高強(qiáng)、高韌，耐疲勞、防腐蝕。如果有一款轎車用上了這樣性能優(yōu)異、高性價比的鋁合金材料，誰能不為它心動。11月9日，在海南三亞，一場魏橋“鋁途精材-WQAL®”發(fā)布會引發(fā)關(guān)注：以WQAL命名的山東魏橋創(chuàng)業(yè)集團(tuán)自主研發(fā)的兩大類三個系列的6款鋁合金新材料，帶著出色的力學(xué)與服役性能數(shù)據(jù)，驚艷亮相，令業(yè)界矚目。

據(jù)了解，魏橋集團(tuán)這次發(fā)布的WQAL品牌系列鋁合金材料包括WHS、CHF、CHP三個系列產(chǎn)品，分屬于變形鋁合金、鑄造鋁合金和一體壓鑄專用免熱處理材料。它們突破了傳統(tǒng)合金材料在耐腐蝕與抗疲勞性能以及鑄造成形上的極值，將為我國汽車輕量化、鋁加工行業(yè)帶來巨大的改變。

魏橋WQAL品牌系列鋁合金材料究竟強(qiáng)在哪？它將給鋁加工以及汽車、航空航天、船舶行業(yè)帶來怎樣的深刻影響？研發(fā)背后有著怎樣不為人知的故事？在發(fā)布會現(xiàn)場，魏橋輕量化研究院院長張海向記者娓娓道來。

被譽(yù)為革命性的材料，WQAL好在哪

眾所周知，輕量化對于汽車而言意義重大，而鋁合金是最具前途的輕量化材料。一直以來，更高強(qiáng)度與韌性，是鋁合金性能的標(biāo)志。而這一次，魏橋WQAL系列合金的火爆出圈則是源于它突破了傳統(tǒng)車用鋁合金耐腐蝕與抗疲勞性能的極限。

張海告訴記者，魏橋輕量化研發(fā)團(tuán)隊(duì)在解決了材料的強(qiáng)度與韌性的基礎(chǔ)上，另辟蹊徑，鎖定了全新“靶點(diǎn)”—— 材料的服役性能，即材料的疲勞與腐蝕性能。

張海解釋說，對于汽車而言，不僅僅是材料的強(qiáng)度，其服役性能更為重要。當(dāng)材料強(qiáng)度提高后，可以減薄部件的厚度，但是由于汽車服役環(huán)境復(fù)雜，一旦厚度降低后部件將會增加部件斷裂的風(fēng)險，因此，提高材料的抗疲勞與耐腐蝕性能，就顯得尤為重要。

“這次發(fā)布的WQAL WHS 340、370、400高強(qiáng)耐腐蝕新型鋁合金的材料的耐腐蝕性能，相對于其他高性能鋁合金而言，提高了一倍，因此，我們對車體可以充分地進(jìn)行臂厚的減小和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)更高的減重效果。也就是說，我們的材料用在汽車上與現(xiàn)有鋁合金比較，可實(shí)現(xiàn)20%的減重，真正實(shí)現(xiàn)由‘以鋁代鋼’到‘以鋁代鋁’的跨越。”張海告訴記者。

WHS系列一枝獨(dú)秀，而CHF系列鑄造鋁合金的數(shù)據(jù)“天花板”，更是突破了鑄造鋁合金疲勞強(qiáng)度的極限。

“CHF系列鑄造鋁合金被稱為革命性的材料。之所以稱為革命性，主要是CHF系列鑄造鋁合金突破了鑄造鋁合金疲勞強(qiáng)度的極限。目前報道的鑄造鋁合金疲勞強(qiáng)度尚沒有超過105兆帕，我們的材料已經(jīng)可以達(dá)到130兆帕，這是變形鋁合金的水平，可以實(shí)現(xiàn)車用部件的‘以鑄代鍛’，帶來的收益將是效率的提升與成本的降低?？梢哉f，這類材料我們超越了世界上所有的鑄造鋁合金材料，處于‘遙遙領(lǐng)先’。”張海自豪地說。

遙遙領(lǐng)先的材料優(yōu)勢，將如何影響行業(yè)

“6款新材料實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)，這是高性能鋁合金生產(chǎn)中的重大突破，也是我們材料的最大優(yōu)勢。”據(jù)張海介紹，目前，WHS 340、370、400已經(jīng)全部應(yīng)用于廂式貨車、掛車以及卡車的車架，包括CHF系列鑄造鋁合金也已正常生產(chǎn)，一體化壓鑄材料，目前處于中試階段。

高性能材料的問世，對于汽車業(yè)和鋁加工行業(yè)有著怎樣的重大意義？產(chǎn)生何種影響？

張海告訴記者：“這次發(fā)布的新材料，都是目前世界最好的材料，其不僅僅可以代替鋼材，特別是最先進(jìn)的高強(qiáng)鋼，還可以代替現(xiàn)有的鋁合金材料，可實(shí)現(xiàn)減重20%以上。如果換算到汽車端，帶來的收益就是——增加新能源汽車行駛里程20%，電池成本降低20%。而對于商用車意義更大——可以增加載重20%，減少行駛費(fèi)用近10%，極大增加終端用戶的價值。”

