隨著鋁壓鑄件的不斷大型化，熱處理可能造成這類大型、薄壁壓鑄件變形，整形難度以及報廢率將大幅提升。因此，需要開發(fā)適用于大型、薄壁壓鑄件的免熱處理鋁合金材料，使材料無需進(jìn)行熱處理，在鑄態(tài)條件下就能達(dá)到力學(xué)性能要求。免熱處理壓鑄鋁合金材料可以直接在鑄態(tài)下使用，規(guī)避上述問題，還可以降低零件制造成本。近年來，免熱處理壓鑄鋁合金材料開發(fā)與應(yīng)用逐漸成為研究熱點，同時再生鋁市場迎來了發(fā)展契機。

在車用鋁壓鑄件應(yīng)用中，64%用于發(fā)動機缸體、缸蓋和各類殼體，16%用于鋁合金車輪，13%用于散熱系統(tǒng)，5%用于底盤及懸架系統(tǒng)，1%用于車身覆蓋件。

01．鋁壓鑄的原料主要是再生鋁

鋁壓鑄的原料主要是鋁及其他合金元素。由于壓鑄鋁合金對雜質(zhì)允許含量比較寬，特別是鋁合金中對力學(xué)性能影響比較敏感的鐵含量，在壓鑄鋁合金中允許含量較高，這既是壓鑄成型工藝要求的，也是壓鑄高壓充填和迅速凝固方式?jīng)Q定的。因此，壓鑄所用的鋁合金原料絕大部分來自再生鋁。

使用再生鋁可節(jié)省小金屬添加費用。根據(jù)不同合金牌號，壓鑄鋁合金當(dāng)中需要添加一定量的鎂、硅、錳等合金元素，而廢鋁本身含有上述合金元素。再生鋁生產(chǎn)過程中對元素進(jìn)行除雜、調(diào)配，即可產(chǎn)出符合國家標(biāo)準(zhǔn)的壓鑄鋁合金牌號，省去了添加合金元素的費用。2021年以來，鎂、工業(yè)硅價格大幅上漲，再生鋁的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)一步凸顯。

02．現(xiàn)有免熱處理材料

美國鋁業(yè)公司、德國萊茵菲爾德公司對免熱處理鋁材早有研究，并擁有成熟的合金牌號，特斯拉公司近年來也申請了一系列免熱處理合金牌號，用于結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)。我國企業(yè)也在積極研發(fā)適用于大型薄壁壓鑄件的免熱處理材料。

免熱處理鋁合金牌號眾多。目前，免熱處理鋁合金可分為Al-Si系和Al-Mg系兩大類，在此框架下，各個牌號進(jìn)行合金成分和工藝路線調(diào)整。目前，成熟的免熱處理材料往往擁有一個免熱處理合金牌號體系，如美國鋁業(yè)、萊茵菲爾德等。

通過梳理各個免熱處理鋁合金材料牌號成分可以發(fā)現(xiàn)，一些材料是在已有專利的基礎(chǔ)上進(jìn)行成分微調(diào)、生產(chǎn)工藝調(diào)整，企業(yè)都會盡快申請專利進(jìn)行保護(hù)。整車廠為避免專利糾紛，會選擇具有專利保護(hù)的合金牌號，專利是進(jìn)行整車前期試驗和認(rèn)證的門檻。研發(fā)和認(rèn)證壁壘，先發(fā)優(yōu)勢明顯。雖然免熱處理合金研發(fā)不存在高不可攀的技術(shù)門檻，但需要上游材料企業(yè)、壓鑄廠、模具廠、整車廠合作研發(fā)。研發(fā)壁壘不僅在于合金成分調(diào)整、工藝路線調(diào)整，關(guān)鍵是材料生產(chǎn)商與壓鑄廠、整車廠綁定合作，不斷試錯，生產(chǎn)出符合整車性能要求的材料。壓鑄廠試驗初期，可能選擇幾款材料，但到驗證后期，只鎖定1~2款材料進(jìn)行裝車、碰撞試驗，因此，先發(fā)優(yōu)勢明顯。

03．免熱材料將使用再生鋁

再生鋁碳排放遠(yuǎn)低于原生鋁。鋁產(chǎn)業(yè)高排放環(huán)節(jié)主要在電解過程，再生鋁只需將廢鋁熔融除雜添加合金元素，因此碳排放遠(yuǎn)小于原鋁。據(jù)歐洲鋁業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)，生產(chǎn)1噸再生鋁能耗僅為原鋁的5%，僅產(chǎn)生0.5噸二氧化碳排放。根據(jù)國內(nèi)的數(shù)據(jù)，與生產(chǎn)等量的原鋁相比，生產(chǎn)1噸再生鋁相當(dāng)于節(jié)約3.4噸標(biāo)準(zhǔn)煤，節(jié)水14立方米，減少固體廢物排放20噸。

