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铝合金新材料开发专利,铝基新材料研发调研报告
专利代理 发布时间:2023-03-29 23:01:14 浏览: 次
今天,乐知网小编 给大家分享 铝合金新材料开发专利,铝基新材料研发调研报告
铝合金新材料开发专利,中国工程院铝合金材料发展现状、趋势及展望
我国是铝合金材料生产和消费大国,铝合金材料在交通、海洋、空天等领域具有广泛应用,尤其在汽车、飞机、航天、舰船等领域的一些轻量化关键部件上,铝合金材料具有不可替代性。
国内绝大部分铝合金材料属于中低端产品,随着国际形势错综复杂变化,关键材料领域被卡脖子的风险日渐突出,自主创新迫在眉睫。
在新的产业形势下,发展高端铝合金材料绿色化、智能化的制备与加工技术对支撑我国关键制造业的可持续优质发展具有重大战略意义。
中国工程院院刊《中国工程科学》刊发《铝合金材料发展现状、趋势及展望》,综合分析了铝合金材料在航空、航天、交通运输等领域的应用现状,论述了我国铝合金材料的产业规模和技术水平,为解决铝合金材料卡脖子问题和为铝合金材料向高端化、绿色化方向发展提供重要参考。
文章针对我国在一些关键铝合金材料方面存在的短板,以及在高性能铝合金开发、加工工艺与智能控制等原创技术方面的不足,系统梳理了目前我国在铝合金材料方面存在的主要问题。
文章着重就汽车、船舶、空天等领域的发展态势,分析了铝合金材料的市场需求。
文章建议:
加强研发体系建设,完善发展环境;优化结构,促进提质增效和协同发展;加强配套政策支持;推进人才队伍建设;推广智能制造和“互联网+”;加强国际合作,尤其是“一带一路”国际合作。
一、前言 我国是铝合金材料生产和消费大国,铝合金材料在交通、海洋、空天等领域具有广泛应用,尤其在汽车、飞机、航天、舰船等领域的一些轻量化关键部件上,铝合金材料具有不可替代性。
而国内绝大部分铝合金材料属于中低端产品,生产能耗高、效率低、成本高、附加值低,恶性竞争的情况难以得到改变,且部分高端产品仍需从国外高价购买,这无疑阻碍了我国制造业升级的步伐。
我国虽在通信、高铁等领域具有显著优势,但随着国际形势错综复杂地变化,关键材料领域被卡脖子的风险日渐突出,自主创新迫在眉睫。
在新的产业形势下,发展高端铝合金材料绿色化、智能化的制备与加工技术对支撑我国关键制造业的可持续优质发展具有重大战略意义。
本文主要介绍了国内外铝合金材料发展及研究现状,分析常用铝合金系的市场需求,总结目前我国在此领域遇到的问题以及未来发展目标,并给出相应的发展对策,以促进相关产业的升级和进步。
二、国内外铝合金材料发展及研究现状 (一)国外铝合金材料发展及研究现状 总体来看,工业发达国家铝合金材料开发与应用的历史时间长,基础好,研究积累雄厚,铝合金材料体系系统性强,产业技术水平较高。
尤其是美国、俄罗斯等工业强国较早开展了铝合金材料的研发工作,申请了大量的铝合金牌号,广泛应用于汽车、船舶、空天等领域,现已形成了一定程度的专利霸权。
在汽车领域,铝合金是实现汽车轻量化的重要材料。
挪威海德鲁铝业公司在2018年开发了HHS360合金,抗拉强度比6082合金提高了10.8%,达到360 N/mm2,伸长率达到10%;之后,该公司又在此基础上开发了HHS400合金,抗压强度达到400 N/mm2,屈服强度370 N/mm2,伸长率为8%,主要应用于汽车制造。
美国的肯联铝业公司开发了HSA6系列合金,其中HSA6-T6合金挤压型材的最低屈服强度为370 N/mm2,而最低抗拉强度为400 N/mm2,与采用传统铝合金材料制造的全铝汽车质量相比,可减重30%以上。
目前,国外先进铝加工企业致力于开发低成本的汽车板。
印度的诺贝丽斯铝业公司已经推出AdvanzTM系列合金Ac5754R,进一步减轻了汽车重量。
该公司还与捷豹路虎汽车有限公司合作开发了具有优异成形和卷边性能的AC-170PX铝合金,用于汽车覆盖件外板。
而美国的奥科宁克公司成功开发了新一代汽车板生产设备与工艺“Micro-Mill”技术,极大地提升了汽车车身和覆盖件用铝板的性能,综合性能提升20%,成本降低30%。
目前,在汽车车身板领域,应用最多的为6082铝合金,在前后防撞梁上较多企业尝试使用6XXX系或7XXX系挤压型材来制备。
在船舶领域,铝合金在船舶上的应用逐渐扩大。
国外发展较早。
迄今为止,主要是5XXX系和6XXX系铝合金,分别用于船壳体和船上建筑。
在变形铝合金方面,主要有:
美国的5086、5456合金,日本的5083合金,英国的N8(5083)合金,前苏联的AMr6(5A06)、AMr61、B48-4(01980)、K48-1、K48-2合金。
俄罗斯研制了含钪(0.1%~0.3%)的高强度Al-Zn-Mg系合金(如01970、01975合金等)。
在铸造铝合金方面,主要有:
苏联的BAП5、AП4M(ZL111)、AП8(ZL301)、AП13、AП25、AП27合金,美国的356(ZL101)、SEM328(ZL106)、514(ZL302)、515、518(YL302)、520(ZL301)、X250合金等。
目前船舶领域对铝合金材料的使用仍然以5083合金以及其改进型合金为主,充分利用其耐腐蚀性能、焊接性能、易成形性能以及力学性能的综合优势。
在空天领域,现代空天用铝材朝着高综合性能、低密度、大规格、高均匀性和功构一体化方向发展。
针对2XXX系铝合金,美国铝业公司和法国铝业公司开发了具有高强高损伤容限的2026和2027合金,其挤压件(厚度为12~82 mm)和板材(厚度为12~55 mm)比2024合金分别提高20%~25%和10%。
在7XXX系铝合金方面,美国铝业公司、法国铝业公司以及德国爱励铝业公司开发了具有低淬火敏感性的高强韧铝合金:
7085、7140、7081。
在超高强铝合金方面,法国铝业公司开发了7056-T79/T76合金,已用于A380飞机翼壁板等。
在Al-Li合金方面,俄罗斯开发了1460合金,美国开发了Weldlite系列合金和2097、2197、2195铝锂合金。
美国肯联铝业公司开发了低密度、高韧性和高损伤容限性能的2050和2198合金(Al-Cu-LiMg-Ag)。
2010年,美国肯联铝业公司为Al-Cu-Li系合金注册了Airware商标。
目前空天领域对铝合金材料的需求主要集中在高强度的2XXX和7XXX系合金,以及密度较低的铝锂合金。
(二)国内铝合金材料发展及研究现状 “十三五”以来,我国铝材生产能力和技术水平取得了巨大进步,2019年铝材产量达到5.252×107 t,居世界首位。
我国自主研发了LC4、LC9、LY12、2A12、2A16、7A04、7B04、7A50、7B50等系列铝合金,建立了第一代、第二代、第三代铝合金材料加工技术体系。
近年来,我国自行研制的新型高强韧铸造铝合金、第三代铝锂合金、高性能铝合金型材的性能均达到国际先进水平。
在《变形铝及铝合金化学成分》(GB/T3190—2020)中,近10年我国共增加了29个国产铝合金牌号。
其中北京工业大学在国际上率先掌握了含铒弥散强化铝合金的制备和加工技术,研发的含铒5E83铝合金冷轧板、5E06铝合金热轧板、热挤压壁板等5个合金牌号列入国家标准,在国防及汽车等领域获得重要应用,部分品种替代了进口产品。
