中国免热处理压铸铝合金专利信息现状.pdf

-39-CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION May.2024中国科技信息 2024 年第 9 期专利分析专利文献反映了技术前沿的最新信息，是世界上最重要的技术载体之一，能够揭示行业的技术水平和发展趋势。利用专利信息分析方法，可以全面而深刻地掌握某一产业领域的技术现状和主要参与者的战略布局。因此，本研究采用专利信息分析方法，通过对中国免热处理压铸铝合金领域专利申请趋势、专利地域分布、重要申请人动态、专利的法律状态等方面进行分析，为掌握我国免热处理压铸铝合金产业动态和专利布局提供基础参考。数据来源与检索方法本文以 IncoPat 专利数据检索系统为数据来源，采用关键词与 IPC（国际专利分类号）相结合的检索策略，对截至2024 年 1 月前涉及中国免热处理压铸铝合金领域的专利数据进行了检索收集。为了保证数据的质量和有效性，对检索结果进行了人工去噪、清洗和标引等处理，最终得到了 130 件专利数据样本作为分析对象。并基于此，对中国免热处理压铸铝合金领域进行了专利信息统计分析，旨在为了解我国免热处理压铸铝合金产业的发展趋势和专利布局提供参考依据。中国免热处理压铸铝合金专利整体情况分析专利申请趋势分析从图 1 可以看出，我国的免热处理压铸铝合金领域专利申请量在 2013 年到 2023 年间整体呈现上升的趋势。其中，20212023 年期间的增长尤为显著，反映了该领域技术的快速发展和市场需求的激增。然而，我国的免热处理压铸铝合金领域相关专利申请起步较晚，直到 2013 年才有第一件相关专利申请。并且，在 20132020 年期间，申请量一直处于较低水平，基本是个位数，说明这一时期我国免热处理压铸铝合金领域技术还处于探索和尝试的阶段。从 2021 年开始，申请量出现了突破性的增长，年度申请量大幅度提升，2021 年为 15 件，2022 年增至 41 件，2023 年达到 50 件，表明该领域技术已经逐渐成熟，具有很强的竞争力和发展潜力。专利申请地域分析由表 1 可知，我国免热处理压铸铝合金专利的申请量呈现出地域分布不均的特点，主要集中在东部沿海省市，而中西部和南方的省市则相对较少。这与各个地区工业发展水平、科技创新能力和市场需求等因素有一定关系。具体来看，上海和江苏是申请量最多的两个省市，共有 38 件专利，分别占总申请量的 14.62%。广东和北京紧随其后，分别占13.08%和 11.54%，是申请量第三和第四多的省市，共有32 件专利。这四个省市的专利申请量占据了总申请量的近一半（54.62%），显示了这些地区在该领域的技术创新能力和市场需求。其他的省市专利申请量都是个位数，如河北、行业曲线开放度创新度生态度检索量持续度可替代度影响力行业关联度中国免热处理压铸铝合金专利信息现状陈俊英陈俊英广西东盟技术转移中心陈俊英（1986），女，硕士，中级工程师，研究方向：技术转移与成果转化。铝合金是一种重要的工业金属材料，其种类繁多，可根据其加工方式和用途，大致分为变形铝合金和铸造铝合金两大类，其中铸造铝合金用量占据主导地位，占比超 80%。铸造铝合金按照生产方式的不同又可分为重力铸造铝合金和压铸铝合金两种。压铸铝合金与传统重力铸造工艺相比，在低收缩率、高温稳定性、尺寸精度、力学性能和材料利用率等方面都有明显优势，更适应于生产结构复杂、壁薄的铝合金零部件。因此，压铸铝合金广泛应用于航空航天、舰船、建筑、家电以及汽车等行业，约占整个铸造铝合金用量的70%，成为铝合金中应用最广泛的品种。免热处理压铸铝合金简化了生产工艺，跳过了高耗能的热处理环节，通过精心设计合金成分和严格控制制备工艺，使其在常温下加工即可达到较高的力学性能。免热处理压铸铝合金不仅能够克服传统压铸过程中充填速度快、表面气泡形成和力学性能难调控等问题，还能够解决大型一体化薄壁铸件使用过程中的潜在变形问题，直接带来制造成本和碳排放的大幅度降低。因此，免热处理压铸铝合金成为各用铝行业，特别是新能源汽车行业的高度关注。