文/中國鍛壓協(xié)會
當(dāng)前鍛壓行業(yè)熱點(diǎn)、困惑和技術(shù)問題與2017年鍛壓行業(yè)新增長點(diǎn)分析
文/中國鍛壓協(xié)會
當(dāng)前行業(yè)究竟如何,存在什么樣的問題,如何思考行業(yè)和引導(dǎo)行業(yè)發(fā)展一直是中國鍛壓協(xié)會的重要課題,在調(diào)研的基礎(chǔ)上,提出了如下觀點(diǎn)。
熱點(diǎn)(防止過熱性扎堆兒)
(1)有色鍛造、高強(qiáng)鋼鍛造和板材鍛造成形,鋁合金的半固態(tài)成形。
(2)設(shè)備選型和自動化,壓機(jī)+步進(jìn)梁,螺旋壓力機(jī)+機(jī)器人,專機(jī)+機(jī)械手等成為熱點(diǎn)。
(3)工人的敬業(yè)精神和技術(shù)工人短缺,特別要注意持續(xù)地進(jìn)行高素質(zhì)勞動者在企業(yè)的培養(yǎng)。
(4)技術(shù)人員與技術(shù)專家繼續(xù)嚴(yán)重短缺。
(5)精鍛概念、溫鍛概念在發(fā)生微妙的擴(kuò)展和變化,也不統(tǒng)一,閉式鍛造、熱冷和熱溫復(fù)合等工藝受到持續(xù)關(guān)注。
(6)機(jī)械化—自動化—數(shù)字化—信息化—智能化概念正在越來越清晰。
(7)鍛后第一熱處理、生產(chǎn)安全性正在受到企業(yè)管理者的重視。
(8)企業(yè)內(nèi)部管理架構(gòu)、物流和制度建設(shè)成為熱點(diǎn)事項(xiàng),管理顧問咨詢業(yè)務(wù)由廣東逐步向北推進(jìn)。
(9)工藝與方法創(chuàng)新。關(guān)鍵問題是如何創(chuàng)新,主機(jī)廠配套企業(yè)參與零部件設(shè)計的改進(jìn),特別是從在制零件的改進(jìn)開始。
(10)大型閥體多向模鍛技術(shù)。
(11)航空鋁質(zhì)結(jié)構(gòu)件。
(12)高壓脹形、熱沖壓生產(chǎn)技術(shù)。
(13)有色合金板材沖壓。
(14)激光加工與鈑金加工中心應(yīng)用。
(15)高鐵、金融設(shè)備、醫(yī)療器件和新能源產(chǎn)業(yè)設(shè)備沖壓和鈑金制作件。
困惑(戰(zhàn)略企業(yè)家培養(yǎng))
(1)電動與新能源汽車何時大面積生產(chǎn)和使用。
(2)鍛造、沖壓和鈑金制作的市場方向、技術(shù)方向和設(shè)備方向。
(3)什么樣的管理模式適合于鍛造、沖壓和鈑金制作企業(yè)。
(4)國際市場與行業(yè)情況如何?
(5)鍛造、沖壓和鈑金制作行業(yè)的投資方向?
(6)人力資源短缺。
(7)企業(yè)不創(chuàng)新,搶用戶和挖人才。
(8)跟對用戶,最重要的是做對產(chǎn)品,如何參與配套廠產(chǎn)品的市場研究?
(9)如何尋找和捕捉合適的市場?
(10)如何能讓國家的政策落實(shí)到行業(yè)中的中小微企業(yè)?