针对高性能铝合金型材的挤压成形工艺与装备,中车联合高校开发出了铝合金精炼、净化、锭坯均匀化等技术,研制出了大型挤压模具和设备,使铝合金型材的开发周期缩短了25%,成本降低15%,成品率提高到62%。
东北大学和大连交通大学分别开发了液态金属、半固态金属与固态金属的连续挤压短流程加工技术,实现了产业化,在该技术领域达到国际先进或领先水平。
东北大学、上海交通大学、中铝材料应用研究院有限公司、吉林大学等在高强高导变形铝合金、汽车用铝合金和铸造铝合金方面达到国际先进或领先水平。
目前,具有我国知识产权的部分铝合金材料已经应用于汽车、船舶、空天等领域。
在汽车领域,我国的铝合金汽车板已初具规模化生产能力,但成熟产品仅限6016与5182牌号,其他牌号仍未具备批量供货能力。
近年来,中国铝业集团有限公司在汽车轻量化领域取得了一定的成果,开发了汽车用6016、6014、5182、5754合金,并在吉利汽车、海马汽车制造中实现小批量应用。
在船舶领域,我国近些年来开发的可以商业化应用的船用铝合金板材/型材为5083、6061、6082铝合金,随着国家深蓝战略的实施,中国已开始建造自己的邮轮、“海上牧场”、钻井平台、发电站、直升机平台,招商局集团有限公司的第一艘极地号邮轮已交付使用。
船体其他部位以及符合我国海洋与河流环境的铝合金材料开发仍存在大量空白,尚需多领域、多学科交叉合作。
在空天领域,中国铝业集团有限公司下属的铝加工企业、北京航空材料研究院、有研科技集团有限公司和中南大学等开发了超高强铝合金、高纯高损伤容限铝合金、铝锂合金和稀土铝合金等,并以此为基础开发了2124-T351、2024-T851、2024HDT板材,7050/2124超宽超厚板,7B50-T7751厚板,7A55-T7751厚板,2A97铝锂合金薄板及型材,2297铝锂合金厚板等产品,实现了多种产品的国产化。
开发出高强高韧低淬火敏感性7A85锻件,实现批量应用,填补了国内空白。
西南铝业(集团)有限责任公司研制出的10m整体环件,连续刷新了铝合金整体环件的世界记录。
三、我国铝合金材料领域存在的问题 值得注意的是,虽然我国铝合金材料在产业规模与技术水平上成绩斐然,但是我国现代工业体系建设起步晚、底子薄,追赶发达国家难度较大,相当部分关键基础材料、核心零部件仍不能自给。
我国在未来较长一段时期内都是关键基础材料的需求大国,对此类材料数量和种类的需求将持续增加。
而高端材料在产业体系中所占比例不高,原始创新偏少、基础共性关键技术和精深加工技术研发不足。
美国铝业公司有3万项专利,与之相对的是中国企业原创性专利少,几百个常用牌号,中国自己研发的却很少,同时产品质量的一致性、均匀性、稳定性不高。
大飞机用预拉伸厚板和蒙皮板、乘用车面板等质量稳定性有待提高,部分高端铝板带箔材等仍依赖进口。
此外,我国铝合金材料产业粗放式发展的问题严重,产业规模增长虽快,但研制少,“产学研”一体化的技术创新力量薄弱,高校与企业之间无法发挥协同创新优势。
所以,逐步推进相关研究和产业向高质量、高创新、高效率发展十分重要。
在汽车领域,我国汽车用铝合金板材仍面临三大问题:
①缺少具有自主知识产权的汽车用铝合金,高端汽车用铝未实现系列化,难以满足汽车公司的个性化需求;②汽车板应用技术研发平台建设不足,在先进成形、异种材料连接、低成本与环保的零部件制造与表面处理方面都需加强研究;③需加强铝合金型材在新能源汽车上的应用,建立相应技术创新平台,开发车身结构、电驱系统、电池托盘、副车架、表面处理等相关产品。
在船舶领域,我国船舶用铝合金仍存在两方面的技术瓶颈:
一是船舶用铝合金的开发种类偏少,合金综合性能、质量稳定性低于国外同牌号板材;二是铝合金材料的船舶应用技术,主要体现在焊接技术上。
我国在搅拌摩擦焊和激光焊方面与国外仍有差距,限制了船舶用铝合金的发展。
在空天领域,我国在空天铝合金的研发和应用方面与发达国家仍有明显差距。
我国对新合金的开发处于仿制阶段,研制的合金品种较少;对合金化基础理论研究较少。
我国航空材料产品的质量稳定性、成本与进口材料还存在一定差距。
四、各系铝合金材料的市场需求及发展趋势 铝合金的市场需求往往决定了铝合金制品的种类、产量及性能特征。
由于铝合金种类繁多,国内外发展过程及现状也不尽相同,且一部分铝合金会交叉应用于汽车、船舶及航空航天领域,所以该部分以铝合金系来进行分类阐述。
(一)2XXX系铝合金 2XXX(A1-Cu-Mg)系铝合金具有高的抗拉强度、韧性和疲劳强度,良好的耐热、加工及焊接性能,被广泛应用于空天、汽车及兵器工业等领域。
主要牌号有2A01、2A02、2A06、2A11、2A12等。
针对提高强度、强韧性匹配、耐损伤容限性能相继开发了一系列合金,如2024、2124、2524、2324合金等。
我国装备型号向轻量化、长寿命、高可靠、低成本方向发展,对机身蒙皮材料的断裂韧性、抗裂纹扩展能力和耐蚀性能具有较高的要求。
国外在2024-T351铝合金厚板基础上,已开发出了具有不同强度、韧性、疲劳、耐腐蚀性能匹配的2324、2624等机翼下翼面用高损伤容限铝合金,并实现装机应用。
我们迫切需要开展高损伤容限2XXX系铝合金的开发工作,未来,复合微合金化将是Al-Cu-Mg系高强铝合金一个重要发展方向。
(二)4XXX系铝合金 目前我国汽车活塞主要使用共晶和亚共晶Al-Si合金,但是随着对发动机性能要求的不断提高,难以满足性能要求。
过共晶Al-Si合金密度低,线膨胀系数小,抗磨性和体积稳定性更高,与亚共晶和共晶Al-Si合金相比是更为理想的活塞材料。
国外已批量生产过共晶Al-Si合金活塞,并应用于载重汽车和轿车,如美国的A390合金,日本的AC9A和AC8A(ZL109)合金,澳大利亚的A390合金。
但是目前我国生产过共晶Al-Si合金活塞的厂家很少,大部分依赖进口。
另外,汽车涡轮增压铝合金材料与国外也存在较大差距,高性能汽车涡轮增压铝合金材料主要依赖日本等国家。
因此,开发高性能活塞、涡轮增压叶轮关键汽车铝合金材料势在必行。
(三)5XXX系铝合金 Al-Mg合金特别是高Mg含量的Al-Mg合金具有高的比强度、良好的焊接性和耐蚀性,将成为未来空天、高速列车、海洋等领域极具竞争力的材料。
目前,空天、列车、海洋等应用的Al-Mg合金板材、型材以及焊丝主要依靠进口,高端焊丝市场基本上被美国ALCOA所垄断,ER5183、ER5356合金主要依靠进口,进口量约占其销量的70%,舰艇用Al-Mg合金主要依赖于俄罗斯。
高Mg含量的合金常规铸锭中枝晶发达、共晶相偏析严重,成形性能差,目前加工方法仍存在诸多问题,如性能低、表观质量差、工序长、质量不稳定、成品率低等。
亚快速凝固与成形可以抑制Mg的析出,同时可以调控得到细小等轴晶和纳米析出相,大幅度提高材料的性能与均一性。
因此,开发高性能Al-Mg合金亚快速凝固连续流变挤压和轧制技术,有望解决高品质Al-Mg合金的需求。
(四)6XXX系铝合金 6XXX系铝合金材料是轨道交通、汽车、电子等领域的关键材料。
