精沖技術(shù)在武漢泛洲的應(yīng)用與發(fā)展

文／李貝·武漢泛洲精密科技股份有限公司

武漢泛洲精沖有限公司在2023 年8 月28 日完成股份制改造，更名為武漢泛洲精密科技股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱“武漢泛洲”)，是一家專注新能源汽車精密沖壓零部件、變速器精沖換擋撥叉及駐車模塊開(kāi)發(fā)與制造的國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)。公司從1996 年開(kāi)始進(jìn)入精沖汽車零部件領(lǐng)域，目前主要為上汽、長(zhǎng)城、長(zhǎng)安、比亞迪、通用等車企配套供應(yīng)商，年產(chǎn)精密沖壓件超過(guò)1200 萬(wàn)件，在自主品牌乘用車精沖撥叉領(lǐng)域處領(lǐng)先地位。公司積極參與精沖領(lǐng)域國(guó)家級(jí)研發(fā)項(xiàng)目，曾獲得國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)，湖北省科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)，擁有專利78 項(xiàng)、其中發(fā)明專利5 項(xiàng)、參加精沖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)起草2 項(xiàng)。公司是中國(guó)鍛壓協(xié)會(huì)常務(wù)理事單位，中國(guó)精沖委員會(huì)執(zhí)行委員單位，湖北省鍛壓協(xié)會(huì)理事單位?；仡櫣驹诰珱_行業(yè)近30 年的發(fā)展，可分為以下幾個(gè)階段。

第一階段：精沖起步，主要產(chǎn)品大眾捷達(dá)撥叉(1996—2004)

湖北武漢是我國(guó)精沖技術(shù)的發(fā)源地之一，1996年武漢泛洲承接了一汽大眾捷達(dá)轎車02K變速器精沖撥叉的項(xiàng)目，開(kāi)始研究精沖工藝。

武漢泛洲起步時(shí)，國(guó)內(nèi)沒(méi)有廠家生產(chǎn)精沖機(jī)，也沒(méi)有足夠的資金購(gòu)買進(jìn)口精沖設(shè)備。武漢泛洲與武漢華中理工大學(xué)和黃石鍛壓廠合作，開(kāi)發(fā)出了315 噸精沖機(jī)(圖1)，這臺(tái)精沖機(jī)功能并不完善，與進(jìn)口產(chǎn)品相比，液壓系統(tǒng)不穩(wěn)定，存在漏油，機(jī)器不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送料，生產(chǎn)效率不高等問(wèn)題。但有了這臺(tái)國(guó)產(chǎn)315 噸精沖機(jī)，武漢泛洲的精沖之路正式起航。

圖1 黃石鍛壓315 噸液壓精沖機(jī)

由于沒(méi)有精沖技術(shù)積累，因此不具備設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)精沖跳步模具的能力。而且315 噸精沖機(jī)臺(tái)面只能支持440mm×440mm規(guī)格的模具(圖2)，也沒(méi)有送料功能，因此捷達(dá)精沖撥叉(圖3)只能采用單工序精沖工藝方案，以簡(jiǎn)單的精沖落料為主，精沖后還需要鐓扁、切邊、壓彎和沖切等多道沖壓工序，生產(chǎn)效率不高。精沖材料沒(méi)有卷料，使用的是太原鋼鐵集團(tuán)的板料，回廠后需要用剪板機(jī)剪切成條料再進(jìn)行精沖。模具材料使用的是國(guó)產(chǎn)的Cr12MoV，對(duì)于6mm 厚的精沖零件，單次修模壽命平均在3000 ～5000 件。

圖2 315 噸精沖機(jī)使用的精沖模具

圖3 黃石鍛壓315 噸精沖機(jī)生產(chǎn)的捷達(dá)撥叉等精沖零件

雖然條件簡(jiǎn)陋，技術(shù)落后，但當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)精沖零件價(jià)格不錯(cuò)，支持了武漢泛洲在精沖市場(chǎng)的起步發(fā)展。到2004 年銷售額已從初期的100 萬(wàn)元增長(zhǎng)到近1500萬(wàn)元之高，精沖零件銷量接近80 萬(wàn)件/年，精沖產(chǎn)業(yè)初具規(guī)模。

