我國制造業(yè)升級的步伐。我國雖在通信、高鐵等領(lǐng)域具有顯著(zhù)優(yōu)勢,但隨著(zhù)國際形勢錯綜復雜地變化,關(guān)鍵材料領(lǐng)域被卡脖子的風(fēng)險日漸突出,自主創(chuàng )新迫在眉睫。在新的產(chǎn)業(yè)形勢下,發(fā)展高端鋁合金材料綠色化、智能化的制備與加工技術(shù)對支撐我國關(guān)鍵制造業(yè)的可持續優(yōu)質(zhì)發(fā)展具有重大戰略意義。


一、國內外鋁合金材料發(fā)展及研究現狀


(一)國外鋁合金材料發(fā)展及研究現狀


總體來(lái)看,工業(yè)發(fā)達國家鋁合金材料開(kāi)發(fā)與應用的歷史時(shí)間長(cháng),基礎好,研究積累雄厚,鋁合金材料體系系統性強,產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平較高。尤其是美國、俄羅斯等工業(yè)強國較早開(kāi)展了鋁合金材料的研發(fā)工作,申請了大量的鋁合金牌號,廣泛應用于汽車(chē)、船舶、空天等領(lǐng)域,現已形成了一定程度的專(zhuān)利霸權。


在汽車(chē)領(lǐng)域,鋁合金是實(shí)現汽車(chē)輕量化的重要材料。在2XXX系鋁合金方面,美國的雷伊路菲公司和法國的西貝內公司相繼開(kāi)發(fā)了2036-T4、AU2G-T4鋁合金板材,用于汽車(chē)車(chē)身。在5XXX系鋁合金方面,美國鋁業(yè)公司(ALCOA)開(kāi)發(fā)了X5085-O、5182-O等鋁合金,用于車(chē)身內板。在6XXX系鋁合金方面,美國研制了6009和6010車(chē)身鋁合金板。挪威海德魯鋁業(yè)公司在2018年開(kāi)發(fā)了HHS360合金,抗拉強度比6082合金提高了10.8%,達到360N/mm2,伸長(cháng)率達到10%;之后,該公司又在此基礎上開(kāi)發(fā)了HHS400合金,抗壓強度達到400N/mm2,屈服強度≥370N/mm2,伸長(cháng)率為8%,主要應用于汽車(chē)制造。美國的肯聯(lián)鋁業(yè)公司開(kāi)發(fā)了HSA6系列合金,其中HSA6-T6合金擠壓型材的最低屈服強度為370N/mm2,而最低抗拉強度為400N/mm2,與采用傳統鋁合金材料制造的全鋁汽車(chē)質(zhì)量相比,可減重30%以上。目前,國外先進(jìn)鋁加工企業(yè)致力于開(kāi)發(fā)低成本的汽車(chē)板。印度的諾貝麗斯鋁業(yè)公司已經(jīng)推出AdvanzTM系列合金Ac5754R,進(jìn)一步減輕了汽車(chē)重量。該公司還與捷豹路虎汽車(chē)有限公司合作開(kāi)發(fā)了具有優(yōu)異成形和卷邊性能的AC-170PX鋁合金,用于汽車(chē)覆蓋件外板。而美國的奧科寧克公司成功開(kāi)發(fā)了新一代汽車(chē)板生產(chǎn)設備與工藝“Micro-Mill”技術(shù),極大地提升了汽車(chē)車(chē)身和覆蓋件用鋁板的性能,綜合性能提升20%,成本降低30%。目前,在汽車(chē)車(chē)身板領(lǐng)域,應用最多的為6082鋁合金,在前后防撞梁上較多企業(yè)嘗試使用6XXX系或7XXX系擠壓型材來(lái)制備。在船舶領(lǐng)域,鋁合金在船舶上的應用逐漸擴大。國外發(fā)展較早。迄今為止,主要是5XXX系和6XXX系鋁合金,分別用于船殼體和船上建筑。在變形鋁合金方面,主要有:美國的5086、5456合金,日本的5083合金,英國的N8(5083)合金,前蘇聯(lián)的AMr6(5A06)、AMr61、B48-4(01980)、K48-1、K48-2合金。俄羅斯研制了含鈧(0.1%~0.3%)的高強度Al-Zn-Mg系合金(如01970、01975合金等)。在鑄造鋁合金方面,主要有:蘇聯(lián)的BAП5、AП4M(ZL111)、AП8(ZL301)、AП13、AП25、AП27合金,美國的356(ZL101)、SEM328(ZL106)、514(ZL302)、515、518(YL302)、520(ZL301)、X250合金等。目前船舶領(lǐng)域對鋁合金材料的使用仍然以5083合金以及其改進(jìn)型合金為主,充分利用其耐腐蝕性能、焊接性能、易成形性能以及力學(xué)性能的綜合優(yōu)勢。