从20世纪80年代起,欧美、日本等发达国家和地区研发了车用铝合金,注册了6009、6016、6010、6111、6022、6082等牌号,形成了较完整的汽车车身板、挤压材、锻件等生产和应用体系。
我国6XXX系铝合金车身板和锻件的产业化研发刚刚起步,存在明显差距。
我国工业和信息化部提出重点发展的车用铝合金薄板是:
6016-S、6016-IH、6016-IBR、6A16-S、6A16-IBR、6022等,典型6XXX系铝合金板材伸长率A5025%,r值0.60,60d停放屈服强度Rp0.2140 N/mm2,烤漆硬化屈服强度增量80 N/mm2。
针对不同需求,开发6XXX系铝合金的设计、制备及加工技术成为发展的必然趋势。
(五)7XXX系铝合金 7XXX系铝合金具有较好的耐应力腐蚀性能,是铝合金中强度最高的一个系列,是国际上公认的航空主干材料。
最近,国外开发了7055合金(Al8Zn-2.05Mg-2.3Cu-0.16Zr),其在T77511状态下屈服应力超过了620 MPa,用于波音777飞机,减重635 kg。
目前我国航空用7XXX系铝合金缺乏系统的合金设计和制备加工技术,某些产品完全依靠进口。
由于7XXX系铝合金大规格铸锭合金元素多、凝固区间宽、铸造应力大、合金元素易氧化/偏析等,铸锭冶金质量较差,室温成形性能较低,开发新型7XXX系铝合金具有重要意义。
(六)铝锂(Al-Li)合金 铝锂合金是近年来航空材料中发展最迅猛的轻量化材料,具有密度低、弹性模量高、比刚度高、疲劳性能好、耐腐蚀等特点,取代常规铝合金后,质量可减轻10%~20%,刚度提高15%~20%。
美国ALCOA公司在21世纪初启动了“ALCOA航空20/20计划”,目标是在20年内将航空铝合金成本和重量各减少20%。
肯联铝业公司开发了低密度、高韧性和高损伤容限性能的2050和2198铝锂合金(Al-Cu-Li-Mg-Ag)。
我国自主研制的Al-Li合金牌号极少,仅1420合金获得应用,C919客机使用的铝锂合金由美国铝业公司提供。
国内仅能生产1420、2195、2197、2A97等有限合金牌号,铸锭仅为((310~400)×1280×4000)mm以下扁锭及?650mm以下圆锭。
航空高端应用领域厚度60mm以上、宽1500 mm以上的扁锭(2B16),以及直径1500mm以上铸锭(2B16)尚未实现工业生产。
因此开展新型铝锂合金设计、超大规格铸锭制备和深加工技术具有重要意义。
(七)耐热铝合金 耐热铝合金通过调控Si、Fe、Ni、Ag、稀土等元素,使铝合金在高温下具有抗氧化及抗蠕变能力,是空天、汽车、轨道交通等领域的关键基础材料。
传统的耐热铝合金有:
2519、2618、2219、2D70等。
随着空天和汽车工业的迅速发展,对耐热铝合金提出了更高的要求。
新一代战机巡航速度高,机身蒙皮工作温度达150℃以上,而目前2618、АК4-1ч和2D70等耐热铝合金的长期使用温度均在150℃以下,开发新型耐热铝合金势在必行。
(八)超低钪(Sc)含量的Al-Sc合金 Al-Sc合金具有高强度、塑性好、耐蚀性等优异性能,成为继Al-Li合金后新一代空天、舰船等的轻质材料。
含微量钪的Al-Mg合金抗拉强度比5083合金高30%,屈服强度高一倍以上。
其可焊性与常规5XXX系合金相当,热影响区与焊缝的力学性能约与基体相等,抗腐蚀性能与5083合金相当,取代5XXX系或6XXX系合金制造空天零部件可取得显著的减量效果,也是汽车与轨道车辆的上乘材料。
俄罗斯在含钪铝合金研制方面居世界前列,已形成Al-Mg-Sc、Al-Mg-Li-Sc、Al-Zn-MgSc、Al-Zn-Mg-Cu-Sc、Al-Cu-Mg-Sc系合金,钪含量为0.18%~0.5%。
为了推动铝钪合金在空天、汽车上的应用,我国工业和信息化部已将含钪的铝合金作为优先发展的新材料之一。
我国钪资源丰富,并建成了高纯氧化钪提取生产线,为铝钪合金发展奠定了基础。
(九)500 MPa级汽车用热冲压铝合金 我国的热冲压高强铝合金材料尚属空白。
新材料和新成形工艺开发相结合,是解决高强铝合金汽车零件成形的有效手段。
以7XXX系合金为重点,积极探索2XXX合金,开发500MPa级热冲压用铝合金材料,用以制造复杂形状的汽车零件具有重要前景。
(十)铝基复合材料 铝–钢多层复合板:
铝与钢质甲板的有效连接已成为大型舰船上层建筑轻量化的制约因素之一。
铝与钢质船体之间焊接用的铝–钢复合过渡接头为取代传统铆接工艺提供了解决方案。
本田公司开发出了钢和铝的接合技术,将在全球应用于量产车骨架。
目前,国内所用的铝–钢复合接头主要是从国外进口,价格高达4×105 CNY/t。
随着未来舰船大型化,对过渡接头提出了更高施焊温度、更大承载应力、更强结合界面等要求,亟待开发高性能的铝–钢接头。
汽车散热器用铝合金复合材料:
铝合金复合箔、带、板是制造汽车空调器、散热器、干手器等钎焊式热交换器的关键材料。
复合材料是由2~3种合金经叠合压延后制成,包覆层多为高硅合金或低电位合金,如4004、4045、4047、4A13、7A01合金等,芯材主要是3003、3003+1.5%Zn和3004合金等。
铝蜂窝板:
通常由两层薄而强的面板和中间蜂窝芯复合而成,具有重量轻、强度高、刚性大、稳定性好、隔热、隔声等优点,已在飞机、列车、船舶中使用。
市场现有产品除航空专用的进口材料为焊接产品外,一般均为胶黏产品,在湿度大、振动强、温度高等环境下,面板容易脱胶。
开发轻质、高强、耐蚀、可钎焊的蜂窝结构板用面板和芯板是蜂窝板的发展趋势。
国外一些国家在20世纪90年代初就研制了钎焊铝蜂窝板,开发出高强度、可时效强化、耐蚀、可钎焊的蜂窝材料。
近五年我国的蜂窝铝材产量一直保持平均22%的增长速度。
2012年我国仅建筑市场的胶黏蜂窝铝产品的市场容量已达76.74亿元。
预计到2035年,对高强、耐蚀蜂窝复合板的需求将达到7×107 m2前景十分广阔。
五、我国铝合金材料中长期发展目标 结合我国实际情况与我国铝合金领域所遇瓶颈,提出以下中期发展目标:
到2030年,高性能铝合金材料达到国际先进水平,部分达到国际领先水平,材料综合力学和工艺性能满足现代制造业指标要求,实现空天飞行器、新能源汽车、轨道交通和厢式货车等领域的大规模应用,第五代铝合金国产化率达到80%以上,空天用轻合金产量和应用达到2×105 t/a,交通运输用轻合金产量达到3×105 t/a。
长期发展目标:
到2035年,铝合金材料达到国际领先水平,实现绝大部分铝合金材料的自给和输出,领导全球铝合金产业的发展。
第五代铝合金全面国产化,研制成功第六代铝合金,空天轻合金产量和应用达到3×105 t/a,交通运输用轻合金达到4×106 t/a。
六、我国铝合金材料发展对策 围绕上述铝合金材料的问题、发展趋势和发展目标,着力提高自主创新能力,建立产业链上下游优势互补、密切合作机制,缩短周期,形成持续创新能力,实现我国从材料大国向材料强国的战略转变,仍需在以下方面不懈努力。
(一)加强研发体系建设,完善发展环境 围绕国家重大工程建设需求,加强“产学研用”协同创新,开展“产学研用”合作机制、利益分配、产权保护、诚信体系、保障政策等课题研究,解决目前“产学研用”间的壁垒,建立科学有效的创新机制。
同时,加快制定铝合金材料产业发展指导目录和投资导向意见,完善产业链、创新链、资金链。