第二階段：精沖技術(shù)引進(jìn)吸收，主要產(chǎn)品大眾MQ 撥叉(2005—2012)

為了提升精沖技術(shù)水平，2004 年武漢泛洲從德國(guó)引進(jìn)大眾MQ200/250精沖撥叉(圖4)的全套生產(chǎn)技術(shù)，包括FEINTOOL8800plus(圖5)，F(xiàn)EINTOOL6300smart兩臺(tái)精沖機(jī)和21 套精沖模具(圖6)，并派出9 名人員到德國(guó)學(xué)習(xí)精沖技術(shù)。FEINTOOL8800plus 是當(dāng)時(shí)中國(guó)進(jìn)口的最先進(jìn)的大噸位精沖機(jī)，沖裁力達(dá)到880 噸，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，8 小時(shí)平均可沖裁7000 次，只有出現(xiàn)異常問(wèn)題時(shí)才需要工人介入，與武漢泛洲之前的315 噸精沖機(jī)相比，生產(chǎn)效率提高3 倍。精沖零件工藝主要是精沖跳步工藝。精沖模具根據(jù)零件大小不同，有480mm×480mm、540mm×540mm、640mm×640mm、740mm×740mm和840mm×840mm 共5 種規(guī)格，最多的跳步數(shù)達(dá)到了6 步，集成了鐓擠、半沖、折彎、精沖等工藝，大幅減少了精沖零件的后續(xù)加工，降低了制造成本。但進(jìn)口模具成本居高不下，進(jìn)口價(jià)格從40 萬(wàn)元到100萬(wàn)元不等。

圖4 MQ200/250 精沖撥叉總成

圖5 FEINTOOL8800plus 精沖機(jī)

圖6 引進(jìn)的精沖跳步模具

技術(shù)的引進(jìn)開(kāi)拓了視野，也使武漢泛洲意識(shí)到自身的技術(shù)能力比國(guó)外先進(jìn)的精沖技術(shù)落后了近20 年。為了縮小差距，2007 年武漢泛洲開(kāi)始技術(shù)的消化吸收工作，借鑒國(guó)外技術(shù)開(kāi)發(fā)精沖零件和精沖模具。在精沖模具設(shè)計(jì)上，開(kāi)始采用精沖跳步工藝，將折彎、半沖等工藝整合到精沖模具中。后續(xù)逐步設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出了二十幾套精沖跳步模具，在此過(guò)程中，為吉利汽車、江鈴汽車、比亞迪汽車和唐山愛(ài)信等客戶開(kāi)發(fā)了多種精沖產(chǎn)品，但在精沖模具設(shè)計(jì)技術(shù)水平上并沒(méi)有超過(guò)2004 年從國(guó)外引進(jìn)的精沖模具。在此期間大量使用的是從德國(guó)進(jìn)口的精沖卷料，國(guó)內(nèi)精沖卷料性能不穩(wěn)定，到后期寶鋼梅山基地開(kāi)始生產(chǎn)精沖鋼，才開(kāi)始逐漸使用寶鋼生產(chǎn)的精沖材料。模具材料使用的是日本大同的DC53，少量使用高成本的一勝百ASP 粉末高速鋼材料，對(duì)于6mm 厚的精沖零件，單次修模壽命平均在8000 ～10000 件。

精沖技術(shù)、精沖設(shè)備和精沖模具的引進(jìn)、消化吸收使武漢泛洲技術(shù)能力得到了大幅提升，企業(yè)進(jìn)入了快速發(fā)展階段，到2012 年武漢泛洲精沖業(yè)務(wù)的銷售額達(dá)到了1.4 億元。

第三階段：精沖技術(shù)自主創(chuàng)新，主要產(chǎn)品通用NMT 撥叉/豐田軸承CVT 壓板/長(zhǎng)城汽車7DCT450 撥叉/駐車棘輪/棘爪(2013-2022)