在空天領(lǐng)域,現代空天用鋁材朝著(zhù)高綜合性能、低密度、大規格、高均勻性和功構一體化方向發(fā)展。針對2XXX系鋁合金,美國鋁業(yè)公司和法國鋁業(yè)公司開(kāi)發(fā)了具有高強高損傷容限的2026和2027合金,其擠壓件(厚度為12~82mm)和板材(厚度為12~55mm)比2024合金分別提高20%~25%和10%。在7XXX系鋁合金方面,美國鋁業(yè)公司、法國鋁業(yè)公司以及德國愛(ài)勵鋁業(yè)公司開(kāi)發(fā)了具有低淬火敏感性的高強韌鋁合金:7085、7140、7081。在超高強鋁合金方面,法國鋁業(yè)公司開(kāi)發(fā)了7056-T79/T76合金,已用于A(yíng)380飛機翼壁板等。在A(yíng)l-Li合金方面,俄羅斯開(kāi)發(fā)了1460合金,美國開(kāi)發(fā)了Weldlite系列合金和2097、2197、2195鋁鋰合金。美國肯聯(lián)鋁業(yè)公司開(kāi)發(fā)了低密度、高韌性和高損傷容限性能的2050和2198合金(Al-Cu-Li-Mg-Ag)。2010年,美國肯聯(lián)鋁業(yè)公司為Al-Cu-Li系合金注冊了Airware商標。目前空天領(lǐng)域對鋁合金材料的需求主要集中在高強度的2XXX和7XXX系合金,以及密度較低的鋁鋰合金。


(二)國內鋁合金材料發(fā)展及研究現狀


“十三五”以來(lái),我國鋁材生產(chǎn)能力和技術(shù)水平取得了巨大進(jìn)步,2019年鋁材產(chǎn)量達到5.252×107t,居世界首位。我國自主研發(fā)了LC4、LC9、LY12、2A12、2A16、7A04、7B04、7A50、7B50等系列鋁合金,建立了第一代、第二代、第三代鋁合金材料加工技術(shù)體系。近年來(lái),我國自行研制的新型高強韌鑄造鋁合金、第三代鋁鋰合金、高性能鋁合金型材的性能均達到國際先進(jìn)水平。目前,具有我國知識產(chǎn)權的部分鋁合金材料已經(jīng)應用于汽車(chē)、船舶、空天等領(lǐng)域。


在汽車(chē)領(lǐng)域,我國的鋁合金汽車(chē)板已初具規?;a(chǎn)能力,但成熟產(chǎn)品僅限6016與5182牌號,其他牌號仍未具備批量供貨能力。


在船舶領(lǐng)域,我國近些年來(lái)開(kāi)發(fā)的可以商業(yè)化應用的船用鋁合金板材/型材為5083、6061、6082鋁合金,隨著(zhù)國家深藍戰略的實(shí)施,中國已開(kāi)始建造自己的郵輪、“海上牧場(chǎng)”、鉆井平臺、發(fā)電站、直升機平臺,招商局集團有限公司的第一艘極地號郵輪已交付使用。船體其他部位以及符合我國海洋與河流環(huán)境的鋁合金材料開(kāi)發(fā)仍存在大量空白,尚需多領(lǐng)域、多學(xué)科交叉合作。