當(dāng)前，免熱處理鋁合金使用的是原生鋁。用于大型薄壁一體化壓鑄件的免熱處理鋁合金材料處于大規(guī)模推廣初期，企業(yè)對該材料的認(rèn)識還處于摸索階段，因此，免熱處理鋁合金對各合金成分控制嚴(yán)格，需使用電解鋁，精確添加各類合金元素制造。而一體化壓鑄所取代的原有小型壓鑄件，則大部分由再生鋁制造。因此，一體化壓鑄件的碳排放遠(yuǎn)高于原有小壓鑄件。

免熱處理鋁合金終將使用再生鋁作為原料。一體化壓鑄大量使用原生鋁，將顯著提高材料的碳排放量，是長期隱憂。只有通過進(jìn)一步研究，探索使用再生鋁生產(chǎn)免熱處理材料，才能解決碳排放問題。另外，全球鋁行業(yè)要實現(xiàn)碳中和目標(biāo)，必須加強廢鋁循環(huán)使用，廢鋁在鋁供應(yīng)結(jié)構(gòu)當(dāng)中占比會進(jìn)一步提高。再生鋁企業(yè)具備廢鋁采購渠道及經(jīng)驗優(yōu)勢，且對再生鋁的性能理解更加深刻，未來有望主導(dǎo)材料端。

04．再生鋁領(lǐng)先企業(yè)具備多點布局優(yōu)勢

大型一體化壓鑄件不便于長距離運輸，且運費昂貴，壓鑄機往往布局在整車周邊。鋁合金材料企業(yè)只有多點布局，才能更加靠近下游客戶，實現(xiàn)多客戶覆蓋，同時節(jié)省材料的運輸費用。而中小型再生鋁企業(yè)往往只有單一廠區(qū)，無法做到覆蓋更多客戶。再生鋁領(lǐng)先企業(yè)具備多點布局優(yōu)勢，能覆蓋更多客戶，節(jié)約運費。

鋁液直供省去了客戶二次重熔鋁合金錠的熔煉工序，可以減少客戶對熔煉設(shè)備和工人的投入，避免鋁合金錠重熔造成的材料和能源損耗，并能有效防止由于鋁合金錠重熔所造成的質(zhì)量波動，為鑄造工序提供更可靠的原料；同時，可以減少客戶鋁合金錠的采購庫存及對客戶流動資金的占用，是較為先進(jìn)的鑄造行業(yè)鋁原料的供應(yīng)方式。

05．再生鋁行業(yè)競爭格局有所改善

2021年，國內(nèi)再生鋁產(chǎn)量為830萬噸，同比增長12.16%，實現(xiàn)產(chǎn)品產(chǎn)值約1800億元，同比增長38.5%。截至2021年底，國內(nèi)再生鋁建成產(chǎn)能1579.5萬噸。全國再生鋁企業(yè)約1000余家，行業(yè)集中度極低，大部分為規(guī)模較小的小型企業(yè)。據(jù)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會再生金屬分會的數(shù)據(jù)，目前，行業(yè)單廠最大產(chǎn)能為38萬噸/年，產(chǎn)能達(dá)到10萬噸/年的企業(yè)僅30家。再生鋁領(lǐng)先企業(yè)在免熱處理材料研發(fā)、生產(chǎn)、銷售環(huán)節(jié)均具備明顯優(yōu)勢。未來可能由少數(shù)行業(yè)頭部企業(yè)主導(dǎo)免熱處理材料研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，具備先發(fā)優(yōu)勢，競爭格局明顯改善，產(chǎn)品毛利潤有望遠(yuǎn)高于當(dāng)前水平。

2024年鋁工業(yè)展淺談下游產(chǎn)業(yè)對再生鋁的需求狀況

我國的再生鋁主要用于生產(chǎn)汽車、摩托車、機械設(shè)備、通信電子和家電家具行業(yè)中的鋁合金鑄件和壓鑄件。

（一）汽車行業(yè)

