汽車行業(yè)壓鑄一體化產(chǎn)業(yè)鏈專題報(bào)告新能源滲透帶動輕量化提升提高續(xù)航里程，輕量化大有可為汽車輕量化是在滿足汽車使用要求、安全性和成本控制的條件下，將結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)技術(shù)與多種輕量化材料、輕量化制造技術(shù)集成應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品減重。1）汽車輕量化并非新興概念，國外優(yōu)秀的整車廠很早就已開啟汽車輕量化進(jìn)程。根據(jù)中國汽車輕量化調(diào)查，在1990-2010年間，受歐美各國法規(guī)政策影響，歐美汽車企業(yè)制造的產(chǎn)品重量就已減輕了20%-26%。2）中國有清晰的汽車輕量化發(fā)展規(guī)劃，根據(jù)2020年由中國汽車工程學(xué)會發(fā)布的節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0，預(yù)計(jì)中國2025年純電乘用車整車輕量化系數(shù)降低15%，2035年純電乘用車整車輕量化系數(shù)降低35%。隨著新能源汽車行業(yè)的快速發(fā)展，汽車輕量化凸顯出以下三個優(yōu)點(diǎn)。1）輕量化可提升新能源汽車的續(xù)航里程。目前續(xù)航里程是新能源汽車進(jìn)一步發(fā)展的主要瓶頸，在電池能力提升逐漸達(dá)到極限的情況下，輕量化是解決該問題的另一手段。根據(jù)TheAluminumAssociation的研究，電動汽車減重10%和15%可分別減少6.3%和9.5%的電能消耗。根據(jù)比亞迪的研究，約有70%的能耗用在車身質(zhì)量上，整車質(zhì)量每減輕100kg，每百公里電耗大約降低0.5~1kW·h。根據(jù)DRIVEALUMINUM的研究，在電動汽車中使用鋁材可以將車輛的行駛里程增加與減輕重量大致相同的比例（如將重量減少20%可使車輛在同等電量下多行駛20%的距離）。2）輕量化可提高新能源汽車加速性、制動性、操穩(wěn)性等諸多車輛性能，并進(jìn)而提升汽車使用壽命。一方面，減輕車重可以減少汽車輪胎和制動系統(tǒng)承受的壓力，進(jìn)而延長這些零部件的使用壽命，根據(jù)中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，純電動汽車每減重100kg，續(xù)航里程可提高6%-11%的同時，日常損耗成本可降低20%。另一方面，減輕車重可以提高汽車行駛性能，有效降低剎車距離，使得轉(zhuǎn)向和過彎的過程中更加靈活，同時在受沖擊時鋁合金等輕量化材料能吸收分散更多的能量，因此輕量化可提升汽車的舒適性和安全性。3）輕量化可在一定程度上降低整車制造成本。行駛同樣里程，車身越輕所需電池越少，根據(jù)DRIVEALUMINUM的研究，電動車采用全鋁制車身結(jié)構(gòu)后，每輛車可最多因此節(jié)省3000美元。材料、設(shè)計(jì)、工藝是輕量化三種途徑汽車輕量化主要通過輕量化材料、輕量化設(shè)計(jì)和輕量化工藝三種途徑實(shí)現(xiàn)。輕量化材料主要包括高強(qiáng)度鋼、鋁合金、鎂合金、碳纖維等，其中鋁合金材料由于可回收、易成型、性價(jià)比高等等特點(diǎn)成為目前最有應(yīng)用前景的輕量化材料。理論上鋁制汽車可以比鋼制汽車減輕重量達(dá)30%-40%，其中鋁質(zhì)發(fā)動機(jī)可減重30%，鋁散熱器比銅的輕20%-40%，全鋁車身比鋼材減重40%以上，汽車鋁輪轂可減重30%。鎂合金有更好的減重和減震效果，但由于強(qiáng)度相對較低且耐腐蝕性差等缺點(diǎn)，目前未在汽車上廣泛使用。未來十年內(nèi)汽車的各個主要部件用鋁滲透率都將明顯提高。根據(jù)DuckerWorldwide的預(yù)測，鋁制引擎蓋的滲透率會從2015年的48%提升到2025年的85%，鋁制車門滲透率會從2015年的6%提升到2025年的46%。具體反映在平均單車用鋁量上，1980年北美地區(qū)每輛車平均用鋁量為54kg，到2010年增長到154kg，預(yù)計(jì)到2025年每輛車的平均用鋁量將會達(dá)到接近325kg。