发挥市场的资源配置作用,科学引导,理性投资,协调国家对重点基础材料行业的聚焦支持,帮助高性能铝合金材料中小企业健康成长,营造具有国际竞争力的产业生态环境。
(二)优化结构,促进提质增效和协同发展 推进产能置换和淘汰落后产能。
积极扩大应用领域和应用水平,提升高性能铝合金产品质量的稳定性,降低生产成本,增强产业支撑能力。
推动优势高端铝材企业与高端装备制造企业建立供应链协作关系。
通过“产学研”合作,优化品种结构,促进产品融入全球高端制造业供应链,建立综合评价体系,提高国际竞争力。
(三)加强配套政策支持 加强知识产权保护,加大财政、金融、税收等政策对高性能铝材的扶持力度,完善风险投资运行、避险和退出机制,形成鼓励使用国产高性能铝材的健康体系。
加大深加工铝产品的政策扶持力度,落实高新技术企业税收优惠政策等,促进铝合金的应用发展。
(四)推进人才队伍建设 实施创新人才发展战略,加强中青年创新人才和团队培养,鼓励企业“产学研用”结合,采取柔性引进等灵活政策,建立国家铝产业创新中心,培养自主创新人才队伍,培养一批学科、专业技术带头人,有效提高人才要素在产业科技创新中的活跃度和推动作用,提升自主创新能力,实现铝产业转型升级。
(五)促进智能制造和“互联网+”融合 提升企业研发、生产和服务的智能化水平,建立以大数据为基础的工艺模型化、控制智能化的数字化工艺体系。
试点示范工厂,提高产品性能稳定性和质量一致性。
鼓励企业模式创新,促进“互联网+”与企业生产经营全过程融合,推广个性化定制、柔性化制造,满足多样化、多层次需求。
(六)加强国际合作,尤其是“一带一路”国际合作
铝合金新材料开发专利,创新新材:铝合金材料领域打造行业头部
铝合金材料具有分布广泛、易加工、质量轻、强度高及耐腐蚀的优点,在航空、航天、汽车、机械制造、船舶、建筑、装修及化学工业中已大量应用。
从2014年开始我国铝材年产量均超过4000万吨,2021年我国铝材产量为6105.2万吨,创出历史新高。
与此同时,各领域对铝型材特别是中高端铝合金型材市场的需求旺盛。
随着铝合金材料在能源、轨道交通、汽车轻量化、电子电器等领域的深入,铝合金材料发展前景一片大好。
那么,这个优质赛道中什么样的选手才能得以突围? 日前,创新新材料科技股份有限公司(证券简称:
创新新材,证券代码:
600361)正式更名上市。
创新新材专注铝合金材料及产品的研发制造,为铝合金加工领域提供综合解决方案。
公司产品主要包括铝合金棒材、型材、结构件、板带箔、铝杆线缆等,广泛应用于3C电子、汽车轻量化、建筑工业、新能源等领域。
根据有色协会统计,2020年创新新材棒材市占率11%,位列国内第一;根据上海有色网统计,2020年公司铝杆线缆市占率15%,位列国内第二。
由此来看,创新新材是妥妥的行业头部。
创新引领发展 核心科技铸就护城河 如今,新能源、轨道交通、汽车轻量化、电子电器等领域蓬勃发展,对于铝型材加工技术的要求也在不断提升。
顺应行业潮流,掌握创新技术才是制胜关键。
创新新材是国内领先的铝合金材料基地,连续六年入围“中国企业500强”。
自成立以来,公司就坚持技术创新驱动,着力发展新产品研发、新技术及工艺实施。
创新新材拥有高端铝材料及铝合金研发机构—山东创新合金研究院,配置了业内优秀、实战经验丰富的研发、产发团队。
技术业务团队连续多年主编、参与发起编制了高强超导电缆、铝合金圆铸锭及其相关领域国家/行业标准,并承担了国家高技术研究发展计划(863计划)课题等多个项目。
截至2022年4月30日,创新新材共拥有500多项专有技术、278项境内专利,包括高品质铝熔体净化关键技术、再生铝杂质高效去除方法、3D仿真模拟挤压、硬合金无缝管挤压、等温挤压、模具液氮冷却、圆铸锭梯度加热以及风水雾在线联合淬火等多项核心技术。
公司还发起或参与制定了18项国家标准,均已颁布实施。
创新新材目前生产了300余种铝合金牌号,年产量逾350万吨,五大核心品类覆盖铝合金棒材、型材、板带箔、铝杆线缆和结构件,行业领先地位显著。
业绩持续向好 高端化战略成效显著 经过多年发展,创新新材形成了从合金化研发、铸造成型、均匀化热处理、挤压变形、阳极氧化表面处理到精深机加工的全流程体系,掌握有多种合金牌号的铝合金研发和制造能力,可为客户提供高水准、高稳定性的定制化产品。
创新新材在3C及轻量化领域先发优势明显,为苹果产业链核心供应商;在铝合金基础材料端,公司规模优势突出,拥有国内最大铝合金材料基地之一,提供铝加工全流程差异化的定制产品,经后续加工服务于苹果、华为、OPPO、Vivo、比亚迪、中信戴卡、敏实集团、SMC、天津立中等客户;在铝型材领域,依托铝合金材料端优势,公司产品经下游进一步加工组装后应用于苹果、华为、小米、戴尔、惠普、宝马、奔驰、日产等3C电子及轻量化领域的知名品牌;在铝杆及线缆领域,公司连续几年参与国家高强超导线缆标准制定,与国缆研究所和电科院密切合作,十三五期间国家西电东输项目70%以上的特高压导线中标单位采购了公司的产品。
此外,创新新材大力开拓再生铝领域,自2017年开始与苹果公司合作开展再生铝的闭环回收与再利用,在再生铝保级使用与升级使用方面行业地位领先。
不断提升技术的同时,创新新材采用差异化竞争策略,重点布局高技术含量的细分市场,使得型材产品单吨加工费水平不断提升,自2019年以来至2022年一季度,加工费增幅超90%。
2019年-2021年,公司棒材板块高端产品销量占比从14%增至19%,高端产品加工费收入占比从34%增至44%;公司型材产品均为高端产品;公司板带箔产品高端产品销量占比从39%增至47%。
受益于高端铝材料及铝合金技术水平获得市场认可,创新新材保障了其产品盈利空间,从而实现了营收和利润长期稳定的双增。
2019年-2021年,创新新材实现营业收入381亿元、435亿元、594 亿元,净利润5.31亿元、9.18亿元、8.69 亿元,扣非后净利润3.83亿元、7.76亿元、8.22亿元。
2022年1-4月,公司实现营业收入225亿元,净利润4.34亿元,净利润已接近2021年全年净利润的50%。
未来增长点已现 汽车轻量化材料优势初显 “工业4.0”与“中国制造2025”背景下,汽车轻量化已成为重要趋势。
2015年-2021年我国汽车行业用铝量呈稳步增长态势,预计2026年将达到910万吨。
随着汽车轻量化的不断推进,预计2030年我国单车用铝量将达到350千克。
为追赶轻量化浪潮,创新新材从生产底层逻辑出发,积极投入到汽车轻量化材料的研发、生产与供货过程中,不断巩固核心技艺优势。
目前,公司产品已应用于汽车轮毂、电池托盘、防撞梁、汽车座椅、装饰条等部件,服务于宝马、奔驰、日产、比亚迪、蔚小理、高合等国内外品牌。
随着公司产品逐步受到国内外客户的广泛认可,公司在汽车轻量化材料领域知名度将进一步提升,为公司持续快速发展奠定了坚实的基础。
目前,国内商用车产量为每年2000多万台,2022年,国家计划生产200万台的新能源汽车。
这意味着在未来,新能源汽车的空间,还有十倍的增量。
在汽车轻量化材料方面,创新新材抓住了发展机遇,已具有先发优势。
目前新能源汽车处于渗透率快速提升阶段,考虑新能源汽车的轻量化需求,公司相关业务未来还会继续攀升,成为轻量化浪潮的受益者之一。