“同時，我們的材料都是可以再生的，且可以實(shí)現(xiàn)這些材料的相互再生，也就是我們的WHS可以作為CHF系列的原料，反之也可以。這個看似簡單，但是對于鋁加工和汽車兩個行業(yè)意義重大，有效實(shí)現(xiàn)低碳制造與低碳服役，助力兩個行業(yè)的減碳發(fā)展，保守估計(jì)采用我們的材料，降低車輛全生命周期碳排放15%~20%。”

“總之，這次發(fā)布的新材料，對于鋁加工與汽車兩個行業(yè)都具有重要的意義，有效打通兩個行業(yè)，真正實(shí)現(xiàn)兩個行業(yè)的閉環(huán)，也就是說鋁造車，車變鋁。真正做到張波董事長對魏橋集團(tuán)的發(fā)展定位：‘鏈’向高端，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展；聚‘鏈’成網(wǎng)，構(gòu)建新發(fā)展格局。”張?？偨Y(jié)說。

好材料是如何煉成的

同時發(fā)布6款高性能的鋁合金材料，讓一直默默無聞的魏橋輕量化研究院聲名鵲起。這是一個怎樣的研發(fā)機(jī)構(gòu)，為什么它能夠在材料領(lǐng)域不斷推陳出新，挑戰(zhàn)極限？

張海介紹說，魏橋輕量化研究院于2021年7月在蘇州注冊成立。目前有大約包括碩士、博士及高校教師等50余人的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，主攻鋁合金新型材料及其制備技術(shù)的研發(fā)。

“其實(shí)，早在2017年5月，蘇州大學(xué)和魏橋集團(tuán)圍繞高端鋁制造成立了魏橋-蘇大新材料研究院。當(dāng)時集團(tuán)張波董事長給我的任務(wù)就是在新材料方面做一些前沿性的工作，并且提出不勉強(qiáng)在短時間內(nèi)做出什么成果。”張海說，當(dāng)時董事長思路明確，新材料將來是魏橋集團(tuán)轉(zhuǎn)型升級當(dāng)中的重要的一環(huán)，只有掌握一些新的材料，然后才能沿輕量化方向大步前行。

“你放心地去開發(fā)，研發(fā)費(fèi)用我來提供，哪怕是你開發(fā)出來的新材料或者新工藝，我魏橋用不上，只要國家用得上就行。”當(dāng)時張波話語體現(xiàn)出的高瞻遠(yuǎn)矚和開闊胸襟，讓張海印象很深刻。

也正是這一番話，給張海吃了定心丸，更讓他心里憋著一股勁。從那一刻起，張海帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)潛心研發(fā)，沒有急于求成，從基礎(chǔ)研究做起，每一步都走得扎實(shí)。

順應(yīng)高質(zhì)量發(fā)展的要求，以“創(chuàng)新魏橋，科技魏橋”為發(fā)展方向，不斷加快產(chǎn)業(yè)鏈轉(zhuǎn)型升級。2019年，魏橋規(guī)劃并建設(shè)了魏橋輕量化基地，力圖通過10年的努力，在2030年使輕量化成為魏橋創(chuàng)業(yè)集團(tuán)的第三大支柱產(chǎn)業(yè)。

張?；貞浾f，當(dāng)年魏橋提出輕量化這個概念的時候，實(shí)際上非常超前，經(jīng)過了多次研究論證后才最終確定下來。我們希望在鋁產(chǎn)業(yè)上做一個整體的閉環(huán)。目前魏橋集團(tuán)已具備的有：自己的鋁土礦，到氧化鋁、電解鋁、鋁板帶，繼續(xù)向下延伸，做到輕量化部件。這是與過去完全不一樣的完整的產(chǎn)業(yè)鏈。而如何能夠把這個產(chǎn)業(yè)鏈打通，同時又做成綠色循環(huán)，這種模式在全世界也是首次嘗試做。

“輕量化從電解鋁的鑄造開始。鑄造或變形后再做成零部件，之后再把它做成車身、車架，最后做成一臺車，車完成服役周期后再回收?；厥找院笃扑?，破碎后分解，分解以后把鋁再回收回來，鋁進(jìn)入再循環(huán)利用。同時我們在開發(fā)不降級，或者是升級使用的這個技術(shù)，這樣就形成了一條閉環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈。”張海向記者詳解輕量化的產(chǎn)業(yè)鏈條。

隨著魏橋輕量化產(chǎn)業(yè)的盤子越做越大，光靠蘇大一家來支撐顯得“吃勁”。“ 我們需要有自己的研發(fā)團(tuán)隊(duì)。2021年，魏橋輕量化研究院應(yīng)運(yùn)而生。”此后，研究院從全世界招聘尖端人才，研發(fā)后勁不斷增強(qiáng)。”張海說。

未來10年，魏橋不但要在汽車領(lǐng)域開發(fā)新材料，還將在軌道交通、航天航空、海洋工程等領(lǐng)域開發(fā)更好的材料。

“一是，在汽車領(lǐng)域，我們準(zhǔn)備花五年以上的時間集中研發(fā)高可焊性材料和環(huán)境友好材料，盡可能不用貴元素，而是想辦法用廉價的元素，通過開發(fā)先進(jìn)的制備方法和工藝，使其達(dá)到更高的性能。二是，在航天航空領(lǐng)域，我們重點(diǎn)瞄準(zhǔn)中低空飛行的市場著手新材料的開發(fā)。三是，海洋和艦船方面，研發(fā)高耐蝕性的高強(qiáng)度材料。”從事材料開發(fā)30余年，張海依然樂此不疲。