需要解決的主要技術(shù)問題(投資方向和技術(shù)多樣性認(rèn)識)
(1)模具壽命,模具壽命的認(rèn)識問題。
(2)自動化可靠性問題。
(3)數(shù)字模擬技術(shù)的精確度和應(yīng)用問題。
(4)人均勞動生產(chǎn)率提升的問題。
(5)鍛件熱處理問題。
(6)不同材料在不同溫度和壓力下的變形機(jī)理問題。
(7)政策影響市場,高峰需求時段的生產(chǎn)滿足方式。
(8)板材鍛沖復(fù)合工藝機(jī)理問題。
(9)熱沖壓和高壓脹形技術(shù)。
(10)復(fù)合材料沖壓和鈑金制作技術(shù)。
(11)模具潤滑劑技術(shù)。
結(jié)合鍛壓產(chǎn)品在國民經(jīng)濟(jì)各個配套領(lǐng)域的發(fā)展趨勢,以及《中國制造2025》重點(diǎn)方向和《國務(wù)院辦公廳關(guān)于機(jī)械工業(yè)調(diào)結(jié)構(gòu)促轉(zhuǎn)型增效益的指導(dǎo)意見》,分析鍛壓行業(yè)2017年的增長動力領(lǐng)域主要來自于汽車、航空航天、軌道交通、國際市場以及醫(yī)療等行業(yè),具體分析如下:
汽車產(chǎn)業(yè)依然是引領(lǐng)需求的重點(diǎn)領(lǐng)域,輕量化帶動新結(jié)構(gòu)新材料的研發(fā)創(chuàng)新
(1)發(fā)動機(jī)新結(jié)構(gòu)設(shè)計。國務(wù)院《節(jié)能與新能源汽車發(fā)展規(guī)劃2012~2020》提出,平均燃料消耗量到2020年下降到5.0L/100km,新能源汽車為4.5L/100km。有效控制燃油消耗成為跨國企業(yè)的爭奪戰(zhàn)。表1為車輛每減重1%對燃油經(jīng)濟(jì)性提升的貢獻(xiàn)。
表1 車輛每減重1%對燃油經(jīng)濟(jì)性提升的貢獻(xiàn)
通過查閱資料得到國外正在開發(fā)乘用車汽油發(fā)動機(jī)的技術(shù)。高壓共軌噴油管采用不銹鋼鍛造,適合汽油使用,這一技術(shù)將在2018年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn);柴油發(fā)動機(jī)噴油器體采用非調(diào)質(zhì)鋼材料(42CrMoS4)。國內(nèi)鍛造企業(yè)正在研究開發(fā)不銹鋼噴油管的鍛造工藝,這個產(chǎn)品的鍛造有別于其他類型的不銹鋼鍛造。另一個新技術(shù)是為了減少排放,發(fā)動機(jī)在低速時只有兩個缸在工作,國外研發(fā)了抽拉式凸輪軸。以前的凸輪軸是整體式,新的結(jié)構(gòu)將是2個凸輪軸組合。國內(nèi)鍛造企業(yè)也在同步開發(fā)。特別值得提出的是電動公交車是一個市場的增長點(diǎn)。
(2)鋁合金、超高強(qiáng)鋼成形零件擴(kuò)大應(yīng)用。這會為汽車開發(fā)的輕量化技術(shù)繼續(xù)推廣應(yīng)用、國產(chǎn)品牌汽車企業(yè)的應(yīng)用范圍做出巨大貢獻(xiàn)。為了減重的需要,鋁合金鍛件將替代鋼鍛件,例如鋁輪轂、鋁皮帶輪等。新材料和新技術(shù)將應(yīng)用在汽車沖壓方面,例如超高強(qiáng)鋼的應(yīng)用,熱成形技術(shù),管材液壓成形等等;發(fā)動機(jī)蓋、車門、保險杠、底盤懸掛零件采用鋁合金材料,結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)等。
以日產(chǎn)LEAF兩代車比較,鋁由0%提高到10%;超高強(qiáng)鋼仍然是14%;先進(jìn)高強(qiáng)鋼由2.0%提高到17%;高強(qiáng)鋼由38%減少到18%;軟鋼由46%下降到41%。