中国科技信息 2024 年第 9 期CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION May.2024-40-专利分析图 3 中国免热处理压铸铝合金专利法律状态（单位：件）表 2 中国免热处理压铸铝合金专利排名前十第一申请人情况排名第一申请人名称专利数量/件技术热点占比/%1上海交通大学9非热处理高强韧压铸铝合金6.922帅翼驰新材料集团有限公司8低碳免热处理高压铸造铝合金6.153山西瑞格金属新材料有限公司7免热处理压铸铝硅锌合金5.384小米汽车科技有限公司6免热处理压铸铝合金及制备4.625凤阳爱尔思轻合金精密成型有限公司3非热处理自强化铝硅合金2.316北京科技大学3免热处理高强韧铝合金及成形2.317河北新立中有色金属集团有限公司3真空一体化压铸用免热铝合金2.318苏州慧金新材料科技有限公司3新能源汽车用非热处理高强韧压铸铝合金2.319中信戴卡股份有限公司2高强韧免热处理压铸铝合金1.5410保定市立中车轮制造有限公司2高韧性、高铸造性能免热处理铝合金受力构件材料及制备1.54表 3 中国免热处理压铸铝合金申请人情况（汽车行业领域）公司名称合作单位专利申请量/件申请年份小米汽车科技有限公司62022、2023科曼车辆部件系统（苏州）有限公司苏州大学22020、2023比亚迪股份有限公司亚迪汽车工业有限公司12021蔚来动力科技（合肥）有限公司河北新立中有色金属集团有限公司12022一汽铸造有限公司清华大学12020上海永茂泰汽车零部件有限公司上海交通大学12019中国第一汽车股份有限公司12023中国长安汽车集团有限公司重庆底盘系统分公司中铝材料应用研究院有限公司12023北京车和家汽车科技有限公司中铝材料应用研究院有限公司12022广东鸿图汽车零部件有限公司广东鸿图科技股份有限公司12023图 1 中国免热处理压铸铝合金专利申请量趋势图（单位：件）图 2 中国免热处理压铸铝合金专利申请人类型（单位：件）山西、浙江和安徽四个地区，各有 79 件专利，占总申请量的 5.38%6.92%，表明这些地区也有一定的研发投入和应用前景。剩余的省市专利数量较少，均在 4 件或以下，占总申请量的 3.08%或以下，说明这些地区在该领域的发展还有较大的提升空间和潜力。表 1 中国免热处理压铸铝合金专利申请量地域分布表排名 地域 专利数量/件 占比/%排名地域 专利数量/件 占比/%1上海1914.6211江西32.31 2江苏1914.6212重庆32.31 3广东1713.0813湖南21.54 4北京1511.5414广西21.54 5河北96.9215云南21.54 6山西75.3816内蒙古10.77 7浙江75.3817山东10.77 8安徽75.3818湖北10.77 9辽宁43.0819四川10.77 10吉林43.0820贵州10.77 专利申请人类型分析如图 4 所示，我国免热处理压铸铝合金专利申请人类型的分布情况表明，我国免热处理压铸铝合金专利申请的主要特征是企业占据主导地位，大专院校紧随其后，科研单位也有一定的参与度。具体来说，企业是我国免热处理压铸铝合金专利申请的主要力量，专利数量为 104 件，占总申请量的 80%，远高于其他类型。说明企业在这一领域具有较强的创新能力和市场需求，也反映了企业对于免热处理压铸铝合金的重视程度和应用前景。大专院校是我国免热处理压铸铝合金专利申请的第二大类型，专利数量为 29 件，占总申请量的 22.31%。说明大专院校在这一领域具有较高的研究水平和学术贡献，也反映了大专院校对于免热处理压铸铝合金的科学探索和技术创新。科研单位是我国免热处理压铸铝合金专利申请的第三大类型，专利数量为 7 件，占总申请量的 5.38%，相对较少。说明科研单位在这一领域具有一定的研究成果和技术支持，但还有提升的空间。-41-CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION May.2024中国科技信息 2024 年第 9 期专利分析市场竞争力。表 4 中国免热处理压铸铝合金专利排名前十第一申请人专利法律状态统计表排名第一申请人名称专利有效率有效专利数量审中专利数量无效专利数量1上海交通大学0.56 5312帅翼驰新材料集团有限公司00713山西瑞格金属新材料有限公司0.29 2504小米汽车科技有限公司0.67 4205凤阳爱尔思轻合金精密成型有限公司0.67 2106北京科技大学0.67 2107河北新立中有色金属集团有限公司0.33 1208苏州慧金新材料科技有限公司0.33 1209中信戴卡股份有限公司001110保定市立中车轮制造有限公司0.50 110代表性专利分析根据 incoPat 专利价值度模型，选取了部分价值度得分高的免热处理压铸铝合金代表性专利，如表5所示。可以看出，目前我国免热处理压铸铝合金领域的技术创新要点是注重对铝合金的成分设计和精细控制，以获得具有较高的抗拉强度、屈服强度和延伸率等力学性能优良的铝合金产品。