中國新能源智慧汽車産業強勢崛起，隨之而來的是供應鏈技術的全面升級。輕量化新材料的應用是其中的熱門話題，鋁合金則是現在應用最廣泛的輕量化材料。中國車市越來越卷，各個廠家“卷技術、卷品質、卷成本”，對於鋁合金技術的要求也越來越高，主要的要求集中在降本、性能和低碳環保這三個層面。

　　蘇州慧金新材料科技有限公司（簡稱：慧金科技）堅持“以市場需求為研發動力”，通過與上海交通大學曾小勤教授團隊的深度合作，開發出免熱處理高強高韌鋁合金新材料“纖晶”，這款全棧自研的鋁合金新材料已應用在豪華純電SUV極氪009的後車身上，並且在極氪001、極氪007後車身上也得到了量産應用。該項目已獲得中國有色金屬工業科學技術獎一等獎。“纖晶”的應用使得該零部件的生産過程徹底免除了傳統的熱處理強化工藝環節，顯著提升了全流程生産效率，成功減少焊接點近800個，在遇到衝擊時變形量可減少16%，彎曲剛度提升11%，有效保護車身後部安全。在這款産品的基礎上，慧金科技繼續深挖，通過市場反饋數據，不斷拓展研發思路，並在近期推出全新綠色免熱處理再生鋁産品“臻晶”。這款産品在“提升再生鋁添加比例”和“確保高品質性能”之間做到極致平衡，並在能耗和排放方面突破行業極限。一經推出就受到多個汽車品牌的高度關注，目前正處在驗證階段，並即將實現大批量量産。這款材料已經獲得國內、美國及歐盟國際專利。

　　大幅降本

　　如何降低鋁合金的成本，有一個關鍵要點就是如何提升再生鋁的添加比例。在行業現階段，難以避免再生鋁在運輸、攪拌、熔煉等過程混入Fe，導致再生鋁中Fe元素的含量較高。Fe的存在對於壓鑄産品的韌性、耐蝕性乃至疲勞強度等存在不利影響，這限制了原鋁中再生鋁的添加比例，制約了再生鋁的適用範圍。基於以上的需求，慧金科技通過元素變質，提高了對Fe含量敏感的高韌性壓鑄鋁中再生鋁的使用比例，從原先最高30%提升到現在最高50%，成本較市面上常見的免熱處理材料大幅度降低。

　　確保性能

　　鋁合金中最普遍存在的Fe相為α-Fe相和β-Fe相，其中α-Fe相（α-Al12Fe3Si2）的形貌通常為漢字狀或者骨骼狀，對於合金性能的影響相對較小，β-Fe相（β-Al5FeSi）則多以長針狀的形式，β-Fe相是平衡凝固化合物，熱力學穩定，對於複雜結構的鑄件較難避免，這種長針狀的Fe相對基體會産生十分明顯的割裂作用，對産品的性能有非常大的負面影響，因此，改善其對應形貌分佈，將有利於韌性的提升。慧金科技的研發團隊通過Thermal Cacl、J-mat等熱力學軟體的模擬計算、篩選，並考慮平衡凝固和Scheil凝固的差異性，確認了Mn、Cr、Ce、Zr、Mo、Ni、V、稀土元素等不同組分在壓鑄體系中與Fe相的絡合效應，並對篩選組元進行交叉驗證，確認對應設計下産品的顯微形貌、流動性、析出相尺寸分佈、鹽霧耐蝕性以及對應力學性能等，在此基礎上開發了新一代“臻晶”系列材料，提升材料對Fe的容忍度。與第一代“纖晶”系列相比，新一代“臻晶”系列容許Fe含量由0.08%提升至0.30%，但屈服強度相當，延伸率衰減幅度僅0.5%，富鐵相平均尺寸＜3um，極大提高了産品對Fe的容忍性，保證了産品在抗拉、屈服、延伸等多個維度與原鋁的品質一致性。

　　核心原理：通過對富鐵相原子的置換和表面沉積影響生長方式，轉變為非針狀相，如下示意

　　慧金新一代臻晶材料，已于近日在國內某頭部知名新能源汽車上完成後地板本體零件試模，結果再次證明其性能的絕對優勢：臻晶和慧金科技當前已經量産的第一代纖晶材料相比：抗拉屈服相當，延伸率浮動在0.5%以內；臻晶和市場常見的免熱處理材料相比，屈服及延伸率提升10%以上，流動性高出30%以上。

　　低碳環保

　　同時，由於大幅提升再生鋁的添加比例，生産1噸臻晶能耗約2800 kWh，排放的二氧化碳約600 kg，而之前每生産1噸原生鋁，發電、輸電和燃料總能耗約45000 kWh，排放的二氧化碳約12噸。所以每生産一噸臻晶即實現節約電95%，二氧化碳排放下降95%，從而達成低碳環保的企業使命。

　　這款低碳再生鋁是該系列國內第一個獲取本體數據的産品。（資料來源：慧金科技）