实力斐然+资本助力= 未来可期 根据有色协会和安泰科的预计,2025年铝挤压材需求量将从2021年的2752万吨增至3044万吨。
随着碳中和行动推进,铝板带箔在汽车、包装等领域的用量将会增长。
在客户方面,创新新材已拥有不同领域的国内、国际客户群体,多元化、稳定、优质的客户群优化了标的公司的资源配置,提高了抗风险、抗周期能力,并丰富了多产业经验,提升未来发展潜力;在产能方面,公司生产规模行业领先,2021年末公司棒材产能332万吨、板带箔产能69万吨、型材产能13万吨,铝杆线缆产能58万吨、结构件产能6268万个。
铝合金新材料开发专利,铝基新材料研发调研报告
铝基新材料作为新材料领域的重要组成部分,共性关键技术、精深加工技术和应用技术研发不足。
大飞机用高强高韧铝合金预拉伸厚板和铝合金蒙皮板、大直径超高纯金属靶材等产品,与发达国家仍存在较大差距,尚不能满足我国航空航天、国防科技等领域需求。
2019年11月,工信部印发了《重点新材料首批次应用示范指导目录(2019年版)》,其中包括大飞机用7055超高强高韧铝合金壁板成为国产化发展的迫切要求。
当今中国铝加工工业处在“大而不强、小而不精”的状态,行业技术与装备相对落后,还停留在国外90年代的水平,高污染、高能耗、高金属损耗,低附加值运营影响了产业的良性发展。
我国铝工业近二十年来经过快速发展,原铝的产量产能达到了全球总产量的60 %以上,再生铝资源正以每年大于20 %的速度增长,如何环保、高效、低成本利用再生铝资源,是目前我国铝加工产业可持续发展过程中遇到的一大难题,同时也是机遇和挑战。
资源型城市的转型发展是一项艰巨复杂的系统工程,不只是一个局部的城市发展问题,而是涉及整个国家实现可持续发展的全局性、战略性问题,不仅需要政府政策的支持引导和资源型城市的主动探索,更需要学术研究的理论先行。
特别是面对经济发展与生态环境将日益突出的矛盾,资源型城市亟需培育新的转型发展动能新任务、新挑战。
铝产业是贵阳市主导产业之一,贵阳市高度重视铝产业发展。
为推动贵阳市有色产业(铝及铝加工行业)转型升级、绿色发展,提高市场竞争力,于2018年提出发布《贵阳市有色产业(铝及铝加工行业)“增品种、提品质、创品牌”工作方案》。
近年来,随着铝产业资源由中心城区向西边转移,贵阳市明确提出在清镇打造千亿级铝及铝精加工产业集群。
一直以来,清镇市高度重视科技创新工作,按照省委、省政府提出的“打造十大千亿级工业产业”发展战略和贵阳市委六届五次全会提出的“建设中高端制造业核心配套区”目标定位,围绕“强省会”五年行动、紧扣“一百两千三区”发展目标,抢抓科技创新,高质量推进千亿级生态循环铝产业集群建设,以满足人民日益增长的美好生活需要为根本目的,积极响应国家关于产业结构与产业布局的调整政策,稳步推进清镇由铝产业大省向铝产业强省的战略性转变。
但目前清镇市铝产业发展尚存在以下关键问题:
1。对于初具铝产业发展生态体系的清镇,其铝及铝加工产业尚处于产业链低端水平,存在土地资源与环境的承载能力较弱、铝资源就地转化率低、铝精深加工水平不高、产业链上下游配套不完善等问题。
2。同时,在铝土矿优势资源开发利用、铝生产过程绿色低碳发展、环保治理、固废综合利用和循环经济等方面也面临很多挑战。
3。集约化程度低,我国铝加工材产量为3970万吨,规模以上企业约2000家,平均产量不足2万吨。
全市仅有贵州华仁新材料有限公司年产50万吨电解铝产能,而世界的铝挤压企业萨帕铝业的产量约为140万吨。
可见,我市铝加工产业整体集约化程度更亟待提高。
4。 同质化现象严重,铝加工企业习惯跟踪模仿;鲜有依靠技术创新和开拓潜在市场实现自我提升的。
如此恶性循环,造成行业同质化竞争严重,势必引起铝材加工费一降再降,导致铝箔、易拉罐料等部分高端产品也逐渐陷入无利可赚的困境。
5。 铝加工属于微利行业。
近年来受市场竞争加剧的影响,铝材加工费逐年下滑,而企业的环保投入、原辅材料价格和用工成本等不断攀升,进一步压缩了原本十分有限的盈利空间,“生存下去”成为眼下众多企业面临的首要难题。
针对铝产业发展过程中的这些“绊脚石”和“痛点”,必须坚持创新驱动,加快转型升级,提高科技含量,提升附加值,形成上中下游产业衔接配套的高质量发展新格局,实现生态循环铝产业整体持续稳定健康发展。
二、建设基础 清镇铝土矿资源丰富,已探明储量3.39亿吨,远景储量5亿吨以上,占全贵州省总储量的67%以上,全国10.7%。
近年来,围绕如何做大做强铝产业,清镇市强化铝精深加工“产业链”强链、延链、补链,实现招商大突破,打造了铝及铝精深加工产业为主的“1+6”工业体系,主要涉及汽车和工程机械零部件、建筑装饰铝合金型材、全铝制品箱包、电子工业、轨道交通、铝制包装及工业型材等多个领域。
2020年,清镇氧化铝、电解铝产量占全省市场份额达62%和53%,铝及铝加工产业产值占清镇全部规模以上工业产值比重达50.08%,其中规模以上企业26家,占全部规模工业的21.85%,以铝及铝精深加工为主导的“1+6”特色产业发展格局初步形成。
我市现有氧化铝(含氢氧化铝)企业3家,分别是贵州华锦铝业有限公司、贵州广铝铝业有限公司、贵州华飞化学工业有限公司,三家企业建成产能230万吨,其中华锦铝业产能160万吨,广铝铝业产能50万吨,修文华飞产能20万吨(氢氧化铝)。
我市氧化铝企业产能占全省总量的50%左右,2019年产量为217.24万吨,产值80亿元。
全市生产电解铝仅有贵州华仁新材料有限公司,该公司规划产能100万吨,一期年产50万吨电解铝生产线已于2017年8月建成投产, 2019年生产电解铝47.95万吨,产能约占全省总量的36%,占全国5000万吨的0.77%。
2020年1-10月,铝基新材料产业累计完成工业产值约156.67亿元,占全年目标任务的78.34%。
铝基新材料应用方面:
铝基新材料关联企业主要分布在经开区、白云区、清镇市、开阳县和修文县,5个区(市、县)有46家铝工业企业(含5家军工企业),其中规模以上企业35家,产业链从铝土矿资源开始,细分为氧化铝、电解铝、铝加工材等铝基金属材料和磨具磨料、陶瓷、棕刚玉、蓝刚玉等非金属材料两个支系,形成了一定规模的铝基新材料产业链。
中铝贵州分公司年产34.8万吨合金化铝项目等6个项目平稳有序推进。
目前我市在铝基新材料研发与制造有着以下优势:
(一)清镇已积累形成良好的基础设施条件和产业基础条件。
1。交通条件。
清镇市一方面依托贵阳市第一批“六网会战”试点、“一百两千三区”发展战略等契机,大力推进路网多式联通,加快中心城区“三环十射线”的骨干路网建设,提高清镇至贵阳市中心城区、贵安高铁站、龙洞堡机场、市域快铁站等重要枢纽的快速通达性,加快融入贵阳“一小时”经济圈。
2。发展环境。
紧扣贵阳“强省会”五年行动、“一百两千三区”发展目标,坚持高质量发展方向不动摇,聚焦新兴产业开展招商引资、聚焦科技创新做优双创环境、聚焦营商环境做实企业服务、聚焦共享开放抓实数据安全、聚焦5G建设夯实基础设施、聚焦融合发展提升治理能力,全面推动科技创新成果转化。
已建成632个5G基站,实现清镇市主城区重点区域5G网络覆盖。
3。产业基础。