二、我國鋁合金材料領(lǐng)域存在的問(wèn)題


值得注意的是,雖然我國鋁合金材料在產(chǎn)業(yè)規模與技術(shù)水平上成績(jì)斐然,但是我國現代工業(yè)體系建設起步晚、底子薄,追趕發(fā)達國家難度較大,相當部分關(guān)鍵基礎材料、核心零部件仍不能自給。我國在未來(lái)較長(cháng)一段時(shí)期內都是關(guān)鍵基礎材料的需求大國,對此類(lèi)材料數量和種類(lèi)的需求將持續增加。而高端材料在產(chǎn)業(yè)體系中所占比例不高,原始創(chuàng )新偏少、基礎共性關(guān)鍵技術(shù)和精深加工技術(shù)研發(fā)不足。美國鋁業(yè)公司有3萬(wàn)項專(zhuān)利,與之相對的是中國企業(yè)原創(chuàng )性專(zhuān)利少,幾百個(gè)常用牌號,中國自己研發(fā)的卻很少,同時(shí)產(chǎn)品質(zhì)量的一致性、均勻性、穩定性不高。大飛機用預拉伸厚板和蒙皮板、乘用車(chē)面板等質(zhì)量穩定性有待提高,部分高端鋁板帶箔材等仍依賴(lài)進(jìn)口。此外,我國鋁合金材料產(chǎn)業(yè)粗放式發(fā)展的問(wèn)題嚴重,產(chǎn)業(yè)規模增長(cháng)雖快,但研制少,“產(chǎn)學(xué)研”一體化的技術(shù)創(chuàng )新力量薄弱,高校與企業(yè)之間無(wú)法發(fā)揮協(xié)同創(chuàng )新優(yōu)勢。所以,逐步推進(jìn)相關(guān)研究和產(chǎn)業(yè)向高質(zhì)量、高創(chuàng )新、高效率發(fā)展十分重要。


在汽車(chē)領(lǐng)域,我國汽車(chē)用鋁合金板材仍面臨三大問(wèn)題:①缺少具有自主知識產(chǎn)權的汽車(chē)用鋁合金,高端汽車(chē)用鋁未實(shí)現系列化,難以滿(mǎn)足汽車(chē)公司的個(gè)性化需求;②汽車(chē)板應用技術(shù)研發(fā)平臺建設不足,在先進(jìn)成形、異種材料連接、低成本與環(huán)保的零部件制造與表面處理方面都需加強研究;③需加強鋁合金型材在新能源汽車(chē)上的應用,建立相應技術(shù)創(chuàng )新平臺,開(kāi)發(fā)車(chē)身結構、電驅系統、電池托盤(pán)、副車(chē)架、表面處理等相關(guān)產(chǎn)品。


在船舶領(lǐng)域,我國船舶用鋁合金仍存在兩方面的技術(shù)瓶頸:一是船舶用鋁合金的開(kāi)發(fā)種類(lèi)偏少,合金綜合性能、質(zhì)量穩定性低于國外同牌號板材;二是鋁合金材料的船舶應用技術(shù),主要體現在焊接技術(shù)上。我國在攪拌摩擦焊和激光焊方面與國外仍有差距,限制了船舶用鋁合金的發(fā)展。


在空天領(lǐng)域,我國在空天鋁合金的研發(fā)和應用方面與發(fā)達國家仍有明顯差距。我國對新合金的開(kāi)發(fā)處于仿制階段,研制的合金品種較少;對合金化基礎理論研究較少。我國航空材料產(chǎn)品的質(zhì)量穩定性、成本與進(jìn)口材料還存在一定差距。


三、各系鋁合金材料的市場(chǎng)需求及發(fā)展趨勢


鋁合金的市場(chǎng)需求往往決定了鋁合金制品的種類(lèi)、產(chǎn)量及性能特征。由于鋁合金種類(lèi)繁多,國內外發(fā)展過(guò)程及現狀也不盡相同,且一部分鋁合金會(huì )交叉應用于汽車(chē)、船舶及航空航天領(lǐng)域,所以該部分以鋁合金系來(lái)進(jìn)行分類(lèi)闡述。


(一)2XXX系鋁合金


2XXX(A1-Cu-Mg)系鋁合金具有高的抗拉強度、韌性和疲勞強度,良好的耐熱、加工及焊接性能,被廣泛應用于空天、汽車(chē)及兵器工業(yè)等領(lǐng)域。主要牌號有2A01、2A02、2A06、2A11、2A12等。針對提高強度、強韌性匹配、耐損傷容限性能相繼開(kāi)發(fā)了一系列合金,如2024、2124、2524、2324合金等。我國裝備型號向輕量化、長(cháng)壽命、高可靠、低成本方向發(fā)展,對機身蒙皮材料的斷裂韌性、抗裂紋擴展能力和耐蝕性能具有較高的要求。國外在2024-T351鋁合金厚板基礎上,已開(kāi)發(fā)出了具有不同強度、韌性、疲勞、耐腐蝕性能匹配的2324、2624等機翼下翼面用高損傷容限鋁合金,并實(shí)現裝機應用。我們迫切需要開(kāi)展高損傷容限2XXX系鋁合金的開(kāi)發(fā)工作,未來(lái),復合微合金化將是Al-Cu-Mg系高強鋁合金一個(gè)重要發(fā)展方向。


