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美国铝业公司连续铸轧生产铝汽车板专利分析
摘要
汽车车身铝板对加工工艺、精度和性能要求较高,目前国内汽车铝车身板材供应商主要来自美国Alcoa、美国Novelis、加拿大Alcan和德国Hydro 等。国内企业发展进度较为缓慢,铝汽车车身铝板产量不大,主要瓶颈在成本、技术与材料。国内主要的生产企业包括南山铝业、忠旺集团、明泰铝业、中孚实力、南南铝业、西南铝业、同人铝业等。2015 年美国铝业公司正式推出了Micromill 技术,主要特点是短流程低成本生产高性能铝合金板材,其中的关键技术为高速铸轧技术。根据美铝公开的有限资料显示,高速铸轧为水平式双辊铸轧,解决了传统铸轧技术的中心偏析问题和生产速度受限的问题。全球铝合金连续铸轧专利技术研发呈明显上升趋势,主要的专利技术集中在日本、美国等国家和地区,主要研发企业包括日铝全综、日本轻金属、美国铝业公司、加拿大铝业、诺贝丽斯等,主要技术方向分布在连铸连轧方法、相关铝合金连铸连轧设备与工艺、冷/热处理工艺三个主要技术方向,涉及到的铝合金类型包括铝硅合金、铝镁合金、铝锌合金、铝铜合金等。美国铝业目前拥有的相关专利,有些是自主研发的,有些是通过购买获得的。因此,从技术发明的角度看,美国铝业并不是该领域技术的绝对垄断者,未来值得关注或合作的对象还有德国海德鲁、诺贝丽斯、爱励国际、肯联铝业、日本轻金属株式会社、神户钢铁等公司。国内涉及到连续铸轧生产汽车用铝合金板的专利技术主要由美国、日本和中国的企业申请,其中美国铝业公司占了近一半,主要的技术方向涉及到连续铸轧、冲压、热处理、板材、材料改良等,主要的应用方向为汽车用铝合金板。美国铝业公司在中国一共申请了12件与连续铸轧生产汽车用铝合金板相关的专利技术,其中有3 件处于有效期,4 件处于审查期,5 件已经失效。但处于有效期和审查期的几件专利涉及到连续铸轧工艺(包括连续铸造、热轧、退火、热处理、在线淬火等)、连续铸轧设备和方法、材料改良(如改良6XXX、7XXX、镁锌-铝合金等),均属于核心专利。美国铝业公司在全球一共申请了20 件涉及到连续铸轧生产汽车用铝板的专利,重点保护区域包括世专局、美国、欧专局、澳大利亚、中国、日本、韩国等,另外在墨西哥、巴西、加拿大、德国、西班牙、俄罗斯也有一定的保护力度。美国铝业公司连续铸轧生产汽车用铝板专利首次申请专利技术保护大部分集中在世界专利组织、欧洲专利局、美国市场,其次是澳大利亚、加拿大和中国市场,近年来尤其重视中国市场。美国铝业公司连续铸轧生产汽车铝合金板专利主要技术点分布在连续铸造、热处理、铝合金制造、有色金属及化合物的铸造、金属连铸连轧、机动车上部结构、轧辊的形状与结构等7 个方面。根据相关专利信息,美国铝业公司有7 条连续铸轧生产铝合金专利技术通过专利受让的途径获得。美铝公司从上世纪90 年代初开始研发连续铸轧生产铝板技术,材料采用成熟的1-8 系铝合金(不包括4 系),应用也不涉及到汽车结构件。从本世纪初开始,美国铝业公司研发方向趋向更快速、更经济生产铝合金板。从2013 年开始,美铝公司对常规铝合金进行改性,对多种合金成分进行调整,增加了产品强度、成形性、耐腐蚀性、减少了表面缺陷等,应用范围也大幅增加,铝合金汽车板技术也趋向成熟。分析美国铝业公司连续铸轧生产汽车板专利技术,主要的难点包括材料、工艺生产过程(包括热处理)、设备三个方面。其中在材料方面,美国铝业公司通过连续铸轧生产汽车板采用的材料已经不是普通意义上的铝合金,而是将相关的铝合金进行了改性,对主要的合金成分(包括硅、镁、铜、锰、钛、锌、铬等)进行了调整,使其更适应现代材料的使用要求。在优化工艺方面,美国铝业公司通过在生产过程中改变微观结构改进材料的成形性、强度和耐腐蚀性,消除金属薄板上存在的表面缺陷及皮下表面缺陷。对酒钢公司来说,汽车车身用铝合金板生产值得作为一个产品方向关注,至于生产技术,可以考虑以引进成熟技术或者合作建立生产线等“短平快”方式为主;同时,继续加强相关专利技术的跟踪,做好下一代技术的研发布局,为相关新产品生产做好持续的技术保障。建议酒钢与国内相关企业及研究院所加强合作,针对未来相关产业发展对高性能铝合金产品的需求,合作研制高附加值产品,在相关技术领域逐步形成知识产权战略优势布局。建议酒钢高度关注新能源产业发展态势及新能源汽车行业发展动向,加强相关关键技术突破,为相关产品研制及新市场开拓提供强有力的技术支撑。
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