航空铝合金熔炼铸造

词条标签：铝合金、铸造、熔炼 所属官方分类：低空有色金属铸造及合金制造

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面向低空经济需求的产业定位与核心价值

航空铝合金熔炼铸造是将铝原料（原生铝或再生铝）与合金元素按配方配比，经高温熔炼、成分精准调控、净化处理后，通过特定成型工艺制备满足低空航空器性能要求的铝合金坯锭或铸件的制造过程，是低空有色金属铸造及合金制造的核心细分领域，被明确列入2025年12月国家发展改革委发布的《低空经济及其核心产业统计分类（试行）》，分类编号为010306，对应产品包括低空用铝合金复杂铸件、铝合金粉末等。

低空经济的快速崛起对航空铝合金材料提出了远高于传统工业铝材的要求：轻量化方面，密度需控制在2.5-2.8g/cm³区间，在保证结构强度的前提下尽可能降低飞行器自重，提升载荷能力与续航里程；安全方面，载人电动垂直起降飞行器（eVTOL）对材料的安全冗余、性能一致性要求达到航空级标准，需要材料在高低温环境、交变载荷下保持稳定力学性能；环境适应性方面，低空飞行器常执行多地域户外任务，要求材料具备优异的抗腐蚀、抗疲劳性能；成本方面，低空飞行器正处于产业化初期，对材料的规模化供应能力与成本控制提出了明确要求。

航空铝合金熔炼铸造作为产业链的核心前端环节，直接决定了后续铝材加工、零部件成型的基础性能，是支撑低空飞行器结构件、动力系统部件制造的关键基础。据产业调研数据，2025年我国低空领域航空铝合金铸件需求量已突破12万吨，其中eVTOL领域对7系高强度铝合金、铝锂合金铸件的需求年增速超过85%，行业进入快速扩容阶段。

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核心工艺流程与关键技术壁垒

航空铝合金熔炼铸造的工艺流程相较于传统工业铝合金生产更为严苛，全流程围绕成分精准控制、杂质去除、组织均匀性优化三个核心目标展开，核心环节包括原料预处理、配料熔炼、净化除杂、成分微调、铸造成型五个步骤：

1. 1原料预处理：针对再生铝原料需要通过磁选、浮选、激光分选等工艺去除铁、铜、锌等有害杂质，保证原料纯度符合航空级标准；原生铝则需要去除表面氧化皮与油污，避免熔炼过程中引入杂质。国内再生铝龙头明泰铝业依托104万吨再生铝保级应用产能（国内第一），开发了闭环预处理工艺，可将再生铝杂质含量控制在0.01%以内，达到航空级原料要求，单吨生产成本较原生铝节约400-500元。
2. 2配料熔炼：按照产品牌号精准配比铝锭与锂、铜、镁、锌等合金元素，在900-950摄氏度的熔炉中完成熔化，过程中需要持续监测熔体温度与成分，避免过烧或成分偏析。国内头部企业普遍采用大型蓄热式熔炉，可实现温度控制精度±5摄氏度，满足批量生产的稳定性要求。经济观察报2025年报道显示，国内某金属矿企车间为亿航EH216-S型eVTOL供应7系铝合金铸锭，熔炉稳定维持900摄氏度高温，单批次可生产12吨符合要求的铝锭，15日内即可完成从熔炼到交付的全流程。
3. 3净化除杂：通过氩气吹洗、熔剂精炼、过滤等工序去除熔体中的氢、氧化夹渣等有害杂质，氢含量需要控制在0.10ml/100gAl以内，满足航空铝材对抗疲劳性能的要求，这也是区别于普通工业铝熔炼的核心环节。
4. 4成分微调：完成精炼后对熔体成分进行在线光谱检测，根据检测结果微调合金元素占比，保证所有成分符合对应航空标准的公差要求。
5. 5铸造成型：根据下游需求分为坯锭铸造与零部件直接成型两类：坯锭铸造多采用半连续铸造工艺生产大尺寸圆锭或扁锭，供后续轧制、锻压加工；复杂零部件成型则采用精密铸造技术，直接生产满足尺寸要求的框架、壳体结构件。

航空铝合金熔炼铸造具备极高的技术壁垒，核心体现在三个方面：第一是标准认证壁垒，生产航空级高强度铝合金需要通过AS9100质量管理体系认证、Nadcap特种工艺认证以及下游整机厂商的供应商认证，认证周期普遍需要3-5年，资金投入大，新进入者难以快速突破；第二是工艺控制壁垒，铝锂合金等新型铝合金熔炼过程中，锂元素活性高易氧化烧损，成分控制难度大，规模化生产技术长期被海外垄断，直到近年才由国内企业实现突破；第三是性能一致性壁垒，低空飞行器尤其是载人eVTOL要求每批次铸件的力学性能偏差不超过5%，对熔炼铸造过程的稳定性控制要求极高，需要长期的工艺数据积累。