根據(jù)工信部委托、中國汽車工程學(xué)會牽頭、500位專家歷時一年完成的大型聯(lián)合研究項(xiàng)目——節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖，單車用鋁的具體的目標(biāo)是：2020年190kg；2025年達(dá)到250kg；2030年達(dá)到350kg。以特斯拉為例。車身方面，定位高端的ModelS/X使用全鋁車身，相比傳統(tǒng)的鋼材質(zhì)車身，ModelS/X大幅地降低了重量，可以保證足夠的續(xù)航能力。全鋁車身減重效果明顯，但是成本十分高昂，不單單是材料采購成本高，在汽車制造環(huán)節(jié)也更復(fù)雜，且全鋁車身后期的維修成本也更高。Model3作為定位中端的車型，為平衡成本和重量，放棄了全鋁車身，選擇鋁合金、低碳鋼、高強(qiáng)度鋼和超高強(qiáng)度鋼的混合方案。Model3鋁合金材質(zhì)更多集中在尾部，來平衡前后重量分布，而在車身縱梁、A柱、B柱、車頂縱梁以及底板梁等位置使用超高強(qiáng)度鋼，目的是保障車身主體框架的強(qiáng)度，提升車輛被動安全性。從輕量化工藝角度，汽車上常用的鋁合金分為鑄造鋁合金和變形鋁合金。鑄造鋁合金在汽車上應(yīng)用最多，如動力系統(tǒng)中殼體類的發(fā)動機(jī)缸體、缸蓋等；底盤系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向器殼體、減速器差速器殼體、副車架、控制臂、車輪輪轂等。采用鍛造工藝生產(chǎn)的零件主要為力學(xué)性能要求較高的零件，例如車輪、底盤懸架系統(tǒng)控制臂、轉(zhuǎn)向節(jié)、空調(diào)壓縮機(jī)渦旋盤等。隨著對強(qiáng)度和硬度的追求提升，其鑄造工藝也在持續(xù)改進(jìn)，形成了多種工藝。按照難度從易到難分類，分別為重力鑄造、高壓鑄造、低壓鑄造、差壓鑄造、真空壓鑄、半固態(tài)壓鑄和擠壓壓鑄。其中重力鑄造是最原始的鑄造工藝，成本低廉，但產(chǎn)品強(qiáng)度差，高壓鑄造是最常見的鑄造工藝，相對于重力鑄造其產(chǎn)品致密性得到提高，但容易產(chǎn)生氣孔。低壓和差壓屬于同一類，但差壓在低壓的基礎(chǔ)上結(jié)合了結(jié)晶成型，產(chǎn)品強(qiáng)度相比低壓更高。為解決壓鑄件內(nèi)部存在的氣孔和縮孔問題，能夠生產(chǎn)出高強(qiáng)度、高密性、可焊接可熱處理、可扭曲等各種高要求的壓鑄件，真空壓鑄、半固態(tài)壓鑄和擠壓壓鑄是在普通壓鑄的基礎(chǔ)上形成的新技術(shù)，對技術(shù)、設(shè)備提出了更高要求。一體壓鑄改變行業(yè)生態(tài)，成為輕量化重大增量降本增效，一體壓鑄有望成為制造主流新能源車因車身結(jié)構(gòu)差異，用鋁量有顯著提升。根據(jù)DuckerFrontier研究，新能源車單車鋁合金使用量比傳統(tǒng)燃油車多41.6%。其中由于減少了燃油車用發(fā)動機(jī)、傳動系統(tǒng)以及其他看不見，使燃油車用鋁量分別減少了24.0%、18.9%和2.2%。而純電動車因動力系統(tǒng)和車身結(jié)構(gòu)件鋁合金用量更多，動力傳動系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)件及其他零部件分別使單車用鋁量提高了10.3%、48.7%、2.3%。全鋁車身具有出色的的輕量化表現(xiàn)，但過去受限于成本與技術(shù)未能廣泛推廣應(yīng)用。早在1994年奧迪A8就采用全鋁車身進(jìn)行輕量化改進(jìn)，全鋁車身可降低車身重量實(shí)現(xiàn)油耗和排放大幅降低的同時，相較傳統(tǒng)車身具有更高安全性和可操作性。但受限于技術(shù)與成本，全鋁車身尚未成為目前車身主流。一體壓鑄是輕量化材料、工藝和設(shè)計(jì)的有機(jī)結(jié)合，可有效降低全鋁車身生產(chǎn)成本提升生產(chǎn)效率。一體壓鑄是指將車身一體化鑄造，相較于傳統(tǒng)全鋁車身生產(chǎn)具有以下幾個好處：1）產(chǎn)品性能更好，且生產(chǎn)材料回收率高。