(二)4XXX系鋁合金


目前我國汽車(chē)活塞主要使用共晶和亞共晶Al-Si合金,但是隨著(zhù)對發(fā)動(dòng)機性能要求的不斷提高,難以滿(mǎn)足性能要求。過(guò)共晶Al-Si合金密度低,線(xiàn)膨脹系數小,抗磨性和體積穩定性更高,與亞共晶和共晶Al-Si合金相比是更為理想的活塞材料。國外已批量生產(chǎn)過(guò)共晶Al-Si合金活塞,并應用于載重汽車(chē)和轎車(chē),如美國的A390合金,日本的AC9A和AC8A(ZL109)合金,澳大利亞的A390合金。但是目前我國生產(chǎn)過(guò)共晶Al-Si合金活塞的廠(chǎng)家很少,大部分依賴(lài)進(jìn)口。另外,汽車(chē)渦輪增壓鋁合金材料與國外也存在較大差距,高性能汽車(chē)渦輪增壓鋁合金材料主要依賴(lài)日本等國家。因此,開(kāi)發(fā)高性能活塞、渦輪增壓葉輪關(guān)鍵汽車(chē)鋁合金材料勢在必行。


(三)5XXX系鋁合金


Al-Mg合金特別是高M(jìn)g含量的Al-Mg合金具有高的比強度、良好的焊接性和耐蝕性,將成為未來(lái)空天、高速列車(chē)、海洋等領(lǐng)域極具競爭力的材料。目前,空天、列車(chē)、海洋等應用的Al-Mg合金板材、型材以及焊絲主要依靠進(jìn)口,高端焊絲市場(chǎng)基本上被美國ALCOA所壟斷,ER5183、ER5356合金主要依靠進(jìn)口,進(jìn)口量約占其銷(xiāo)量的70%,艦艇用Al-Mg合金主要依賴(lài)于俄羅斯。高M(jìn)g含量的合金常規鑄錠中枝晶發(fā)達、共晶相偏析嚴重,成形性能差,目前加工方法仍存在諸多問(wèn)題,如性能低、表觀(guān)質(zhì)量差、工序長(cháng)、質(zhì)量不穩定、成品率低等。亞快速凝固與成形可以抑制Mg的析出,同時(shí)可以調控得到細小等軸晶和納米析出相,大幅度提高材料的性能與均一性。因此,開(kāi)發(fā)高性能Al-Mg合金亞快速凝固連續流變擠壓和軋制技術(shù),有望解決高品質(zhì)Al-Mg合金的需求。


(四)6XXX系鋁合金


6XXX系鋁合金材料是軌道交通、汽車(chē)、電子等領(lǐng)域的關(guān)鍵材料。從20世紀80年代起,歐美、日本等發(fā)達國家和地區研發(fā)了車(chē)用鋁合金,注冊了6009、6016、6010、6111、6022、6082等牌號,形成了較完整的汽車(chē)車(chē)身板、擠壓材、鍛件等生產(chǎn)和應用體系。我國6XXX系鋁合金車(chē)身板和鍛件的產(chǎn)業(yè)化研發(fā)剛剛起步,存在明顯差距。我國工業(yè)和信息化部提出重點(diǎn)發(fā)展的車(chē)用鋁合金薄板是:6016-S、6016-IH、6016-IBR、6A16-S、6A16-IBR、6022等,典型6XXX系鋁合金板材伸長(cháng)率A50≥25%,r值≥0.60,60d停放屈服強度Rp0.2≤140N/mm2,烤漆硬化屈服強度增量≥80N/mm2。針對不同需求,開(kāi)發(fā)6XXX系鋁合金的設計、制備及加工技術(shù)成為發(fā)展的必然趨勢。


