5月23日，在由上海有色网信息科技股份有限公司（SMM）主办、洛阳三五电缆集团有限公司 协办，江苏线缆协会、河南电工协会、浙江线缆协会、湖南线缆协会、广东线缆协会、上海线缆协会、深圳机器人特种线缆协会、贵州线缆协会、湖北线缆协会 特邀支持，安徽鑫海高导新材料有限公司、民丰电缆集团有限公司、东吴期货有限公司、浙江东翼控股集团有限公司、江苏中利集团股份有限公司等大力支持的2025SMM（第三届）电线电缆产业发展大会暨电线电缆工业展览会——电线电缆产业发展大会论坛上，重庆国创轻合金研究院有限公司工程师王路对“以铝代铜：高强高导铝合金技术发展趋势”进行了分析。
以铝代铜的应用和技术趋势
以铝代铜：铝的优势
►中国铝、铜储量
根据《中国矿产资源报告》显示，我国铜矿储量3494.79吨，铝土矿储量71113.74吨，相比铝而言我国铜资源相对匮乏，进口依赖度高，成为“铝代铜”技术革命的重要推力。
►铝、铜使用成本对比
在具有相同载流量情况下，铜制导电元件重量为铝制的乙等效成本约为铝制元件5除去因元件体积增加带来的绝缘包覆材料成本，仍可实现降本30-50%，随着新能源汽车等行业的进一步发展铜价进一步上涨，同时铝更有利于实现轻量化的目标，成为推进原材料替换的又一动力。
以铝代铜：趋势分析
国内外电缆行业铝代铜使用情况
日韩：铝合金代铜率达 70%；美国：铝合金代铜率达 50%；中国：处于起步阶段,铝代铜不足30%。
从电缆行业投射到整个导电元件模块国内“铝代铜”仍处于起步阶段，铝作为导电率第三的金属，市场规模增长潜力巨大。
其对部分已应用铝代铜的公司进行了介绍。
以铝代铜：新能源汽车导电系统
新能源汽车急需轻量化，增加续航里程，减少电力消耗，降低碳排放。
小型新能源车的线束长度可能在 1500~2500 米，线束重量约20~50kg，而中大型新能源车的线束长度会超过 3000 米，重量可能会超过50kg。
线束用铜占据汽车用铜量的半壁江山，而电动汽车比传统燃油车多用3-5倍的铜，其高压线束系统导电性能要求高，铜线缆的重量占比一般为 75%左右，成本占比 35%左右，因此减铜.去铜是线束减重、降本的主要思路。
铝的密度仅不到铜的三分之一重量轻，有利于降低汽车能耗和碳排量。
与铜相比，铝价格低廉、波动小，以铝代铜可以降低成本。
铝的导电率是铜的60~62%，采用1.5-1.6倍铜线径的铝线替代铜线，重量可减轻50%左右成本降低约40%左右。
应用：6101高导电铝材已在铝导电线缆母材、导电轨、充电桩、新能源汽车用导电带等领域实现应用。
以铝代铜：新能源汽车
新能源汽车市场
以铝代铜的主要产品
高纯铝：高纯铝电导率可达62-63%但因其抗拉强度低，仅能达到170-180MPa，限制其应用。
AI-Mg-Si 6系铝合金：6系合金为热处理可强化中高强导电合金，通过变形+固溶时效工艺可有效提高抗拉强度，电导率达56-61%IACS。
高导电铝基复合材料：近年，随着石墨烯、碳纳米管等高强高导电增强体的出现，有望实现在现有铝合金条件下实现电导率与强度的进一步提升，当前工艺难度高，尚未实现产业化。
影响铝合金导电性能的因素
材料本征：气体因素、合金元素、稀土元素、晶体缺陷。
制备工艺：塑性变形、热处理。
应用条件：环境温度、受力条件。
影响铝合金导电性能的因素——材料本征
气体因素：气体进入熔体后不能及时排除就会形成气孔，降低合金的有效导电面积，使导电率下降。
合金元素：合金材料与基体不相同的元素，会成为电子运动的散射源，元素的含量以及种类会使得材料的导电性能有着不同程度的下降。
稀土元素：稀土元素能够净化铝合金中的杂质，提高材质的导电性。