一體壓鑄基礎(chǔ)工藝是高壓鑄造，可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的少切削、無切削,可避免沖壓生產(chǎn)的回彈情況，且廢料可以直接融化，材料的回收利用率較高。同時，相比傳統(tǒng)的鑄造技術(shù),鑄件性能有所提高的同時，壓鑄生產(chǎn)的原輔料消耗、能源消耗都有所降低。2）模塊化生產(chǎn)減少零部件數(shù)量，顯著減少焊接工藝部件，解決鋁合金連接技術(shù)要求高的問題并實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步減重。采用鋁合金壓鑄件設(shè)計(jì)方案可實(shí)現(xiàn)高度模塊化集成設(shè)計(jì)，有效減少零部件數(shù)量，2011款A(yù)udiA6的前減震器塔使用鋁合金高真空壓鑄件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)10個沖壓件集成為1個鑄件，且實(shí)現(xiàn)單車10.9kg的減重。根據(jù)2020年特斯拉電池日公布數(shù)據(jù)，采用了一體壓鑄后車底的ModelY相較Model3整塊后車底縮減79個零部件，焊點(diǎn)大約由700-800個減少到50個，下車底重量降低30%。特斯拉的下一代車身底盤設(shè)計(jì)方案計(jì)劃將電池盒整合進(jìn)汽車底盤，用2-3個大型壓鑄件替換由370個零件組成的整個下車體總成，并將10%的重量，由此可增加14%的續(xù)航里程。3）精簡生產(chǎn)流程，提高生產(chǎn)效率。ModelY相較Model3，減少了300臺工業(yè)機(jī)器人，簡化生產(chǎn)和質(zhì)檢流程。4）基于以上優(yōu)點(diǎn)，一體壓鑄可以降低生產(chǎn)成本。特斯拉

ModelY采用一體壓鑄后制造成本下降了40%。特斯拉下一代車身底盤設(shè)計(jì)方案可進(jìn)一步降低7%的制造成本。技術(shù)持續(xù)進(jìn)化，一體壓鑄產(chǎn)品有望持續(xù)延展目前鋁合金鑄件在全鋁車身上使用較為廣泛且下車體上應(yīng)用較多，未來上車體應(yīng)用鑄件的車型有望逐步增多。參考相關(guān)文獻(xiàn)及近十年ECB會議發(fā)布車型信息，統(tǒng)計(jì)了行業(yè)內(nèi)主流車型鋁合金鑄件的應(yīng)用情況，1）整體而言，鋁合金鑄件已經(jīng)成為復(fù)合材料車身、全鋁車身、鋼鋁混合車身的必備部件，甚至已在部分高端的鋼制車身應(yīng)用；2）鋁合金鑄件主要應(yīng)用在下車體上，最為典型的部件為前減震器塔、后減震器塔和后縱梁；上車體應(yīng)用鑄件的車型逐步增多，典型部件為A柱模塊以及A/C/D柱上接頭等件。隨著壓鑄機(jī)噸位升級已經(jīng)特斯拉帶來的示范效應(yīng)，國外企業(yè)也積極探索車身一體壓鑄的可能性。1）底盤：根據(jù)2020年特斯拉電池日信息，特斯拉將在2024年前實(shí)現(xiàn)下一代車身底盤設(shè)計(jì)方案。斯拉將用2-3個大型壓鑄件替換由370個零件組成的整個下車體總成，最終白車身的下車體僅由三個零件組成——前下車體、中下車體（也是電池包）、后下車體。其中下車體設(shè)計(jì)采用結(jié)構(gòu)化電池組（structuralbattery）的方案，即由底盤提供保護(hù)功能，充當(dāng)電池盒的角色，電池直接內(nèi)置在底盤結(jié)構(gòu)中。結(jié)構(gòu)化電池組的設(shè)計(jì)可以更密集的包裝電芯并將電池移近汽車的質(zhì)心，提高電池效率、整體結(jié)構(gòu)的安全性以及汽車靈活性。2）副車架：2021年6月，壓鑄企業(yè)漢特曼（Handtmann）研制出大型一體化壓鑄后副車架集成了更多的性能并降低了生產(chǎn)成本。3）電池盒：除了特斯拉將電池盒整合到徹底外，寶馬、大眾、本田等整車廠都有采用壓鑄的鋁合金下殼體，但多為混動車所用，體積較小。2021年6月，壓鑄企業(yè)喬治費(fèi)舍爾（GFCastingSolutions）與雷諾公司一起為雷諾兩款車開發(fā)了一體壓鑄的鋁合金電池外殼。該電池外殼尺寸為1.00x0.55x0.15米，重約15千克，并集成了冷卻電路等功能。在傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝下，電池外殼需要組裝100多個單獨(dú)的部件，如框架、型材或連接點(diǎn)等，GF的一體式壓鑄電池殼體將其整合為一個整體，并減少了裝配步驟，避免了焊接和銑削等勞動密集型的連接和后工序。3）電機(jī)電驅(qū)殼體：電驅(qū)動系統(tǒng)集成化發(fā)展已有時日，目前三合一電驅(qū)總成成為整車廠選配的主流方案，且逐漸整合更多功能，如比亞迪八合一、華為DriveOne七合一、上汽變速器&威邁斯七合一電驅(qū)動等。目前電機(jī)殼體主要使用壓鑄工藝，隨著電驅(qū)高度集成化發(fā)展，一體集成式電機(jī)殼體體積也越來越大，因此預(yù)期未來電機(jī)殼體所使用壓鑄件體積也將越來越大。結(jié)合目前鋁鑄件使用情況，預(yù)期未來隨著壓鑄機(jī)噸位的提升以及鋁合金性能的提升，車企可以通過一體壓鑄生產(chǎn)更大的鑄件。根據(jù)特斯拉“一體鑄造”技術(shù)專利推測，未來特斯拉有可能會將車身底盤分為前車身、中間車身和左右側(cè)圍、后車身和底板幾個大型部件一體壓鑄。1）一體壓鑄前車身可整合前縱梁、前隔板、前減震器塔、前保險(xiǎn)杠等構(gòu)件；2）一體壓鑄中間車身和側(cè)圍可整合立柱、門檻板、地板、車頂?shù)葮?gòu)件；3）一體壓鑄后車身和底板可整合行李箱、后蓋板、后側(cè)板、后保險(xiǎn)杠、后縱梁、后減震器塔等構(gòu)件。一體壓鑄助力市場擴(kuò)容，輕量化需求處于爆發(fā)期電動車快速應(yīng)用，一體壓鑄市場有望超百億目前對于市場空間測算，主要有以下四個假設(shè)：1）單車鋁合金一體壓鑄件使用量和鋁合金價(jià)格參考目前研發(fā)進(jìn)展，未來一體壓鑄工藝除應(yīng)用于后車底外，還將應(yīng)用于電池盒、副車架、電機(jī)殼體等部件，根據(jù)前述部分重量計(jì)算，預(yù)計(jì)2025年新能源車一體壓鑄工藝部件重量可達(dá)100KG。根據(jù)DuckerFrontier研究，純電動車因動力系統(tǒng)和車身結(jié)構(gòu)件鋁合金用量更多，新能源

車單車鋁合金使用量比傳統(tǒng)燃油車多41.6%，且無電機(jī)、電池盒等部件需要，假設(shè)2025年傳統(tǒng)燃油車一體壓鑄工藝部件重量約為70kg。2）使用一體壓鑄工藝的乘用車銷量國內(nèi)新能源乘用車和傳統(tǒng)燃油車銷量和輕量化部分預(yù)測保持一致。根據(jù)目前有公布采用一體壓鑄工藝的國內(nèi)整車廠（特斯拉、蔚來、小鵬、高合、小康汽車（僅考慮賽力斯））2021年銷量約占國內(nèi)新能源乘用車銷量的22%，假設(shè)上述整車廠2025年所有車型標(biāo)配一體壓鑄工藝，加之可能有其他整車廠后續(xù)也采用一體壓鑄工藝，假設(shè)2025年使用一體壓鑄工藝的純電動車占比達(dá)30%。因目前國內(nèi)尚無傳統(tǒng)燃油車品牌宣布入局一體壓鑄，考慮到車型設(shè)計(jì)時間，假設(shè)2025年有5%的傳統(tǒng)燃油車采用一體壓鑄工藝。底盤、電池盒、電驅(qū)殼體放量,電動車輕量化整體空間有望達(dá)到1000億以上除一體壓鑄外，新能源尤其純電動汽車的結(jié)構(gòu)升級推動輕量化單車價(jià)值提升，如底盤、電驅(qū)殼體等均形成較大的單車價(jià)值量，疊加需求快速提升，純電動乘用車輕量化市場空間快速擴(kuò)容。底盤：新能源汽車底盤與傳統(tǒng)底盤對比來看，取消原有的傳動軸、輸油管等部件，增加了電池盒。純電動汽車省卻了發(fā)動機(jī)后，動力傳動系統(tǒng)大幅優(yōu)化。傳統(tǒng)汽車一般采用發(fā)動機(jī)前置、同時驅(qū)動后置的構(gòu)架，不可避免需要傳動機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)動力的傳輸。純電動汽車采用電機(jī)驅(qū)動，電機(jī)的放置可以根據(jù)車型靈活調(diào)整，從而省去了傳動機(jī)構(gòu)。另一方面，純電動汽車電池包未來將主要放置在汽車底盤部分，所以需要電池盒進(jìn)行加固和保護(hù)。電驅(qū)殼體：純電動汽車采用電機(jī)驅(qū)動，電驅(qū)殼體是新能源輕量化中的重要增量部分。電驅(qū)殼料主要有鐵質(zhì)和鋁質(zhì)兩種，也有少部分電機(jī)殼采用銅質(zhì)的。鋁合金電驅(qū)殼體相比鐵銅材料的優(yōu)勢在于重量輕，導(dǎo)熱性能好，可塑性強(qiáng)，可壓鑄可擠壓，延伸率、穩(wěn)定性、隔音性更高。隨著電驅(qū)動系統(tǒng)集成化發(fā)展，電驅(qū)殼體由“分體式殼體”向“集成式殼體”