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当前国内产业布局与市场实践

我国航空铝合金熔炼铸造产业已经形成以中央企业为技术引领、民营铝加工龙头为产能支撑的市场格局，多家企业已经实现量产供应，深度适配低空经济不同细分领域的需求。

中铝集团作为国内有色金属行业的龙头企业，率先布局低空经济领域航空铝合金技术攻关，针对低空飞行器对铝合金轻量化、强度、耐腐蚀性的极高要求，开展系列前沿新材料科技攻关，成功突破航空级高强度铝锂合金规模化熔炼铸造技术，解决了铝锂合金成分控制偏析、杂质超标的行业难题。在此基础上，中铝前瞻布局无人机用零部件先进铸造成型技术，攻克复杂结构件成形难题，实现无人机框架、壳体等零部件的精密、高效、绿色制造，经 downstream 整机测试，采用该技术生产的零部件可将飞行器结构重量降低8%-12%，有效提升了飞行器载荷能力和续航里程，直接支撑我国低空飞行产业的赛道升级。

民营铝加工龙头明泰铝业已经明确将低空经济纳入其高端化战略的核心布局方向，通过材料研发与产能建设双线布局，已经具备航空铝合金熔炼铸造的量产能力。公司配置了高端熔炼、辊底炉热处理设备，依托104万吨国内最大再生铝保级应用产能，构建了“废铝回收—熔炼再生—精深加工”的完整闭环，在保证材料性能符合航空级要求的同时实现成本优势。目前明泰铝业已经获得AS9100航空认证，可稳定生产供应eVTOL结构件用高端铝板坯锭，部分产品已经实现批量交付。

在具体下游应用层面，国内低空飞行器整机厂商已经实现了航空铝合金铸件的规模化应用：亿航智能获得全球首张适航证的EH216-S型eVTOL，其主梁框架采用7系铝合金铸件，部分结构件采用航空级2024-T3铝合金制造，2025年国内供应商已经实现该型号铸件的稳定交付，当年就接到37批该型号的订单，较2024年实现了数倍增长；消费级无人机龙头大疆的部分无人机机身框架采用镁铝合金铸件，通过再生铝先进熔炼铸造技术，兼顾了轻量化、高强度与成本优势，年需求量超过3万吨；在动力系统领域，低空飞行器动力电池普遍采用铝壳封装，宁德时代研发的“铝基一体化”电池壳采用再生铝合金熔炼铸造生产，已经实现批量配套，兼具低碳优势与成本优势。

从产业链分工来看，上游为铝原料供应环节，包括中铝、云铝等原生铝供应商，以及明泰铝业、怡球资源等再生铝供应企业；中游为航空铝合金熔炼铸造环节，分为坯锭生产企业与精密铸件生产企业，坯锭以中铝、明泰铝业为主，精密铸件则包括多家专业化零部件铸造企业；下游为低空飞行器制造企业，覆盖消费级无人机、工业无人机、eVTOL等多个细分领域。目前国内产业链已经实现自主可控，核心环节不存在“卡脖子”问题，产能规模可以满足未来5年低空经济发展的需求。

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政策标准导向与产业发展趋势

航空铝合金熔炼铸造的发展直接受益于低空经济的政策红利，2025年12月国家发改委发布的《低空经济及其核心产业统计分类（试行）》，明确将低空用铝合金复杂铸件、铝合金粉末纳入国家统计分类目录，标志着该领域已经成为国家支持的未来产业重点方向，在项目立项、金融支持、产业园区建设等方面将获得政策支持。

在标准层面，目前行业普遍采用国际通用的AS9100航空质量管理体系标准、Nadcap特种工艺认证，以及国内航空航天工业的相关标准，针对低空经济特定需求的行业标准正在制定过程中，未来将进一步明确不同类型低空飞行器用铝合金铸件的性能要求、检测方法，规范行业发展。

从未来发展趋势来看，航空铝合金熔炼铸造将呈现三个明确的发展方向： 第一是再生铝占比持续提升。再生铝相较于原生铝可降低90%以上的碳排放，契合低空飞行器整机厂商的低碳发展需求，同时通过先进的分选和熔炼技术，再生铝可以达到与原生铝相近的机械性能，完全满足结构件制造要求。随着国内再生铝产能的不断升级，预计2030年低空领域航空铝合金中再生铝的占比将从当前的22%提升至45%以上，成本优势与低碳优势将进一步凸显。 第二是高性能新型合金的规模化应用加速。铝锂合金比强度较传统7系铝合金高10%-15%，密度更低，可进一步降低低空飞行器结构重量，中铝已经突破铝锂合金规模化熔炼铸造技术，随着eVTOL产业化进程加快，铝锂合金铸件需求量将快速增长，预计2028年国内低空领域铝锂合金铸件需求量将突破1.2万吨。同时，针对不同部件的性能需求，高强度铸造铝合金、高耐腐蚀铝合金的配方与工艺研发也将持续推进，产品体系不断完善。 第三是一体化精密成型成为重要方向。传统工艺需要先铸造坯锭，再经过多步加工得到成品零部件，材料利用率低、成本高。随着低空飞行器对降本增效的要求不断提升，先进熔炼铸造技术直接成型复杂结构件将成为重要发展方向，中铝已经实现无人机框架、壳体等零部件的直接精密铸造，材料利用率从传统的30%提升至75%以上，生产周期缩短40%，未来该技术将逐步拓展至eVTOL大型结构件制造领域，进一步降低下游整机成本。

整体来看，航空铝合金熔炼铸造作为低空经济的核心基础材料环节，当前已经实现技术突破与量产供应，随着低空经济产业规模的不断扩张，行业将保持快速增长，未来具备广阔的发展空间，也将为我国有色金属工业高质量发展、培育新质生产力提供重要支撑。