晶体缺陷：晶体缺陷(空位、位错、间隙原子等)会导致导电率降低。
►材料本征的影响——铝材的纯度
气体降低电导率：铝是一种极易吸收气体的金属，铝材中通常含有 H、N、CO,等杂质气体这些气体在基体中的溶解度很小，易形成气孔并产生应力集中，减小铝材的有效导电面积，显著降低材料的导电率和机械性能；
金属化合物夹渣降低电导率：氧化物、碳化物和氮化物等金属化合物夹渣也经常在导电铝材中出现，对其各方面性能产生不利影响。
铝材的纯度影响其导电能力，纯度越高(即含气量和含渣量越少)，导电能力越强。当铝的纯度达到99.996%时，铝材导电率可以达到65.5%IACS以上。
►材料本征的影响——化学元素种类及含量
Ti、Cr、V、Zr杂质元素显著降低合金导电性能。
►材料本征的影响——化学元素种类及含量的影响(硼化处理)
熔体除杂：B元素在铝合金熔体中能自发地与Ti、Cr、V元素结合形成硼化物，极大改善材料显微组织，将晶内杂质相拖至晶界聚集，提升导电率。
►材料本征的影响——稀土元素
精炼、净化作用：脱氧，净化熔体
变质富铁相：改善A1-Fe-Si相形貌、尺寸及其分布；
调控晶粒组织：形成高热稳定弥散相，影响变形再结晶;
提高耐热性：高热稳定弥散相，抑制晶粒粗化。
已通过稀土微合金化+连铸连轧一体化技术，制备出强度高达195+2兆帕、导电率61.1%、280℃保温1小时后强度保持率94%的铝合金导线。
►材料本征的影响——晶体缺陷
位错、晶界相较于空位、间隙原子影响作用低。
影响铝合金导电性能的因素——制备工艺和应用条件
塑性变形：合金的冷变形状态也会影响导电率的高低。
热处理：合金的导电率高低与热处理后的微观组织有关包括析出第二相的密度、大小、分布状况以及晶界的情况。
温度：通常认为温度和电阻是呈现一种线性关系。
受力情况：在弹性范围内单向拉伸或扭转应力，导电率降低；在压力情况下，导电率增大。
制备工艺——塑性变形(以6系铝合金为例)
•高变形程度将大大增加材料中空位的浓度，与体扩散相比，位错促进溶质扩散几乎三个数量级，溶质元素的扩散率增加导致与未成形材料相比变形材料中的基体Mg和Si溶质含量的更快耗尽，并因此导致电导率的增加；
•通过位错产生的应变硬化在电阳率可以忽略的情况下具有第二高的强化部分。
制备工艺——热处理(可热处理强化铝合金如6系)
热处理——双级时效
双级时效在一级时效形成密度高、尺寸小的 GP 区，为二级时效B”相析出提供形核质点，促进B”相的细化，提高合金的强度的同时对电导率的提高也有积极作用。
其还对铝基复合材料进行了介绍。
中铝高性能导电铝合金的产品
中铝新产品开发——高导高性能铝导线
创新性开发了导体材料全流程形变与热处理的控制技术，实现了高均匀性导体材料的短流程制备，解决了导电性能与强度、耐热、抗蠕变等多性能协同提高的技术难题。
中铝新产品开发——高强高导6101铝合金
其对中铝供国外知名主机厂高导电6101轧制材性能进行了阐述。
预研开发-高强高导电6xxx铝合金材料开发与关键制备技术
开发新型高强高导电铝合金产品，并形成高于现有新能源领域用铝系列导电产品：高强导电铝合金：抗拉强度300MPa、电导率56%IACS2；高导电铝合金：抗拉强度220MPa、电导率60%IACS；高强高导电铝合金：抗拉强度250MPa、电导率58.5%IACS。
中铝新产品开发——高性能铝杆
可生产除2、7系外的各系铝合金杆材，规格范围9.5~12.0mm。
此外，其还对中国铝业集团有限公司概况、中国铝业集团有限公司科技创新体系、中铝高端制造专业研究院、重庆国创轻合金研究院有限公司等内容进行了介绍。