2013 年，自動(dòng)變速器在中國(guó)乘用車市場(chǎng)占有率快速提升，為了獨(dú)占自動(dòng)變速器精沖零件的紅利，國(guó)外撕毀了自動(dòng)變速器精沖零件制造技術(shù)引進(jìn)協(xié)議。由于手動(dòng)變速器市場(chǎng)的萎縮導(dǎo)致武漢泛洲的年銷售額從1.4 億元下跌到了8000 萬(wàn)元。

為了打破不利的局面，武漢泛洲開(kāi)始通過(guò)自主研發(fā)精沖技術(shù)向自動(dòng)變速器產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的征程，并沒(méi)有因?yàn)榧夹g(shù)引進(jìn)中斷而停滯不前。秉持“自強(qiáng)不息，持續(xù)創(chuàng)新”態(tài)度，武漢泛洲投資2000 萬(wàn)元引進(jìn)了2 臺(tái)FEINTOOL 為亞洲市場(chǎng)開(kāi)發(fā)的HFT7000 精沖機(jī)(圖7)，投資1000 萬(wàn)元采購(gòu)了瑞士阿齊夏米爾慢走絲、米克朗加工中心和岡本高精度平面磨床等設(shè)備(圖8)，提升了大型復(fù)雜精沖跳步成形模具(圖9)的加工能力。在精沖模具設(shè)計(jì)上，大量采用精沖跳步及復(fù)合成形工藝，浮動(dòng)凹模技術(shù)，將擠苞、成形、鐓擠等工藝整合，精沖模具技術(shù)復(fù)雜程度已超過(guò)之前的進(jìn)口模具。為上汽通用、豐田汽車、上海汽車、長(zhǎng)城汽車、長(zhǎng)安汽車等客戶開(kāi)發(fā)了多種自動(dòng)變速器使用的精沖產(chǎn)品，包括精沖撥叉、精沖駐車零件、精沖軸承壓板和精沖行星架等產(chǎn)品。在此期間國(guó)產(chǎn)精沖卷料質(zhì)量已經(jīng)穩(wěn)定，沒(méi)有從國(guó)外進(jìn)口精沖材料。模具材料使用的是大冶特鋼的冷作模具鋼和進(jìn)口的ASP2005 粉末高速鋼，目前正在試驗(yàn)國(guó)內(nèi)河冶特鋼的HSB2005 噴射成形模具鋼。對(duì)于6mm 厚的精沖零件，單次修模壽命平均在12000～15000件左右。

圖7 FEINTOOL7000 經(jīng)濟(jì)型精沖機(jī)

圖8 投資的模具精加工設(shè)備

圖9 自主開(kāi)發(fā)的大型精沖跳步成形模具

武漢泛洲通過(guò)自主創(chuàng)新在精沖技術(shù)的應(yīng)用上取得突破，擴(kuò)展了精沖產(chǎn)品(圖10)的范圍，2021 年產(chǎn)品銷售額重新回到1.4 億元，成功完成了產(chǎn)品轉(zhuǎn)型，預(yù)計(jì)到2025 年，銷售額可達(dá)到2.5 億元。

圖10 向自動(dòng)變速器產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型中開(kāi)發(fā)的精沖產(chǎn)品

結(jié)束語(yǔ)

從1996 年開(kāi)始，武漢泛洲進(jìn)入精沖汽車零部件市場(chǎng)已近30 年時(shí)間，一直在乘用車動(dòng)力總成精沖零件領(lǐng)域深耕，多年的經(jīng)歷使武漢泛洲明白，掌握精沖核心技術(shù)、持續(xù)創(chuàng)新、緊跟市場(chǎng)的需求是企業(yè)生存和發(fā)展的關(guān)鍵。如今汽車市場(chǎng)正向新能源快速發(fā)展，汽車動(dòng)力總成領(lǐng)域精沖零件在大幅減少，武漢泛洲將秉持“自強(qiáng)不息，持續(xù)創(chuàng)新”的精神，尋找新的發(fā)展領(lǐng)域，為中國(guó)精沖事業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展貢獻(xiàn)力量。