结语免热处理压铸铝合金是一种不需要经过热处理的铝合金材料，具有高强韧性、高铸造性能和低成本等优点，是实现装备轻量化的重要技术方案之一。尤其是在新能源汽车领域，免热处理压铸铝合金有着广阔的应用前景，可以提高汽车的能源效率和环境友好性。近年来，我国在免热处理压铸铝合金领域的技术创新活力不断增强，专利申请数量呈现快速增长的趋势，形成了以企业为主导、高校和科研机构为支撑的研发格局，展现了我国在该领域的较强创新能力和极大发展潜力。然而，该领域也存在一些问题，如专利基数较小、地域分布不均衡和研究手段较为单一等，这些问题限制了我国免热处理压铸铝合金领域专利的技术创新力度和技术创新效率。因此，需要加强技术创新策略和技术创新机制的建设，以提高我国免热处理压铸铝合金专利的技术竞争力和技术影响力，从而在该领域取得更大的突破和进步。表 5 中国免热处理压铸铝合金代表性专利（部分）专利号专利名称技术创新要点性能CN201510167974.3非热处理自强化铝镁合金及其制备工艺通过严格摩尔分数比，对铝合金材料中的 Mn 与 Mg的支晶组成进行细化室 温 下 抗 拉 强 度 340MPa，屈 服 强 度 196MPa，延伸率 10%CN201710666119.6一种高强度可阳极氧化压铸铝合金及其制备方法严格控制各合金元素的种类、含量及其添加形式，无需热处理，直接压铸得到所需产品，适用于薄壁类壳体构件CN201711273901.8铸态铝合金轮毂低压铸造制备方法通过铝合金成分设计、加入 Al-5Ti-B 中间合金强化铝合金，同时严格控制 Fe、Ti、Zn 杂质元素含量屈服强度为 185.0MPa，抗拉强度为 289.6MPa，延伸率为 7.3CN202111425713.9一种免热处理高强韧铝合金及其成形方法利用锶变质细化共晶硅，避免 B 与 Sr 同时添加产生的毒化现象，抑制 SrB6 化合物形成成形构件的抗拉强度 300 400MPa，屈服强度180 320MPa，伸长率 8%21CN202211282771.5非热处理铝合金及加工方法、车用压铸件和车辆终端利用 Ti、C 和 B 元素用于细化铸造产生的粗大预结晶-AL 组织改善非热处理铝合金的组织形态抗拉强度 250MPa，屈服强度 120MPa，延伸率 7，适用于对车辆终端的大型压铸件进行压铸重要专利申请人分析由表 2 可知，从专利数量来看，上海交通大学以 9 件专利数量位居第一，占总申请量的 6.92%，显示了其在该领域的技术创新能力和学术影响力。其次是帅翼驰新材料集团有限公司和山西瑞格金属新材料有限公司，分别以 8 件和 7 件专利数量排名第二和第三，占总申请量的 6.15%和 5.38%，显示了其在该领域的技术实力和市场竞争力。小米汽车科技有限公司专利数量为 6 件，排名第四。而其他六家单位的专利数量较少，为 23 件。从占比情况来看，发现我国免热处理压铸铝合金领域专利分布较为平均，差距较小，没有出现明显的集中或分散现象，说明该领域的技术竞争和专利布局还比较均衡和多元，没有形成绝对的技术垄断或领先优势。另外，从技术热点来看，可以发现我国免热处理压铸铝合金专利的技术内容涉及多个方面，注重提高免热处理压铸铝合金的强度和韧性，以满足高性能要求。免热处理压铸铝合金是汽车行业的重要应用领域之一，许多相关汽车企业都在该领域积极申请专利，以保护自己的技术优势。根据表 3 的数据，小米汽车科技有限公司在2022 年和 2023 年共申请了 6 件专利，是该领域的专利申请量最多的企业。表明小米汽车科技有限公司在免热处理压铸铝合金方面具有较强的研发能力和创新意识，是该领域的领导者或者有望成为领导者。科曼车辆部件系统（苏州）有限公司紧随其后，申请了 2 件专利，而其他汽车企业均只申请了 1 件专利。值得注意的是，这些企业在进行技术研发时基本注重技术合作，这有利于促进技术交流和创新，提高专利质量和效率。专利法律状态分析图 3 显示了我国免热处理压铸铝合金专利的法律状态分布情况，其中有效专利 48 件，占总数的 36.92%；审中专利 59 件，占总数的 45.38%；无效专利 18 件，占总数的13.85%。由此可见，我国免热处理压铸铝合金专利有效专利和审中专利占据大部分，在该领域具有很强的技术实力和发展潜力。另外，从专利排名前十的第一申请人专利法律状态角度看，如表 4 所示，小米汽车科技有限公司、上海交通大学和凤阳爱尔思轻合金精密成型有限公司在中国免热处理压铸铝合金领域的专利表现较好，这些单位的专利有效率和有效专利数量都较高，且无效专利数量较低，有较强的创新能力和