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行业领域

新材料技术

需求背景

为迎合汽车轻量化发展趋势，铝代钢成为汽车技术研发的前沿；汽车压铸零部件一体化,发展趋势偏向集成化、结构复杂化，机械性能要求进一步攀升;对结构件要求高强度、高延伸等基本质量要求;目前压铸结构件需要经过热处理后方可达到性能要求,但热处理过程中不可控因素较多,最终会导致热处理后压铸件变形、成品率低,且成本较高,目前急需免热处理的材料来规避此现象。为提高铝合金机械性能，免热处理材料是汽车行业对基础铝合金材料的要求。

需解决的主要技术难题

 我司已于多家大型压铸厂展开合作，目前生产的免热处理材料AlSi10Mg、AlSi7MgMn材料较国标已有明显的提升，但尚不能满足抗拉强度＞280MPa,延伸率>10%的要求。1.分析现有铸造铝合金（主要是铸造铝硅合金）力学性能的影响因素：微观组织结构特点。2.分析铝合金微观组织结构对力学性能的影响规律， 建立起微观组织结构与力学性能的因果关系。找出提高铝合金强度和韧性两个力学性能指标的微观结构决定性特征。3.从内部化学成分和外部凝固条件（铸造成形工艺）两方面对特征性微观结构进行调整，达到提高力学性能的目的。

期望实现的主要技术目标

主要技术、经济指标

能够获得一种具有新型微观组织和性能的铝硅合金，铸态铝硅合金的抗拉强度达到 280MPa 以上，延伸率达到 10%以上（材料满足抗拉强度＞280MPa,延伸率>10%），产品需求将会大幅度提升，市场潜能巨大，初步估算每年此类产品销售数量3万吨，每吨增效300-500元。

需求解析

解析单位：青海省西宁市 解析时间：2022-12-09

杨全芬

西宁市科技创新促进中心

副研究员

综合评价

此需求描述清晰，铝硅系合金具有特别好的金属液流动性和铸造充型能力，铸 件成品率高，因此是铸造生产中首选也是最为常用的铝合金种类， 也是内燃机的活塞、壳体等汽车部件用以代替钢、铁常选用的材 料，随着汽车轻量化趋势的发展，这类合金具有更为广阔的应用市场。目前的生产中，这类合金在铸造完成后需要进行热处理，以均匀化和改善其微观组织，进一步提高其强度和塑性等力学性能。但随着汽车部件集成化和复杂化的发展，这类合金的铸件在热处理过程中易出现变形甚至开裂缺陷，导致成品率下降；同时热处理过程大大增加了设备、人工和能源等生产成本。因此，开发免热处理（即处于铸态）同时具有较高力学性能的铝硅合金，是铝材料领域的一项重要挑战，如能成功，将会进一步推动铝合金材料的应用领域和范围的扩大，特别是将为汽车轻量化提供更优的低成本材料。

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处理进度