(五)7XXX系鋁合金


7XXX系鋁合金具有較好的耐應力腐蝕性能,是鋁合金中強度最高的一個(gè)系列,是國際上公認的航空主干材料。最近,國外開(kāi)發(fā)了7055合金(Al-8Zn-2.05Mg-2.3Cu-0.16Zr),其在T77511狀態(tài)下屈服應力超過(guò)了620MPa,用于波音777飛機,減重635kg。目前我國航空用7XXX系鋁合金缺乏系統的合金設計和制備加工技術(shù),某些產(chǎn)品完全依靠進(jìn)口。由于7XXX系鋁合金大規格鑄錠合金元素多、凝固區間寬、鑄造應力大、合金元素易氧化/偏析等,鑄錠冶金質(zhì)量較差,室溫成形性能較低,開(kāi)發(fā)新型7XXX系鋁合金具有重要意義。


(六)鋁鋰(Al-Li)合金


鋁鋰合金是近年來(lái)航空材料中發(fā)展最迅猛的輕量化材料,具有密度低、彈性模量高、比剛度高、疲勞性能好、耐腐蝕等特點(diǎn),取代常規鋁合金后,質(zhì)量可減輕10%~20%,剛度提高15%~20%。美國ALCOA公司在21世紀初啟動(dòng)了“ALCOA航空20/20計劃”,目標是在20年內將航空鋁合金成本和重量各減少20%??下?lián)鋁業(yè)公司開(kāi)發(fā)了低密度、高韌性和高損傷容限性能的2050和2198鋁鋰合金(Al-Cu-Li-Mg-Ag)。我國自主研制的Al-Li合金牌號極少,僅1420合金獲得應用,C919客機使用的鋁鋰合金由美國鋁業(yè)公司提供。國內僅能生產(chǎn)1420、2195、2197、2A97等有限合金牌號,鑄錠僅為((310~400)×1280×4000)mm以下扁錠及?650mm以下圓錠。航空高端應用領(lǐng)域厚度60mm以上、寬1500mm以上的扁錠(2B16),以及直徑1500mm以上鑄錠(2B16)尚未實(shí)現工業(yè)生產(chǎn)。因此開(kāi)展新型鋁鋰合金設計、超大規格鑄錠制備和深加工技術(shù)具有重要意義。


(七)耐熱鋁合金


耐熱鋁合金通過(guò)調控Si、Fe、Ni、Ag、稀土等元素,使鋁合金在高溫下具有抗氧化及抗蠕變能力,是空天、汽車(chē)、軌道交通等領(lǐng)域的關(guān)鍵基礎材料。傳統的耐熱鋁合金有:2519、2618、2219、2D70等。隨著(zhù)空天和汽車(chē)工業(yè)的迅速發(fā)展,對耐熱鋁合金提出了更高的要求。新一代戰機巡航速度高,機身蒙皮工作溫度達150℃以上,而目前2618、АК4-1ч和2D70等耐熱鋁合金的長(cháng)期使用溫度均在150℃以下,開(kāi)發(fā)新型耐熱鋁合金勢在必行。


(八)超低鈧(Sc)含量的Al-Sc合金


Al-Sc合金具有高強度、塑性好、耐蝕性等優(yōu)異性能,成為繼Al-Li合金后新一代空天、艦船等的輕質(zhì)材料。含微量鈧的Al-Mg合金抗拉強度比5083合金高30%,屈服強度高一倍以上。其可焊性與常規5XXX系合金相當,熱影響區與焊縫的力學(xué)性能約與基體相等,抗腐蝕性能與5083合金相當,取代5XXX系或6XXX系合金制造空天零部件可取得顯著(zhù)的減量效果,也是汽車(chē)與軌道車(chē)輛的上乘材料。俄羅斯在含鈧鋁合金研制方面居世界前列,已形成Al-Mg-Sc、Al-Mg-Li-Sc、Al-Zn-Mg-Sc、Al-Zn-Mg-Cu-Sc、Al-Cu-Mg-Sc系合金,鈧含量為0.18%~0.5%。為了推動(dòng)鋁鈧合金在空天、汽車(chē)上的應用,我國工業(yè)和信息化部已將含鈧的鋁合金作為優(yōu)先發(fā)展的新材料之一。我國鈧資源豐富,并建成了高純氧化鈧提取生產(chǎn)線(xiàn),為鋁鈧合金發(fā)展奠定了基礎。