再向“一體集成式殼體”，殼體中連接件數(shù)量逐漸減少，單車價(jià)值預(yù)計(jì)在1500元左右。基于以上分析，我們通過純電動乘用車銷量、單車用鋁量等假設(shè)，計(jì)算出純電動乘用車國內(nèi)輕量化市場空間：

核心假設(shè)：1）2021年中國新能源乘用車銷量為332萬輛，其中純電動乘用車銷量271萬輛，純電動車銷量占比82%。根據(jù)三部委印發(fā)的汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃，合理假設(shè)2025年中國新能源乘用車滲透率達(dá)53%，銷量達(dá)到1353萬輛，其中純電動乘用車銷量719萬輛，純電動車銷量占比53%。2）2025年鋁合金使用量：全鋁車身可比全鋼車身減重40%，由此測算可得鋁合金滲透率每提升2.5%，車身可減重1%。根據(jù)Dackfrontier統(tǒng)計(jì)，2020年北美汽車單車平均用鋁量為208kg，其中電動汽車單車用鋁量為292kg，非電動汽車單車用鋁量為206kg。而根據(jù)數(shù)據(jù)測算，2017年中國平均單車用鋁量為156.2kg，根據(jù)節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖設(shè)定中國2020年、2025年、2030年的單車用鋁量達(dá)到190kg、250kg、350kg。結(jié)合兩方面信息表明，中國汽車鋁代鋼的進(jìn)程落后北美約5年進(jìn)度，假設(shè)2021年中國純電單車鋁合金使用量180kg，2025年純電鋁合金使用量205kg。3）鋁合金價(jià)格：鋁合金價(jià)格假設(shè)同一體壓鑄市場空間測算保持一致。4）2021年鋁合金使用量：根據(jù)對目前國內(nèi)主要新能源車型底盤和車身材質(zhì)梳理測算，2021年電動車鋁合金轉(zhuǎn)向節(jié)、控制臂、副車架的滲透率分別約為47%、41%、13%（考慮到部分車型是部分采用鋁合金副車架，對應(yīng)銷量除以一半），鋁合金電池盒滲透率100%。由此測算出，2021年單車鋁合金價(jià)值約為9419元。新材料應(yīng)運(yùn)而生，免熱合金&模具鋼脫穎而出免熱處理合金：為一體壓鑄而生，批產(chǎn)空間釋放從上游材料環(huán)節(jié)來看，大型零部件壓鑄一體化工藝的橫空出世，帶動原料免熱處理鋁合金和高端模具鋼等核心新材料亦進(jìn)入產(chǎn)業(yè)鏈布局關(guān)注重點(diǎn)。為何非免熱處理合金不可？傳統(tǒng)鑄造鋁合金的生產(chǎn)工藝中，需要經(jīng)過熱處理和機(jī)械矯直兩個必要的生產(chǎn)步驟。熱處理能提升鑄件的機(jī)械性能、耐腐蝕性能、穩(wěn)定尺寸，使鑄件在強(qiáng)度、韌性、耐腐蝕等屬性達(dá)到車身結(jié)構(gòu)件的要求。經(jīng)過熱處理后，鑄件還需經(jīng)過機(jī)械矯直恢復(fù)原始的幾何形狀，進(jìn)一步的穩(wěn)定尺寸。值得說明的是，熱處理也會引發(fā)鑄件彎曲變形和表面缺陷的問題，由此限制了傳統(tǒng)鑄造鋁合金在尺寸更大、形狀更復(fù)雜、彎曲程度更高的汽車結(jié)構(gòu)件上的應(yīng)用。壓鑄一體化工藝重點(diǎn)在于零部件大型化、尺寸表面精細(xì)化、一體化高效，而傳統(tǒng)鑄造鋁合金的熱處理工藝受限于零部件小型化、尺寸表面不穩(wěn)定化、分散化組裝，因此催生出成分和工藝創(chuàng)新的免熱處理壓鑄鋁合金應(yīng)運(yùn)而生。免熱合金通過對主成分元素的控制、對合金成分元素的控制、對恒量元素的控制、對有害元素的控制，以及對整個生產(chǎn)流程精準(zhǔn)的控制，實(shí)現(xiàn)了在不需要經(jīng)過熱處理工藝下達(dá)到和傳統(tǒng)鑄造鋁合金相當(dāng)甚至更優(yōu)的機(jī)械性能，具有優(yōu)越的鑄造性能和充型能力，良好的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和韌性的同時還具有結(jié)構(gòu)集成化、易加工成型和性能穩(wěn)定性良好的優(yōu)點(diǎn)。