目前,中國的超高強(qiáng)鋼熱沖壓生產(chǎn)線(所有設(shè)備均為進(jìn)口)主要集中在本特勒、海斯坦普、麥格納等外資汽配供應(yīng)商在華的幾個生產(chǎn)基地,操縱著熱沖壓零件的市場價格。國內(nèi)從事高強(qiáng)鋼熱沖壓零部件生產(chǎn)的企業(yè)只有寶鋼等屈指可數(shù)的幾家。但是,產(chǎn)品從設(shè)計到生產(chǎn)線布置以及設(shè)備布局規(guī)劃等基本上都是從國外引進(jìn)。我國每年都耗費(fèi)巨資進(jìn)口該類裝備(單套裝備價格在1億元左右)。雖然國外熱沖壓技術(shù)比較成熟,但對國內(nèi)實(shí)行技術(shù)封鎖,引進(jìn)生產(chǎn)線不僅費(fèi)用昂貴,而且得不到核心技術(shù),導(dǎo)致產(chǎn)能普遍很低。
經(jīng)過近幾年的研發(fā),國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)能夠制造高強(qiáng)度鋼板熱沖壓成形自動化生產(chǎn)成套裝備,不僅可大量降低熱成形工裝的成本及熱沖壓件的價格,還可以大幅度增加熱沖壓件的應(yīng)用范圍。
(3)液態(tài)模鍛鋁合金輪轂成形設(shè)備已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化,結(jié)束進(jìn)口依賴。實(shí)現(xiàn)鋁合金輪轂的液態(tài)模鍛成形,相較于鑄造成形工藝,能夠使鋁合金輪轂更加輕量化,強(qiáng)度更高,且質(zhì)量均勻性好,極大地降低了輪轂的圓跳動,從而更加節(jié)能;實(shí)現(xiàn)了一種有別于鑄造成形和固體鍛造成形的全新鋁合金輪轂成形工藝。
(4)汽車零部件內(nèi)高壓成形技術(shù)既可以減輕零件質(zhì)量、節(jié)約材料,又可以充分利用強(qiáng)化效應(yīng)增加材料的強(qiáng)度和剛度。
汽車零部件內(nèi)高壓成形技術(shù)在國內(nèi)尚處于起步階段,僅有個別企業(yè)和高校掌握了核心技術(shù),未來具有很大的發(fā)展空間,目前,國內(nèi)具有一定規(guī)模的汽車零部件制造廠家約200家,僅有10%的廠家引進(jìn)了汽車內(nèi)高壓成形設(shè)備,總額約20億元,其中進(jìn)口設(shè)備占85%,國內(nèi)自主研發(fā)汽車內(nèi)高壓成形設(shè)備替代進(jìn)口可降低成本近2/3。
我國自主研制的大噸位管材內(nèi)高壓成形生產(chǎn)線,計劃于2017年6月完成,可實(shí)現(xiàn)新增各類汽車輕量化零部件100萬件/年的生產(chǎn)能力。
(5)國家對新能源汽車的快速推動。沖壓和鈑金零件在新能源汽車領(lǐng)域也將有新的發(fā)展,充電樁、電池、電機(jī)殼、儲氣罐等新結(jié)構(gòu)對板材成形的產(chǎn)品需求更大,續(xù)航里程能力要求也使設(shè)計師加入了更多的輕量化結(jié)構(gòu),市場空間較大。
滿足航空航天及軍工領(lǐng)域的需要
航空航天和軍工領(lǐng)域作為國家戰(zhàn)略重點(diǎn),雖然沒有重大的拉動作用,但一直是持續(xù)發(fā)展的亮點(diǎn)。
(1)航空運(yùn)輸和通用航空服務(wù)需求的不斷增長為飛機(jī)制造業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了廣闊的市場空間。預(yù)計未來10年,全球?qū)⑿枰删€飛機(jī)1.2萬架、支線飛機(jī)0.27萬架、通用飛機(jī)1.83萬架、直升機(jī)1.2萬架,總價值約2萬億美元;同時,隨著我國空域管理改革和低空空域開放的推進(jìn),國內(nèi)通用飛機(jī)、直升機(jī)和無人機(jī)市場巨大。
(2)參照國際經(jīng)驗(yàn),我國未來將有幾十萬架通用飛機(jī),帶動關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)數(shù)萬億。受此影響,各通航產(chǎn)業(yè)園、投資企業(yè)出現(xiàn)了“大躍進(jìn)”式的大干快上風(fēng)潮。投資旺盛是我國通用航空近年來的重要特征,由此帶來了行業(yè)生產(chǎn)能力的快速集聚,“十三五”期間我國通用航空仍將處于成長期。