(九)500MPa級汽車(chē)用熱沖壓鋁合金


我國的熱沖壓高強鋁合金材料尚屬空白。新材料和新成形工藝開(kāi)發(fā)相結合,是解決高強鋁合金汽車(chē)零件成形的有效手段。以7XXX系合金為重點(diǎn),積極探索2XXX合金,開(kāi)發(fā)500MPa級熱沖壓用鋁合金材料,用以制造復雜形狀的汽車(chē)零件具有重要前景。


(十)鋁基復合材料


鋁–鋼多層復合板:鋁與鋼質(zhì)甲板的有效連接已成為大型艦船上層建筑輕量化的制約因素之一。鋁與鋼質(zhì)船體之間焊接用的鋁–鋼復合過(guò)渡接頭為取代傳統鉚接工藝提供了解決方案。本田公司開(kāi)發(fā)出了鋼和鋁的接合技術(shù),將在全球應用于量產(chǎn)車(chē)骨架。目前,國內所用的鋁–鋼復合接頭主要是從國外進(jìn)口,價(jià)格高達4×105CNY/t。隨著(zhù)未來(lái)艦船大型化,對過(guò)渡接頭提出了更高施焊溫度、更大承載應力、更強結合界面等要求,亟待開(kāi)發(fā)高性能的鋁–鋼接頭。


汽車(chē)散熱器用鋁合金復合材料:鋁合金復合箔、帶、板是制造汽車(chē)空調器、散熱器、干手器等釬焊式熱交換器的關(guān)鍵材料。復合材料是由2~3種合金經(jīng)疊合壓延后制成,包覆層多為高硅合金或低電位合金,如4004、4045、4047、4A13、7A01合金等,芯材主要是3003、3003+1.5%Zn和3004合金等。


鋁蜂窩板:通常由兩層薄而強的面板和中間蜂窩芯復合而成,具有重量輕、強度高、剛性大、穩定性好、隔熱、隔聲等優(yōu)點(diǎn),已在飛機、列車(chē)、船舶中使用。市場(chǎng)現有產(chǎn)品除航空專(zhuān)用的進(jìn)口材料為焊接產(chǎn)品外,一般均為膠黏產(chǎn)品,在濕度大、振動(dòng)強、溫度高等環(huán)境下,面板容易脫膠。開(kāi)發(fā)輕質(zhì)、高強、耐蝕、可釬焊的蜂窩結構板用面板和芯板是蜂窩板的發(fā)展趨勢。國外一些國家在20世紀90年代初就研制了釬焊鋁蜂窩板,開(kāi)發(fā)出高強度、可時(shí)效強化、耐蝕、可釬焊的蜂窩材料。近五年我國的蜂窩鋁材產(chǎn)量一直保持平均22%的增長(cháng)速度。2012年我國僅建筑市場(chǎng)的膠黏蜂窩鋁產(chǎn)品的市場(chǎng)容量已達76.74億元。預計到2035年,對高強、耐蝕蜂窩復合板的需求將達到7×107m2,前景十分廣闊。


四、我國鋁合金材料中長(cháng)期發(fā)展目標


結合我國實(shí)際情況與我國鋁合金領(lǐng)域所遇瓶頸,提出以下中期發(fā)展目標:到2030年,高性能鋁合金材料達到國際先進(jìn)水平,部分達到國際領(lǐng)先水平,材料綜合力學(xué)和工藝性能滿(mǎn)足現代制造業(yè)指標要求,實(shí)現空天飛行器、新能源汽車(chē)、軌道交通和廂式貨車(chē)等領(lǐng)域的大規模應用,第五代鋁合金國產(chǎn)化率達到80%以上,空天用輕合金產(chǎn)量和應用達到2×105t/a,交通運輸用輕合金產(chǎn)量達到3×105t/a。


長(cháng)期發(fā)展目標:到2035年,鋁合金材料達到國際領(lǐng)先水平,實(shí)現絕大部分鋁合金材料的自給和輸出,領(lǐng)導全球鋁合金產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。第五代鋁合金全面國產(chǎn)化,研制成功第六代鋁合金,空天輕合金產(chǎn)量和應用達到3×105t/a,交通運輸用輕合金達到4×106t/a。


五、我國鋁合金材料發(fā)展對策


圍繞上述鋁合金材料的問(wèn)題、發(fā)展趨勢和發(fā)展目標,著(zhù)力提高自主創(chuàng )新能力,建立產(chǎn)業(yè)鏈上下游優(yōu)勢互補、密切合作機制,縮短周期,形成持續創(chuàng )新能力,實(shí)現我國從材料大國向材料強國的戰略轉變,仍需在以下方面不懈努力。