鋁合金在汽車零部件中的運用在上世紀(jì)就已經(jīng)得到普及。1980年北美每輛輕型汽車的含鋁量就達(dá)到54千克（輕型汽車一般是指重量低于3.5噸的乘用車和輕型商用車，占全球汽車產(chǎn)量的95%左右），汽車用鋁普及較早的是車輪、氣缸蓋、氣缸體、曲軸箱、進(jìn)氣管、帶輪、變速箱、油泵等部件，這些部件一般是用鑄造鋁合金鑄造而成。在節(jié)能減排的壓力之下，近年來汽車輕量化快速發(fā)展，用鋁量擴(kuò)展到覆蓋件、全鋁車身等部件。

目前汽車用鋁中，占比較大的主要是發(fā)動機和動力傳送系統(tǒng)、車輪等鑄造部件，鋁合金鑄造件主要用再生鋁合金生產(chǎn)，再生鋁在每輛車上的用量可以達(dá)到120千克以上。

我國是全球汽車產(chǎn)銷第一大國, 除輕型汽車外，我國的中型、重型商用車的用鋁量也有很大潛力。例如半掛車、廂式貨車、冷藏車、郵政車、運油車、礦物砂石車等貨車以及公共汽車，對其進(jìn)行輕量化具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，且其用鋁材都是通用工業(yè)用材，不需要專門的鋁合金和生產(chǎn)線。

2016年我國新能源汽車產(chǎn)量達(dá)51.7萬輛，全鋁車身的新能源汽車，可以通過減重增加續(xù)航能力，而且能夠降低電池成本，從而減少汽車整體制造的成本，獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益，因此新能源汽車的單車用鋁量大于傳統(tǒng)汽車。

根據(jù)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會再生金屬分會《2015年中國再生有色金屬產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告再生鋁篇》，2015年我國汽車用再生鋁總量達(dá)到260萬噸。《中國制造2025》指出輕量化是汽車技術(shù)突破的重點，根據(jù)工信部規(guī)定，汽車的CO2排放標(biāo)準(zhǔn)將從2015年的155g/km降到2020年的112g/km，降幅達(dá)28%。國家對于國內(nèi)乘用車企業(yè)燃料消耗標(biāo)準(zhǔn)也將從2015年的5.9L/100km下降到2020年的4.5L/100km，降幅高達(dá)24%。在汽車輕量化以及新能源汽車產(chǎn)量增加的背景下，鋁合金在我國汽車行業(yè)的運用還有很大增長潛力。

（二）摩托車

摩托車工業(yè)是應(yīng)用鋁合金較多的行業(yè)，其中絕大部分為再生鋁鑄件，主要包括曲軸箱、氣缸蓋、氣缸體、減震器、制動器、邊蓋、手柄、摩托車邊罩連接體、摩托車手把罩等。

我國自1993年以來成為全球摩托車*大生產(chǎn)國。2016年我國摩托車產(chǎn)量為1682.08萬量，其中出口813.46萬輛。我國摩托車產(chǎn)量2011年以來持續(xù)下滑。由于受汽車、電動車的沖擊，我國農(nóng)村摩托車市場逐漸縮小，我國摩托車行業(yè)中短期仍將面臨壓力。

根據(jù)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會再生金屬分會的《2015年中國再生有色金屬產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告（再生篇）》，2015年我國摩托車用再生鋁總量達(dá)到40萬噸。

（三）機械設(shè)備

再生鋁在機械設(shè)備行業(yè)的應(yīng)用廣泛，典型應(yīng)用是內(nèi)燃機制造業(yè)、傳動部件制造業(yè)、電機及各式機具的箱體、殼體、罩子和其他機械部件，*終產(chǎn)品有各類泵、壓縮機，農(nóng)業(yè)和園林機械如割草機等。

機械工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)重要組成部分，2016年機械工業(yè)規(guī)模以上企業(yè)實現(xiàn)主營業(yè)務(wù)收入24.55萬億元，占全國工業(yè)的比重達(dá)21%。2016年機械工業(yè)增加值同比增長9.6%，其中通用設(shè)備制造業(yè)增長5.9%，專用設(shè)備制造業(yè)增長6.7%，汽車制造業(yè)增長15.5%，電氣機械及器材制造業(yè)增長8.5%，儀器儀表制造業(yè)增長9.4%，增速較2015年相比均有提升。

（四）通信及電子

再生鋁合金在通信和電子領(lǐng)域的應(yīng)用主要是各種鋁合金結(jié)構(gòu)件以及鋁合金外觀件。在通訊基站設(shè)備中，濾波器、雙工器、散熱器、功率放大器、通訊基站機架等設(shè)備采用鋁合金壓鑄件和鑄造件，在消費電子領(lǐng)域的應(yīng)用主要是手機和筆記本電腦的全鋁機殼、鋁中框以及內(nèi)部鋁結(jié)構(gòu)件。