由于免熱處理合金無需經(jīng)過熱處理流程，節(jié)省了傳統(tǒng)流程中消耗的大量的能量、精力和時間，因此，下游壓鑄上，免熱處理合金能夠降本增效，使車身更輕、更安全。1）傳統(tǒng)鑄造鋁合金壓鑄成零件后，需要經(jīng)過焊接、鉚接組裝成車身件；免熱處理合金將零件一次壓鑄成型，縮短了工藝流程，從焊接幾小時改善為壓鑄幾分鐘，精簡連接工序、降本增效。2）傳統(tǒng)鑄造鋁合金結(jié)構(gòu)件連接點(diǎn)多，車身重量大；一體化壓鑄減少了連接材料的重量，滿足汽車“輕量化”需求，提升新能源汽車節(jié)能減排和續(xù)航能力。3）傳統(tǒng)鑄造鋁合金結(jié)構(gòu)件在連接點(diǎn)處存在安全隱患，焊接、鉚接過程容易引發(fā)合金變形，使結(jié)構(gòu)件疲勞性能不穩(wěn)定；一體化壓鑄從整體提升結(jié)構(gòu)件的強(qiáng)度和韌性，比拼接的結(jié)構(gòu)件更安全。哪些輕量化合金存在一體壓鑄潛力？除鋁合金外，當(dāng)前最有可能應(yīng)用于一體化壓鑄的材料是鎂合金。從產(chǎn)品性能上看，鎂合金密度比鋁合金更小，減震性能比鋁合金優(yōu)異；鎂合金壓鑄件可以比鋁合金生產(chǎn)的更薄，在壓鑄效率、加工性能上更有優(yōu)勢；最重要的是，鎂合金具有高流動性、尺寸穩(wěn)定性，非常有利于一體化壓鑄上的應(yīng)用。相比鋁合金，目前鎂合金在車身件上的應(yīng)用更有限，單車用鎂僅10kg左右。鎂合金存在的上述問題正在逐步解決。1）針對易腐蝕的問題，主要采用電鍍涂層的方法，在鎂合金表面增加一層保護(hù)層；2）針對六氟化硫的處置問題，主要通過開發(fā)六氟化硫有效回收循環(huán)利用的技術(shù)；3）針對鎂合金材料機(jī)械性能不足的問題，主要通過在合金成分中加入稀土元素以及采取創(chuàng)新的鑄造加工技術(shù)提高強(qiáng)度和韌性；4）針對標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)不完善的問題，鎂合金生產(chǎn)企業(yè)正廣泛和主機(jī)廠、壓鑄廠形成產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，推廣鎂合金在中國車身結(jié)構(gòu)件的應(yīng)用。目前鎂合金的成本相對鋁合金較高，但隨著材料技術(shù)工業(yè)的發(fā)展與突破，冶煉工藝的不斷提高，成本會逐漸下降。未來倘若鎂合金缺陷和成本等痛點(diǎn)逐步解決，有望成為下一代壓鑄一體化產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的重要材料。模具鋼：壓鑄關(guān)鍵耗材，靜待國產(chǎn)替代作為有“工業(yè)之母”之稱的模具鋼，其質(zhì)量直接影響著制造業(yè)加工工藝的質(zhì)量、產(chǎn)品的精度以及生產(chǎn)成本。隨著下游整體升級以及裝備技術(shù)的提升，對模具材料的質(zhì)量以及規(guī)格的定制化需求更為突出。壓鑄模反復(fù)與熾熱金屬接觸，要求壓鑄模具材料具有良好的可鍛性、切削性、耐磨性和耐蝕性，在高溫下具有較高的紅硬性、高溫強(qiáng)度、抗回火穩(wěn)定性和沖擊韌度。具體來說，壓鑄模具對模具的性能要求主要為：1）壓鑄模具應(yīng)具備良好的熱疲勞抗力。壓鑄模具表面反復(fù)受到高溫加熱與冷卻，不斷膨脹、收縮，產(chǎn)生交變熱應(yīng)力，此應(yīng)力超過模具材料的彈性極限時，就發(fā)生反復(fù)的塑性變形，引起熱疲勞。同時模具表面長時間受到熔融金屬的腐蝕與氧化，也會逐漸產(chǎn)生微細(xì)裂紋出現(xiàn)早期龜裂，大多數(shù)情況下，熱疲勞是決定壓鑄模具壽命的最重要因素。2）壓鑄模用鋼在高溫下應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、硬度、韌性、塑性及耐熱性能。