(一)加強研發(fā)體系建設,完善發(fā)展環(huán)境


圍繞國家重大工程建設需求,加強“產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)同創(chuàng )新,開(kāi)展“產(chǎn)學(xué)研用”合作機制、利益分配、產(chǎn)權保護、誠信體系、保障政策等課題研究,解決目前“產(chǎn)學(xué)研用”間的壁壘,建立科學(xué)有效的創(chuàng )新機制。同時(shí),加快制定鋁合金材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導目錄和投資導向意見(jiàn),完善產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng )新鏈、資金鏈。發(fā)揮市場(chǎng)的資源配置作用,科學(xué)引導,理性投資,協(xié)調國家對重點(diǎn)基礎材料行業(yè)的聚焦支持,幫助高性能鋁合金材料中小企業(yè)健康成長(cháng),營(yíng)造具有國際競爭力的產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境。


(二)優(yōu)化結構,促進(jìn)提質(zhì)增效和協(xié)同發(fā)展


推進(jìn)產(chǎn)能置換和淘汰落后產(chǎn)能。積極擴大應用領(lǐng)域和應用水平,提升高性能鋁合金產(chǎn)品質(zhì)量的穩定性,降低生產(chǎn)成本,增強產(chǎn)業(yè)支撐能力。推動(dòng)優(yōu)勢高端鋁材企業(yè)與高端裝備制造企業(yè)建立供應鏈協(xié)作關(guān)系。通過(guò)“產(chǎn)學(xué)研”合作,優(yōu)化品種結構,促進(jìn)產(chǎn)品融入全球高端制造業(yè)供應鏈,建立綜合評價(jià)體系,提高國際競爭力。


(三)加強配套政策支持


加強知識產(chǎn)權保護,加大財政、金融、稅收等政策對高性能鋁材的扶持力度,完善風(fēng)險投資運行、避險和退出機制,形成鼓勵使用國產(chǎn)高性能鋁材的健康體系。加大深加工鋁產(chǎn)品的政策扶持力度,落實(shí)高新技術(shù)企業(yè)稅收優(yōu)惠政策等,促進(jìn)鋁合金的應用發(fā)展。


(四)推進(jìn)人才隊伍建設


實(shí)施創(chuàng )新人才發(fā)展戰略,加強中青年創(chuàng )新人才和團隊培養,鼓勵企業(yè)“產(chǎn)學(xué)研用”結合,采取柔性引進(jìn)等靈活政策,建立國家鋁產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新中心,培養自主創(chuàng )新人才隊伍,培養一批學(xué)科、專(zhuān)業(yè)技術(shù)帶頭人,有效提高人才要素在產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng )新中的活躍度和推動(dòng)作用,提升自主創(chuàng )新能力,實(shí)現鋁產(chǎn)業(yè)轉型升級。


(五)促進(jìn)智能制造和“互聯(lián)網(wǎng)+”融合


提升企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)和服務(wù)的智能化水平,建立以大數據為基礎的工藝模型化、控制智能化的數字化工藝體系。試點(diǎn)示范工廠(chǎng),提高產(chǎn)品性能穩定性和質(zhì)量一致性。鼓勵企業(yè)模式創(chuàng )新,促進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”與企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)全過(guò)程融合,推廣個(gè)性化定制、柔性化制造,滿(mǎn)足多樣化、多層次需求。


(六)加強國際合作,尤其是“一帶一路”國際合作


積極落實(shí)“一帶一路”合作,提升裝備、產(chǎn)品、技術(shù)、標準、服務(wù)的全產(chǎn)業(yè)鏈國際化經(jīng)營(yíng)能力。按照《國務(wù)院關(guān)于推進(jìn)國際產(chǎn)能和裝備制造合作的指導意見(jiàn)》,充分發(fā)揮技術(shù)、裝備和人才優(yōu)勢,綜合考慮資源、能源、政治、法律、市場(chǎng)等因素,鼓勵有實(shí)力的企業(yè)在資源豐富的地區投資建廠(chǎng),同時(shí)積極學(xué)習國外企業(yè)先進(jìn)的技術(shù)和管理經(jīng)驗,不斷優(yōu)化產(chǎn)品與裝備,提升國際競爭力。


來(lái)源:中國工程科學(xué)


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