聚焦鋼鐵新材料，育材堂8年打破外企20年關(guān)鍵技術(shù)壁壘

2000兆帕（MPa）的強度意味著什么？——是馬里亞納海溝萬米深處海壓的20倍；是一個指甲蓋上站5頭成年雄性亞洲象時承受的壓力。而在新材料的世界里，一根直徑3毫米的2000MPa級鋼絲，也能輕松吊起一輛mini牌汽車。

如今，隨著技術(shù)的演進，這種過去主要用于重機鋼纜、橋梁拉索、F1賽車、航天飛機等的超高強度材料，也得以低成本地走入大眾的日常生活。

“采用2000MPa超高強度鋼材制造的車門框架，能讓車門框在承受10倍車重撞擊時，將形變幅度控制在50毫米以內(nèi)，有效保障了乘員艙的完整性和生存空間?！庇奶茫ㄌK州）材料科技有限公司（以下簡稱“育材堂”）董事長易紅亮介紹。

自2017年成立以來，這家中國新材料公司接連打破汽車鋼世界紀錄，在專利訴訟中與國際巨頭八度交鋒，并八度獲勝，突破了海外20余年的關(guān)鍵技術(shù)壁壘，幫助鋼鐵和汽車工業(yè)實現(xiàn)先進汽車鋼的技術(shù)平權(quán)。

既要“輕”，更要“硬”

對于新能源車而言，需要依靠減重以提升續(xù)航。但同時，與行車安全直接相關(guān)的車體強度，也愈發(fā)受到重視。面對車企這種“既要又要”的需求，傳統(tǒng)鋼材往往面臨“一強就重、一輕就弱”的困境。

目前，“鋁硅鍍層熱成形鋼”技術(shù)是唯一能同時滿足輕量化、超高強度、量產(chǎn)、安全可靠的工業(yè)化解決方案。一方面，將鋼材加熱后再沖壓成形，可改變鋼材內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)分布，在不增重的同時，實現(xiàn)強度飆升；另一方面，鋁硅鍍層能夠很好地避免鋼材氧化、減少沖壓磨具磨損，并有效提高汽車零部件的防腐蝕等級。新能源車的續(xù)航、安全以及利潤都被這一鋼材技術(shù)直接影響著。

但這一看似成熟的技術(shù)，卻在問世20多年后，仍受制于韌性缺失導(dǎo)致的安全問題。

具體而言，作為鍍層的鋁合金會和鋼發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生一層鐵鋁化合物，其中的碳會被“驅(qū)趕”到相近的鋼材中，導(dǎo)致鋼材局部碳含量上升，鋼材硬化變脆。猶如在零食袋上開了一個V形小缺口，一撕，便開。

由于韌性的缺失，超高強度鋼的氫致延遲開裂也更加可怕。“這也是車企怕的‘幽靈現(xiàn)象’。”易紅亮稱，“汽車材料沖壓成形時看似完好，放置幾天后卻突然開裂，甚至焊裝到車上才暴露問題。這種‘氫致延遲開裂’看不見摸不著，就像幽靈一樣困擾行業(yè)多年。”

育材堂的解決方案很簡單——減少鐵鋁化合物的厚度。即在鋼材加熱過程中盡可能地打薄那層生成的鐵鋁化合物，盡量減少碳的擠出，不讓碳溢出破壞鋼的韌性，從而同時保證了鋼材的高強度、輕量化以及穩(wěn)定可靠，在國際上首次解決了熱沖壓鋼韌性不足、延遲開裂的兩大難題。

技術(shù)原理聽起來好像也沒有很難，但實際上，這條路中國企業(yè)卻走了很久。

打破“技術(shù)鐵幕”，專利戰(zhàn)8：0獲勝

1999年，全球鋼鐵巨頭安賽樂-米塔爾（ArcelorMittal，簡稱“安米”）開發(fā)“鋁硅鍍層熱成形鋼”技術(shù)，有效避免了無鍍層熱沖壓鋼板表面氧化的問題，并在磨具保護、零件尺寸精度、耐蝕性等方面也表現(xiàn)出優(yōu)異性能。

但這一核心工藝長期以來都被安米通過專利墻封鎖，其他企業(yè)若想生產(chǎn)鋁硅鍍層熱沖壓鋼，都需要向安米支付高昂專利費。這也使安米變相掌控了全球鋁硅鍍層熱成形鋼的定價權(quán)。據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，安米鋁硅鍍層熱成形鋼的利潤率顯著高于普通鋼材，享有較高溢價空間。

另一邊的市場中，2024年，全球汽車行業(yè)每年的熱成形鋼使用量約500萬噸，約占汽車用鋼的20%，而中國約有100萬噸的需求。可以說，只要專利不被打破，成本就下不去。但就是“鐵鋁碳”之間融合的這么點事情，卻難住了全球大多數(shù)的企業(yè)。

直至2018年4月，育材堂申請了中國國家發(fā)明專利，并于2019年9月獲得專利授權(quán)，才得以打破安米專利統(tǒng)治。

而2019年至今，育材堂也與國際巨頭累計在鍍層技術(shù)專利領(lǐng)域八次交鋒，期間從無敗績，不僅打破了海外巨頭長達20年的技術(shù)壁壘，也多次打破汽車鋼的世界紀錄——例如，在德國汽車工業(yè)聯(lián)合會（VDA）制定的汽車鋼材韌性關(guān)鍵指標“標準三點彎曲角實驗”（VDA-238）中，安米的專利帶鍍層材料（1.5mm厚度）的彎曲角度通常為55度，而育材堂研發(fā)的新技術(shù)成功將這一指標提升至65度。

作為聚焦鋼鐵的科技公司，育材堂不僅推動了汽車鋼材性能指標的提升、幫助鋼鐵和汽車工業(yè)實現(xiàn)先進汽車鋼的技術(shù)平權(quán)，更使其成為目前唯一反向?qū)W洲進行鋼鐵專利許可的中國公司。

另外，據(jù)報道，育材堂已完成高強度的鋁硅鍍層熱成形鋼的開發(fā)，完成國際反超。并將“鋁硅鍍層熱沖壓鋼激光拼焊技術(shù)”應(yīng)用于汽車一體化門環(huán)等部件制造，破解傳統(tǒng)車門多部件焊接導(dǎo)致的重量增加、結(jié)構(gòu)強度不均、生產(chǎn)效率低下等弊端。使材料利用率提升了10%-15%，顯著降低了碳排放。

得益于此，育材堂也收獲了來自小米、紅杉資本、元禾控股、易方達等頭部機構(gòu)的多輪投資，并與長城、嵐圖等多家國產(chǎn)汽車頭部品牌建立合作。

市場數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計2030年，全球鋁硅鍍層熱成形鋼市場規(guī)模將達1000萬噸，其中中國將占據(jù)35%的市場份額。各個產(chǎn)業(yè)方所看重的，無疑是鋁硅鍍層熱成形鋼在新能源車輕量化進程中不可替代的價值。

“當車企在智能駕駛領(lǐng)域‘仰望星空’時，我們愿做安穩(wěn)托起他們的‘大地’——讓每輛車既有‘鋼筋鐵骨’，又輕盈如翼?！币准t亮此前表示。