鋁合金壓鑄模具受到熔融金屬注入時的高溫、高壓和熱應(yīng)力作用，容易發(fā)生變形，甚至開裂，因此，模具鋼在工作溫度下應(yīng)具有足夠的高溫強(qiáng)度與韌度，以及較高的硬度和耐熱性能。3）壓鑄模具應(yīng)具備良好的抗熔融金屬的損傷性。隨著一體化壓鑄時代的到來，對壓鑄機(jī)的要求也逐漸轉(zhuǎn)向大型化，壓鑄壓力也在增大，已從低壓的20-30MPa，提高到高壓150-500MPa。高溫高壓澆鑄可產(chǎn)生明顯的熔融損傷，因此，模具材料必須具有較大的高溫強(qiáng)度、較小的對熔融金屬的親和力，要求模具表面粗糙度小，并附有適當(dāng)?shù)难趸?、氮化層等保護(hù)層，且不存在脫碳層。模具鋼優(yōu)質(zhì)的性能使其成為一體壓鑄產(chǎn)業(yè)中不可或缺的材料，目前較為主流模具鋼為H13型（熱作模具鋼）和Cr12MoV型（冷作模具鋼）。模具鋼下游行業(yè)具體應(yīng)用在國際市場中首當(dāng)其沖的是汽車制造，汽車行業(yè)是模具鋼原料消費(fèi)的第一大行業(yè)，90%以上零件都由模具成型，同時使用熱作、冷作及塑料模具鋼。此外，家電生產(chǎn)也需大量塑料模具和冷沖模具，特別是大型塑料模具和冷沖模具。而電子通訊行業(yè)60%-80%的零部件都要依靠模具成型，這意味著電腦、手機(jī)、電子設(shè)備等都需要大量的模具，精密沖壓模具和精密塑料模具約占電子通訊市場的20%左右。同時，房地產(chǎn)業(yè)中大量建筑塑料型材，塑料門窗、PVC水管等都依賴大中型模具材料，以塑料和鋁合金擠壓模為主。目前，中國高端產(chǎn)品對進(jìn)口模具鋼的依賴仍然較大，中國模具鋼每年的凈進(jìn)口總量約10萬噸，其中精品模具鋼占據(jù)了國內(nèi)模具鋼高端市場份額的60%。進(jìn)口來源主要有日本大同、日立、德國SchmiedewerkeGr?ditzGmbH（葛利茲鋼廠）、瑞典ASSABGroup（一勝百集團(tuán)）、美國芬可樂等。進(jìn)口模具鋼價(jià)格要比國內(nèi)同類產(chǎn)品高出3-6倍，但高端產(chǎn)品對進(jìn)口模具鋼的依賴仍然較大，原因是國外模具鋼的品質(zhì)主要體現(xiàn)在純凈、均勻、組織細(xì)小、尺寸精確。產(chǎn)業(yè)鏈存在哪些投資機(jī)會？應(yīng)用環(huán)節(jié)：市場大幅擴(kuò)容，輕量化零部件迎來快速增長相比于傳統(tǒng)產(chǎn)品，一體壓鑄產(chǎn)品具有高性能、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低等優(yōu)勢，因此未來一體壓鑄市場有望快速擴(kuò)容。預(yù)計(jì)2025年國內(nèi)一體壓鑄件市場規(guī)模有望達(dá)到128.6億元，2021-2025年CAGR約為183.7%。鋁合金普通壓鑄、鍛造、擠壓等在車身、底盤、電池盒等仍有廣泛應(yīng)用，預(yù)計(jì)2025年純電動乘用車輕量化相關(guān)產(chǎn)品的市場空間將達(dá)到1078億元，2021-2025年CAGR約為43.3%。長期來看，一體壓鑄零部件仍將主要由Tier1供應(yīng)，且有以下三點(diǎn)優(yōu)勢的企業(yè)具有一定競爭優(yōu)勢。1）快速的產(chǎn)能投放速度；2）具有一定壓鑄先發(fā)優(yōu)勢；3）較強(qiáng)的營運(yùn)能力，包括較好的內(nèi)部管理和供應(yīng)鏈管理等。拓普集團(tuán)：布局壓鑄業(yè)務(wù)，蓄勢待發(fā)拓普已具備了輕合金領(lǐng)域六大工藝能力，可完全覆蓋底盤部件及車身部件，提供一站式輕量化解決方案。拓普已量產(chǎn)的產(chǎn)品類型涵蓋底盤系統(tǒng)、動力總成結(jié)構(gòu)件、電池包結(jié)構(gòu)件、車身結(jié)構(gòu)件以及熱管理閥板等。根據(jù)不同的工藝，產(chǎn)品壁厚設(shè)計(jì)范圍寬，成型后屈服強(qiáng)度能實(shí)現(xiàn)從100MPa到350MPa全覆蓋，延伸率從2%到12%全覆蓋。基于以上布局，拓普可為客戶提供定制化服務(wù)，針對客戶產(chǎn)品使用場景和性能要求，推薦最適合的輕量化工藝。