(3)飛機(jī)蒙皮是飛機(jī)非常重要的鈑金零件,飛機(jī)蒙皮質(zhì)量的好壞直接影響到飛機(jī)在空阻方面的表現(xiàn),而在軍用飛機(jī)上,蒙皮的成形質(zhì)量還會直接影響涂層的隱身效果,所以飛機(jī)蒙皮的成形質(zhì)量,對一架飛機(jī)來講至關(guān)重要。我國幾大飛機(jī)制造廠家制作的飛機(jī)種類越來越多,蒙皮拉伸機(jī)100%采購于發(fā)達(dá)國家,例如法國ACB公司、美國Cyril Bath和Hufford公司等。目前我國各大飛機(jī)制造廠,在飛機(jī)蒙皮拉伸設(shè)備方面,需求量較大,國內(nèi)設(shè)備制造企業(yè)開發(fā)了蒙皮拉伸機(jī),2017年將具備項(xiàng)目推廣示范效應(yīng)。
(4)大型輕量化整體及高強(qiáng)金屬結(jié)構(gòu)制造技術(shù)。以機(jī)身壁板、機(jī)翼壁板以及起落架、框梁肋等部件為主要對象,我國航空鍛造企業(yè)正在開展鈦合金、鋁合金、鋁鋰合金、高強(qiáng)鋼等金屬結(jié)構(gòu)的制造工藝研究,部分產(chǎn)品已經(jīng)研制成功。
(5)航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)是指渦扇/渦噴發(fā)動機(jī)、渦軸/渦槳發(fā)動機(jī)和傳動系統(tǒng)以及航空活塞發(fā)動機(jī)的集研發(fā)、生產(chǎn)、維修保障服務(wù)的一體化產(chǎn)業(yè)集群。航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈長,覆蓋面廣,對國民經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展有著巨大帶動作用?!吨袊圃?025》目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)也將以航空發(fā)動機(jī)的研制成功為代表。
航空發(fā)動機(jī)的發(fā)展在很大程度上取決于所用材料及其制造技術(shù)的研究進(jìn)展,等溫鍛造是制造先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)的重要工藝,是鈦合金、高溫合金、鋼等成形制造的重要手段,目前已經(jīng)取得了較大的進(jìn)展。
電子與通訊設(shè)備、軌道交通裝備、工程機(jī)械與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等領(lǐng)域
(1)電子及通信設(shè)備需求的零件精度的提高,需要改變原來的工藝,采用精密成形,例如基站使用的模塊,采用變形6系鋁合金成形,達(dá)到產(chǎn)品公差要求。
(2)城市地鐵建設(shè)普及到三、四線城市,鍛件和鈑金零件需求有所增加,例如控制柜、安檢機(jī)、閘機(jī)、燈具等。
(3)城鎮(zhèn)化建設(shè)以及基礎(chǔ)設(shè)施完善加快,需要更多的鈑金產(chǎn)品。
(4)工程機(jī)械基礎(chǔ)零部件仍然有市場需求。
《中國制造2025》重點(diǎn)領(lǐng)域之——生物醫(yī)藥及高性能醫(yī)療器械
(1)生命工程中,干細(xì)胞研究需要的儲存設(shè)備為鈑金制作件。
(2)為生物醫(yī)藥設(shè)備配套的鈑金制作件。
比較復(fù)雜的、低附加值的出口市場
這類零件形狀復(fù)雜,成形工序多,精度一致性要求高,制造過程控制要求嚴(yán)格。主要有小型機(jī)械、自行車、摩托車等配套零件。
民營出口型企業(yè)能夠滿足質(zhì)量要求、小批量多品種的市場需求。