铝产业产品品种涵盖了从铝土矿至氧化铝、电解铝、铝深加工产品整个系列,具有良好的产业基础和比较优势,以铝及铝精深加工、绿色建筑及新型建材等为主导的“1+6”实体经济产业链已初步构建,以职教城为依托的人力支撑平台,以国家级物流园区为基础的开放兴市平台,以中高端制造与中高端商贸为核心的实体强市平台初具规模,营商环境不断优化、市场活力不断迸发,产业链水平更加现代化。
(二)清镇经开区是建设铝基新材料研发中心的重要平台和载体。
清镇经开区是贵阳生态文明城市规划建设的高新技术、高端装备制造、新型建材和资源深加工基地,也是贵州省十大千亿级工业产业主战场之一,是建设铝基新材料研发中心的重要基础。
始终把开发区配套基础设施建设作为调度和督促的重点,着力把开发区打造成产业的主要承载平台。
区域内已集聚了以华锦、华仁和广铝等为龙头的涉铝企业30余家,初步形成“开矿——氧化铝——电解铝——合金化——铝制品”工业产业链,产业链关联企业上下联动、紧密承接,节约了成本,推动了铝产业向纵深发展,为铝产业向创新驱动转型发展奠定了基础。
(三)职教城是培育铝基新材料创新高技能人才的有力保障。
清镇以打造贵州(清镇)职教城“人才旺市”新平台为抓手,充分发挥职教城作为“中国——东盟教育交流周”对外展示中心“助推器”作用,积极引进企业与入驻院校围绕中高端制造业进行合作办学,实现专业开设与市场紧密连接。
清镇职教城紧扣市场需要,实践‘产教互动’模式,产业园区为职教城提供大型实训基地和就业创业平台,职教城为产业园区提供技能培训和人才支撑。
清镇职教城是建设铝基新材料研发中心的优势资源和平台, 可为区域产业发展提供必需的高技能实用技术人才,将有力提升区域发展所需的高端制造业人才培养、培训及输送能力。
三、指导思路 (一)中心定位。
以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,全面贯彻党的十九大和十九届二中、三中、四中、五中全会精神,深入贯彻落实习近平总书记对贵州工作重要指示精神、全省新型工业化暨开发区高质量发展大会精神、贵阳市十届十次全会精神和清镇市六届十三次全会精神,围绕贵阳市“强省会”五年行动,紧扣“一百两千三区”发展目标,大力实施创新驱动发展战略,深化科技体制改革,加强科技创新政策保障,构建科技创新发展格局,着力建设一批科技创新公共平台、技术孵化创新园区和技术创新服务平台,培养和聚集创新人才及团队,攻克一批产业前沿和共性关键技术,加速科技成果转移转化,推动区域科技创新实现新跨越,打造西南地区乃至全国有影响力的铝基新材料研发中心。
(二)功能。
1。推动铝基新材料关键技术研发和科技成果转移转化。
铝基新材料研发中心定位于创新链中游,对上衔接实验室基础研究,对下衔接企业产业化,推动关键核心技术研发和科技成果转移转化,打通从科学到技术转化的通道。
面向铝基新材料制备与应用的重点领域,开展关键技术研发及转化,强化知识产权储备与布局,突破传统产业发展的共性技术供给瓶颈,带动传统产业转型升级。
2。构建铝基新材料研发创新生态系统的网络组织。
通过部署建设铝基新材料研发中心,形成以研发中心为核心节点的创新生态网络,支撑国家制造业创新体系建设,为行业发展提供前沿和共性关键技术的研发扩散和首次商业化服务。
通过孵化企业、种子项目融资等方式,将创新成果快速引入制造应用领域,加快创新成果大规模商用进程。
面向行业、企业提供公共技术服务。
3。建设铝基新材料领域创新资源的整合枢纽。
集聚整合包括科研基础设施、大型科研仪器、科技工程数据、知识产权、科技文献,以及人才、技术、标准、信息、资本等在内的各类创新资源和要素,重点开展制造业前沿技术和共性关键技术研发,打通技术研发、转移转化和产业化链条,形成以市场化机制为核心的成果转移扩散机制。
4。加强铝基新材料创新人才队伍建设。
集聚培养高水平领军人才与创新团队,开展人才引进、人才培养、人才培训、人才交流,建设人才培训服务体系,为铝基新材料产业发展提供多层次创新人才。
5。提供铝基新材料创新服务的公共平台。
铝基新材料研发中心辐射重点行业内的企业和各类机构,提供从技术委托研发、测试认证、标准制定、专利运用、成果评估、应用推广、企业孵化到信息服务、人才培训、项目融资等一系列公共服务。
(三)创建方式。
建议依托贵州理工学院/贵州大学,在清镇市经开区注册成立铝基新材料研发中心。
中心吸纳铝基新材料及应用技术研发单位、铝基新材料生产企业、产品终端用户和公共服务单位等五类成员作为其成员单位,涵盖了铝基新材料及应用技术创新链与产业链的各个层面,为产业发展提供全方位的支撑。
四、管理与运行模式 (一)组织结构。
研发中心由政府、贵州理工学院、相关铝基新材料下游应用企业、金融投资机构等单位共同组成铝基新材料研发中心管委会/理事会。
在管委会/理事会的带领下,成立铝基新材料研发中心公司、基金管理机构和协同创新委员会。
其中铝基新材料研发中心公司相对独立,其股东会是公司的最高权力机构,由出资入股的企业、科研机构(含高校)、资本和政府机构组成。
同时孵化四个技术创新园区。
分别为:
王庄铝先进制造创新区、站街铝基新材料创新区、卫城扩大铝应用创新区、职教城产教融合实践创新区。
基金管理机构主要监督管理政府投入、企业投资及相关金融机构融资等经费,并用于支持国家铝基新材料研发中心公司的经费使用。
协同创新委员会由研发专家、管理专家、金融专家等共同组成,主要支撑国家铝基新材料研发中心公司、基金管理机构等机构的日常运行。
(二)管理运行。
研发中心根据学科布局和领域方向,在清镇市市政府和依托单位的指导下,研发中心按照责权明确、科学管理的模式运行。
研发中心自主决策、自我管理。
1。研发中心建立科学的决策机制及内部咨询机构。
研发中心决策机构的成员应具有广泛代表性,包含来自成员单位的代表、具有独立身份的产业界和科技界杰出人士,负责制定研发中心长期发展战略、决策投融资、人事、基本建设等重大事项。
并建立技术专家委员会作为内部咨询机构。
技术专家委员会由来自学术界、企业界和政府委派的专家组成,负责研判行业发展重大问题并筛选确定研究方向。
2。运行经营机制。
研发中心根据市场需求,自主开展各类经营活动。
主要的形式是:
吸收集聚成员单位等各方面的创新资源和科研成果,自主开展技术研发或接受企业委托开展技术研发,将成果及时辐射给行业,向企业尤其是中小企业源源不断提供前沿技术、共性技术和新工艺、新设备、新知识。
研发中心建立利益共享、风险共担的有效机制。
研发中心要建立和落实各项规章制度,加强管理,尤其注重仪器设备和计算机网络的建设与使用效率。
要重视学风建设和科学道德建设,加强数据、资料、成果的科学性和真实性审核以及保存工作。
在此基础上,才能使研发中心的仪器设备对国内其它单位的人员更好地开放服务。
3。产学研合作机制。
研发中心通过体制机制创新有效整合国内外行业优势科研及产业资源,围绕技术突破、技术转化、技术引领建设技术链和产业链上下游高效协同的创新平台,建立起“源头创新驱动”与“市场需求牵引”相结合的协同研发机制,实现企业与高校院所一体化合作,建立创新联合体。
4。多元化投入机制。
建立以地方政府和共建单位直接投入为主,引导带动各类产业投资和社会资本投入的多元投入机制,形成市场化服务收入、竞争性课题以及财政资金后补助等稳定的资金来源。