拓普已根據(jù)7200T壓鑄機(jī)進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)。2021年9月，拓普與力勁集團(tuán)就汽車輕量化、大型汽車結(jié)構(gòu)件一體化成型項(xiàng)目達(dá)成全新戰(zhàn)略合作協(xié)議，在已經(jīng)購置了近100臺力勁壓鑄機(jī)的基礎(chǔ)上，拓普向力勁繼續(xù)訂購21套壓鑄單元，其中包括6臺7200噸、10臺4500噸和5臺2000噸的壓鑄設(shè)備?；?200T真空鑄造設(shè)備，拓普將前沿的鑄造一次成型技術(shù)迅速地應(yīng)用在了一體式后艙輕量化量產(chǎn)零件上。對比傳統(tǒng)的沖壓焊接工藝，一體鑄造將70多個部件整合為1個部件，同時也不再需要焊接工藝，2022年2月，拓普生產(chǎn)的國內(nèi)首個基于7200噸巨型壓鑄機(jī)正向開發(fā)的一體化超大壓鑄車身后艙正式量產(chǎn)下線，結(jié)構(gòu)件長寬分別近1700mm和1500mm，可實(shí)現(xiàn)15%~20%的減重效果。旭升股份：深度綁定特斯拉，新客戶持續(xù)拓展旭升主要從事精密鋁合金零部件的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售，聚焦新能源汽車領(lǐng)域，涵蓋多個汽車核心系統(tǒng)，包括傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、懸掛系統(tǒng)、電池系統(tǒng)等。從工藝角度，旭升同時掌握壓鑄、鍛造、擠壓三大鋁合金成型工藝并均具備量產(chǎn)能力，能夠針對不同客戶需求提供一站式輕量化解決方案。旭升客戶范圍持續(xù)拓寬，營業(yè)收入快速增長，公司前五大客戶占比近年持續(xù)下降，其中

特斯拉營收占比也持續(xù)下降。公司近年客戶持續(xù)開拓，與長城、蔚來、寧德時代等新客戶展開合作。2021年公司前五大客戶貢獻(xiàn)營收20.02億元，占公司營收比重為66.20%，其中特斯拉為公司貢獻(xiàn)營收12.07億元，占公司營收比重為39.93%。愛柯迪：中小鋁壓鑄件龍頭，發(fā)力布局中大件壓鑄業(yè)務(wù)愛柯迪是中小鋁壓鑄件龍頭，定位“新能源汽車+智能駕駛”產(chǎn)品市場，近年汽車用通用中小件市場占有率持續(xù)提升，經(jīng)營優(yōu)勢明顯。受益于新業(yè)務(wù)及新客戶開拓，公司近年?duì)I業(yè)收入穩(wěn)步增長。2021年，公司營收32.1億元，同比增長24.8%，受原材料及海運(yùn)費(fèi)價(jià)格持續(xù)上漲、人民幣升值等因素影響，公司歸母凈利潤3.1億元，同比下降27.2%。愛柯迪發(fā)力布局中大件壓鑄業(yè)務(wù)，擬購入10臺3200T以上噸位壓鑄機(jī)。根據(jù)2021年底愛柯迪智能制造科技產(chǎn)業(yè)園環(huán)評信息顯示，公司擬為該產(chǎn)業(yè)園購入45臺壓鑄機(jī)，其中包括2臺8400T、2臺6100T和4臺4400T和2臺3200T，以及35臺3200T以下噸位壓鑄機(jī)。文燦股份：深耕鋁合金精密鑄件市場，全力布局一體壓鑄業(yè)務(wù)文燦股份深耕鋁合金精密鑄件市場，受益于公司新能源汽車產(chǎn)品放量，近年?duì)I收快速增長。2021年公司營收41.1億元，同比增長58.1%，歸母凈利潤1.0億元，同比增長16.0%。2021年起，文燦股份持續(xù)重點(diǎn)布局一體壓鑄業(yè)務(wù)，目前進(jìn)展順利。1）2021年，與力勁科技集團(tuán)有限公司簽訂了戰(zhàn)略合作協(xié)議，向力勁采購了9臺大型壓鑄機(jī)，包括2臺9000T、兩臺6000T、三臺4500T、一臺3500T、一臺2800T，用于研發(fā)及生產(chǎn)車身結(jié)構(gòu)件、一體化電池盒托盤、電機(jī)殼、變速箱殼體等。截至2022年4月，除一臺9000T壓鑄機(jī)外，其余8臺壓鑄機(jī)已完成安裝調(diào)試，預(yù)計(jì)最后一臺9000T將于今年5月份安裝調(diào)試完畢并在6月份為客戶超大型一體化車身結(jié)構(gòu)件產(chǎn)品試模。2）文燦股份在6000T壓鑄設(shè)備上已于2021年11月18日完