我國的移動通信設(shè)備市場增長迅速，2016年，我國通信運營業(yè)移動通信投資2355億元，同比增長15.04%，新增移動通信基站92.6萬個，總數(shù)達(dá)559萬個。其中4G基站新增86.1萬個，總數(shù)達(dá)到263萬個。據(jù)全球著名咨詢公司InfoneticsResearch（美國通信市場研究公司）分析，基站設(shè)備占移動通信基礎(chǔ)設(shè)備總投資額的40%，一個移動通信基站對鋁合金壓鑄結(jié)構(gòu)件的采購成本約占到其整體投資金額的16%。照此計算，則我國移動通信基站設(shè)備市場對壓鑄鋁合金錠的需求約為17萬噸。

近年來，伴隨著移動網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，消費電子行業(yè)尤其是智能移動設(shè)備獲得了快速增長。鋁合金在消費電子的運用有筆記本電腦、手機、平板電腦的內(nèi)部結(jié)構(gòu)件、中框、外殼和支架。在輕薄和時尚潮流帶動下，消費電子金屬外觀件和內(nèi)構(gòu)件滲透率逐步上升，例如蘋果系列的Mac、iPhone、iPad產(chǎn)品外殼均以鋁合金為主，而諸如三星、華為、華碩等品牌的產(chǎn)品也越來越多地配置鋁合金的外殼。手機金屬外殼滲透率由2012年的10%上升至2016年的38%。隨著行業(yè)發(fā)展，一些國內(nèi)廠商已經(jīng)掌握了采用壓鑄方法生產(chǎn)消費電子外觀件的工藝，再生鋁合金在消費電子領(lǐng)域的應(yīng)用也將獲得拓展。

家用電器工業(yè)是再生鋁的重要消費行業(yè)，如洗衣機的洗滌筒支架、電飯鍋的內(nèi)鍋、電熨斗的底板。家用電器分為大家電和小家電，大家電包括電冰箱、冰柜、空調(diào)器、洗衣機、微波爐等，小家電包括電風(fēng)扇、吸塵器、食品加工機、電吹風(fēng)、電熨斗、電飯鍋（煲）、咖啡機、電水壺、電烤面包器等。從近年來我國家電行業(yè)的發(fā)展情況來看，伴隨著人們生活水平和消費水平的提高，新修住宅的裝修、舊住宅的改造以及家電的更新?lián)Q代等都為家電產(chǎn)品帶來了廣闊的市場空間。

2024年鋁工業(yè)展淺談下游產(chǎn)業(yè)與再生鋁企業(yè)的關(guān)系

再生鋁合金生產(chǎn)企業(yè)的下游主要是生產(chǎn)各類鋁合金鑄造件（和壓鑄件）的企業(yè)，其應(yīng)用領(lǐng)域主要是汽車和摩托車、各類機械和五金、通信、消費電子、家用電器等行業(yè)。下游行業(yè)尤其是汽車行業(yè)的增長對再生鋁行業(yè)發(fā)展非常重要。

大部分再生鋁合金企業(yè)與下游客戶建立了穩(wěn)定的供貨關(guān)系，并實行以銷定產(chǎn)。鋁合金企業(yè)與下游客戶間的供貨關(guān)系一般比較穩(wěn)定，這是因為，同一牌號鋁合金錠，其成分及物理性能的細(xì)微差異也可能造成客戶產(chǎn)品合格率或良品率的差別，相同牌號的鋁合金材料，由于客戶的鑄造工藝不同，其產(chǎn)品的合格率或良品率也可能存在差異，這就要求上下游企業(yè)保持緊密的技術(shù)合作，尤其對于汽車等對鑄件產(chǎn)品要求較嚴(yán)的領(lǐng)域，其替換供應(yīng)商需要一定的時間和成本。

鋁合金錠的運輸成本較高，具有一定的供給半徑限制。因此大部分再生鋁企業(yè)會選擇靠近下游客戶的地方選址建廠。近年來，國內(nèi)領(lǐng)先的再生鋁企業(yè)在新廠布局時更加注重與下游零件鑄造企業(yè)緊密合作，鋁液直供的供料模式被逐漸采用，一方面就近配套降低成本，另一方面確立更加長期穩(wěn)定的供應(yīng)關(guān)系，形成利益共同體。