研发中心经费管理上实行专款专用,大部分资金由各研究方向的项目负责人具体掌握,但随时处于清镇市科技局的监督下。
各项研究工作由研发中心主任协调,包括需要跨方向研究人员的调配、与外单位联合攻关的工作协调,以及各项研究任务的进度管理和监督。
研发中心成立专项人才发展基金,用于研发中心人员队伍的培养。
5。协同模式。
采取网络化科研模式,利用互联网、大数据等,建设覆盖成员单位的科研创新网络平台,通过组织产学研用联合攻关,实现多学科、跨领域、跨地区的铝基新材料技术创新,优势互补、资源开发共享,充分发挥创新资源合理配置的协同优势,提升持续创新能力。
五、建设目标 (一)总体目标:
到2025年,铝基新材料完整产业链全面形成,产业发展质量和效益明显提升,技术创新能力显著增强,高端铝基新材料品种和质量能够满足高端装备制造和国防科技工业需求;产业布局及组织结构更加优化,产业集中度进一步提高,铝基产业集群基本形成,千亿级产业雏形基本形成;赤泥、电解槽废内衬等资源综合利用技术实现产业化。
(二)阶段目标:
1。?第一阶段目标(2014-2021年) 2014-2021年,围绕区域内生态循环铝工业创新发展战略需求,布局建设一批技术创新机构,打造一批技术成果转化孵化平台,健全以企业为主体、产学研协同创新的技术创新体系,形成具有省内外影响力和竞争力的铝产业技术创新网络;同时,攻克转化一批铝产业前沿和共性关键技术,培育一批具有影响力的行业领军企业,带动一批科技型中小企业成长壮大,打造一个发展潜力大、带动作用强的创新型铝产业集群,提升贵阳市铝产业创新能力和核心竞争力,为推进新型工业化、实现高质量发展提供有力支撑。
2。?第二阶段目标(2021-2025年) 2021年启动建设科技创新公共平台1-2家。
到2024年,布局建成科技创新公共平台2-3家。
到2024年,清镇市跻身真抓实干科技创新发展成效明显县(区)前列,力撑贵阳市在国家创新型城市中的排位继续提升。
到2025年,铝基新材料完整产业链全面形成。
六、建设任务 (一)建设科技创新公共平台,打造原始创新策源地。
依托经开区,培育创新主体。
以政府主导、高等院校或科研院所牵头、企业参与的形式,建立一批重点实验室、检验检测中心等科技创新公共平台。
(二)建设技术孵化创新创业平台,强抓技术转移转化扩散。
加快构建以企业为主体、产学研用深度融合的科技创新体系,建设技术孵化创新创业平台,布局建设“四个技术孵化创新园区”。
在各园区内,以市场化机制为基础,以政府参与并发挥积极作用、企业和高校、科研院所协同创新的模式,搭建专业化众创空间和各类孵化服务载体,加强资源开放共享与产学研用合作,打造集大中小企业、高校、科研院所和个人创客协同互动的众创平台,包括科技企业孵化器、大学科技园和众创空间等创新创业孵化平台,带动一批科技型中小企业发展壮大。
布局建设一批企业技术研发中心、产业技术研究院等科技创新创业平台,或者以项目/课题为纽带联合开展技术攻关,推动重大科技成果转化、产业化,加快共性关键技术转移扩散。
1。打造王庄铝先进制造创新区。
加快推进铝产业智能制造试点示范项目建设,大力推进行业智能化、数字化建设,通过政策资金扶持,加快推进智能制造关键技术装备在氧化铝、电解铝、铝精深加工领域的集成应用,提高产品质量和稳定性,提升行业发展水平和效益。
建设赤泥综合利用示范工程,布局并建设电解铝渣、废炭渣处置中心,有序推进再生铝项目建设,建设废铝回收处理一体化中心,鼓励和支持有实力的企业建设再生铝综合利用基地。
2。打造站街铝基新材料创新区。
依托站街铝基新能源汽车零部件制造、铝系微纳米新材料、绿色建筑及新型建材集聚(中心)区,打造铝基新材料创新区,力争在“新基建”5G基站新型铝合金材料、全铝新能源汽车材料、轨道交通用铝合金材料等铝基新材料产业获得先机,在建设新能源汽车零部件产业基地、铝基新材料领域获得更多市场机会。
3。打造卫城扩大铝应用创新区 依托卫城全铝智能家居、健康医药、绿色食品及保健品精深加工集聚(中心)区,不断发掘新的铝产品应用领域,不断拓展量大面广的应用,不断开拓细分市场的需求,扩大市场潜力。
适应新形势,抓住新机遇,坚持新发展理念,聚焦新型基础设施、新型城镇化和重大工程建设需要,增加高品质供给,扩大铝消费应用。
4。打造职教城产教融合实践创新区。
发挥政府资金引导作用,撬动各类社会资本投资职教城建设,探索组建清镇职教城建设发展基金,推动学校、企业、政府共建产教融合创新平台,推动共建共享众创空间,打造高水平产教融合实践创新创业园区,促进职业教育与产业发展、增加就业紧密衔接,大力培养新型工业化建设所急需的高技能人才。
(三)建设一批科技创新服务平台,强力支撑区域创新发展 1。推进科技招商大突破,培育、集聚科技型企业。
开展科技招商引智攻坚行动,完善招商网络,创新招商方式,瞄准重点突破,争取科技招商引智工作有新的大突破。
通过推进转型升级、特色产业、技术扩散、依托大企业加强科技型中小企业培育等措施,开展高新技术企业培育攻坚行动,细化任务,优化服务,广泛宣传和落实科技惠企政策,力争新增科技型企业10家、高新技术企业20家。
2。柔性引进人才及团队,弥补人才短板。
建立健全铝高端人才引进和留住机制,引进和培育铝产业人才。
建立合理的科研人员、技术辅助人员和管理人员结构,按需设岗、公开招聘、合理流动。
吸引海内外优秀人才到研发中心交流,开展合作研究与科技成果转化工作。
吸引和培育技术创新人才,构筑高端人才聚集地。
高起点、高标准规划建设技术创新人才队伍,广辟渠道吸引人才,搭建舞台聚集人才,吸引和聚集高水平领军人才与创新团队,把创新精神与企业家精神、工匠精神有机结合起来,构筑高端人才高地。
3。鼓励科技服务中介机构发展。
技术转移中介组织,行业协会发挥传播信息、构建网络的作用,建设专业化市场化技术转移机构和技术经理人队伍。
支持建设科技创新服务机构,促进科技、产业、金融良性互动、有机融合,打造区域科技创新策源地,形成引领高质量发展的重要动力源。
4。高度重视知识产权工作。
加大政策、资金扶持力度,完善知识产权工作的行政保障体系(机构、人员、机制、经费等),突出铝产业特色,增强创新能力和知识产权创造能力,使得知识产权数量和质量在本地区乃至全省具有一定的优势或代表性,运用知识产权推进区域产业发展取得突出成效。
积极申报贵州省县域经济知识产权战略推进工程项目,指导企业申报贵州省知识产权优势企业项目、贵州省高价值专利项目、贵阳市知识产权试点企业、贵阳市知识产权优势培育企业、贵阳市知识产权示范企业等各类项目。
(中国专利奖、贵州省专利奖) 5。深化科技体制改革,完善区域创新体系。
高度重视政策引领助推企业发展作用,研究出台较为完善的贵阳市铝基新材料产业专项扶持政策。
加快完善科技成果转化激励机制,发挥高校科研院所科技创新优势,建立产业技术创新联盟,推动跨领域、跨行业协同创新,鼓励龙头企业开展新产品技术创新,推进产品升级换代。
组建铝产业协会,助推铝行业内循环,促进产业升级发展。
6。深化区域创新协调发展机制,推动开放创新。
集聚区域周边相关领域上、中、下游企业和高校、科研院所等创新力量,通过跨区域共建的形式建设新型创新平台、产业园区,突破创新资源域经济知识产权战略推进工程项目,指导企业申报贵州省知识产权优势企业项目、贵州省高价值专利项目、贵阳市知识产权试点企业、贵阳市知识产权优势培育企业、贵阳市知识产权示范企业等各类项目。
(中国专利奖、贵州省专利奖) (四)面向节能减排的环境友好型铝土矿开发和铝材加工 1。固化赤泥-改性磷石膏全废渣矿井充填 针对贵州拜耳法工艺产生的固体废渣赤泥大宗利用技术难题,基于赤泥理化性质分析和具有自主知识产权赤泥固化改性技术,结合前期赤泥路用技术中试试验,以赤泥、改性磷石膏在贵阳的清镇市开展实施固化赤泥-改性磷石膏全废渣矿山充填;并就赤泥的全面综合利用编制“赤泥废渣综合利用推进方案”。
将赤泥与改性磷石膏制备矿山充填材料不但能够消除地质灾害,而且能够提高矿山回采率、降低贫化率,而且能够大量消纳赤泥,一举多得,实现生态循环铝产业整体持续稳定健康发展。
2。铝加工行业含油硅藻土处理工艺的研发 研究铝板带箔轧机的运行过程中含油硅藻土杂质影响规律,建立板材制备过程中含油硅藻土杂质容忍标准,为开发铝加工行业含油硅藻土处理工艺提供基础;开发铝板带箔轧机运行过程中杂质净化工艺和新型节能环保含油硅藻土的处理设备,通过对现有生产装备改造设计,建设节能环保型铝材制造示范线,在示范线上实现轧制油过滤净化关键技术工艺的集成;在示范线上进行系统的铝材制备工艺试验,确定含油硅藻土处理的工艺窗口。
(五)面向高端智能制造的铝材料加工技术 1。建立多种铝材“一材多用”数据库。
系统评价铝材的性能和服役范围,数据系统采集;设计“一材多用”数据库,录入材料和应用数据。
2。实现对铝电解生产的智能优化决策与控制 在铝电解厂底层控制系统的基础上,建立制造执行系统,能够对底层控制系统数据和车间生产数据的集成与利用,实现将生产中的关键指标优化设定以及转化为底层控制系统命令和参数,最终为实现铝电解企业的优化生产以及智能生产奠定基础。
信息的接收与反馈,有利于解决铝电解厂的信息孤岛问题,利用制造执行系统对工艺设计,施工质量以及相关设备等信息的集成,并且充分利用云技术,研究中心建立铝电解制造执行系统云平台,在此云平台上集成多个铝电解分厂的制造执行系统。
为了避免人为制定的不确定性,减少人为干预,增加铝电解企业的智能化程度,可采用智能优化算法或专家系统等方法来确定在生产过程中的车辆调度、生产计划、铝液配比、槽况分析等关键信息。
3。铝冷轧、箔轧带材边部加热技术 在铝冷轧、箔轧生产过程中,尤其是带材厚度较薄时,存在一个普遍的板形问题,边部带材偏紧。
考虑到版型问题,急需研发感应加热技术及装置,研究移位控制技术参数对板材铝冷轧、箔轧生产时的影响;优化加热控制、位置控制参数及改善移位控制系统集成策略,构建合理人机界面,重视安全保护,对铝材边部区域的小范围快速升温,补偿此区域的温度梯度问题。
改善铝冷轧、箔轧生产过程中的板形问题。
七、组织实施
(一)筹建方案。
研发中心秉持整合全国优势资源的思路,选择国内在铝基新材料及应用技术领域具有较好产业基础和条件的清镇市为核心建设地点,并纳入贵阳市“十四五”铝基新材料产业发展规划的总体规划中。
计划在拟清镇市经开区进行研究中心主体工程的建设。
研发中心预计初期资金投入总计10亿元,
高校和研究院所等科研机构不以现金出资入股方式,而以技术独立董事单位方式参与创新中心运营。
资金中的5亿元用于中心的基础建设和公共平台建设。
基础建设包括新建生产厂房、无尘清洁厂房、研发中心楼、智慧仓储中心等设施;生产设备包括新购冷轧机、粗中轧机、中精轧机、精轧机、合卷机等生产线包括电池铝箔涂炭、容器箔涂油、亲水铝箔、PS板涂层等。
针对研发中心需要,同时建设废旧铝料回收、分类、拆解、压块及熔炼项目,打造再生资源循环综合利用体系。
公共平台建设费用重点投入用于铝基新材料研发所需的关键装备与关键分析检测设备,对于成员单位已有且向各成员开放的设备与装备,中心将不再重复采购。
1亿元用于中心的基础运行费用,包括中心日常办公开销和中心聘用人员的工资福利等。
其余资金(4亿元)将主要投入支持中心承接、组织的研发项目。
创新中心设立董事会,由7名董事组成,并由股东会选举产生。
投资企业共推荐2名董事、聘请技术独立董事2名、金融机构董事1名。
设董事长1名,副董事长1名。
中心设立执行委员会作为中心日常管理机构,下辖秘书处。
中心建设初期固定人员规模控制在200人左右,主要为中心日常运行所需的行政与运营管理人员及后勤保障人员;中心流动人员规模将达到400人左右,主要为成员单位参与中心组织项目的研发与工程技术人员,以及在中心进行短期工作的科技专家。
(二)评估考核。
由清镇市科技局进行年度评估和定期(两年一次)考核,以此加强研发中心管理,发现问题,总结经验,促进中心健康发展。
重点评估考核内容包括:
试孵化、测试验证、行业支撑服务等方面建设、研发中心的研发力量、共性技术突破、产学研协同、突出市场导向、成果转移转化和可持续发展能力、人才队伍建设、公共服务平台建设以及国际交流与合作情况等。
同时,对于委托开发合同数及金额、知识产权与标准数以及科技项目承担数等关键指标进行定量考核。
加强评估结果的使用管理,结合评估情况进一步规范完善研发中心建设体系。
八、保障措施
(一)加强组织领导和统筹协调。
成立推进铝基新材料研发中心建设领导小组,负责协调解决重大问题、研究制定重大政策、进行重大事项决策,决定促进科技创新的体制架构,分解建设任务,明确时间表和路线图,推动各项任务落到实处。
领导小组办公室设在清镇市科技局,发挥组织实施和协调作用,负责铝基新材料研发中心建设日常工作,负责运行管理、监督评估等工作,加强科技工作组织谋划,按照科技工作年度计划、工作重点和责任分工,强力抓好落实;清镇市其它各部门要加强协调和配合,积极参与技术研发中心组建及运行管理。
(二)发挥财政资金的引导作用。
铝基新材料研发中心获得批复后,由省级财政资金给予相应的启动建设经费支持,支持其实施面向产业发展重大需求、突破产业重大关键核心技术、具有战略性带动作用的重大技术创新项目。
省科技厅与铝基新材料研发中心所在设区市人民政府或科技局签署协议,按责任分工在政策、资金、项目、土地、人才、基础设施等方面为中心建设发展提供支持保障。
同时,鼓励省铝基新材料研发中心建设单位探索多元化投融资渠道,成立产业投资基金或利用社会捐赠、股权投资等多种形式吸引社会资本参与建设,形成省市联动、企业、社会等多方投入的多元化投入机制。
(三)加强政策落实。
研发中心应落实好科技成果转化奖励、科研自主权、科技资源开放共享等政策措施,以及中央、地方支持企业、高校、科研院所、新型研发机构等各类创新主体的优惠政策,按有关政策规定享受研发费用加计扣除、高新技术企业税收优惠、进口科研仪器设备税收减免等税收优惠政策。
对于贵阳市出台的各类创新政策,优先安排在铝基新材料研发中心先行先试,优化铝基新材料研发中心发展政策环境,不断激发区域创新发展活力。
(四)加大人才培养和引进。
依托已有的教育资源,建立健全铝基新材料相关人才培养体系;利用国家和清镇市市的相关人才计划,引进海内外铝基新材料领域高端领军人才和专业团队;建立和完善人才激励机制,落实科研人员科研成果转化的股权、期权激励和奖励等收益分配政策。
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