中國鍛造行業(yè)“十三五”發(fā)展綱要(連載一)

文/中國鍛壓協(xié)會

中國鍛造行業(yè)“十三五”發(fā)展綱要(連載一)

文/中國鍛壓協(xié)會

“十二五”期間行業(yè)發(fā)展

“十二五”期間，我國在鍛造設(shè)備與技術(shù)方面進(jìn)行了一些科學(xué)研究和技術(shù)攻關(guān)，取得了一些成果，一批先進(jìn)的塑性成形技術(shù)得到應(yīng)用與發(fā)展。在應(yīng)用基礎(chǔ)技術(shù)、關(guān)鍵工藝技術(shù)、模具技術(shù)和裝備技術(shù)等方面都取得了進(jìn)步。同時(shí)對促進(jìn)相關(guān)領(lǐng)域和行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和生產(chǎn)發(fā)展也做出了貢獻(xiàn)?！笆濉逼陂g萬噸以上的自由鍛造液壓機(jī)和模鍛壓力機(jī)數(shù)量一再增加，世界最大的自由鍛造液壓機(jī)、模鍛液壓機(jī)、多向模鍛液壓機(jī)、等溫鍛造液壓機(jī)和擠壓機(jī)等設(shè)備完成建設(shè)，使我國大鍛件（自由鍛件和模鍛件）鍛造能力大幅度增加。鍛造及鍛造模具材料規(guī)格品種得到了豐富，又有一些材料和產(chǎn)品與進(jìn)口相當(dāng)，替代了進(jìn)口。一些既懂現(xiàn)代技術(shù)又懂經(jīng)營之道的企業(yè)家，以及既有現(xiàn)代意識又有高科技產(chǎn)品使用技能的專業(yè)人才也不斷出現(xiàn)在鍛造行業(yè)中。鍛造行業(yè)企業(yè)主接班有序順利進(jìn)行。與“十一五”期間相比，鍛造產(chǎn)品國際化速度加快，鍛造企業(yè)參與國際競爭的能力持續(xù)加強(qiáng)。鍛件總產(chǎn)量位居世界第一。

“十二五”期間，我國開始具有了航空、航天等高端裝備制造業(yè)大型模鍛件及精密環(huán)形鍛件的生產(chǎn)能力。一批高溫合金、鈦合金、耐熱不銹鋼等高端材料開始進(jìn)行鍛造成形并交付使用。鈦合金空心軸頸、超高強(qiáng)度空心軸等溫鍛件成功研制。大型高溫合金長軸鍛造成形和結(jié)構(gòu)鋼長軸獲得新突破，鍛件最長尺寸達(dá)2.2米，軸徑與長度之比大于1：25。高溫合金盤葉整體鍛造、鈦合金盤葉整體鍛造成功研制。成功生產(chǎn)出投影面積5.5m2的鈦合金整體框、長度近5m的鈦合金垂尾梁鍛件、長度近6m的大型鋁合金整體模鍛件和重2噸的超高強(qiáng)度起落架模鍛件等行業(yè)急需的大型模鍛件。航空發(fā)動機(jī)關(guān)鍵葉片研制成功，這一綜合制造技術(shù)要求極高的產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到了國際先進(jìn)水平。大高徑比薄壁高筒型件精密輾軋技術(shù)獲得成功，解決了國內(nèi)航空航天領(lǐng)域需要的難變形材料成形的技術(shù)瓶頸。航空高端鍛件產(chǎn)品開始走出國門。特別需要指出的是航空和醫(yī)療用等溫鍛造技術(shù)得到突破，不但能生產(chǎn)各種中小型的等溫鍛件，也可以生產(chǎn)較大的等溫鍛件，再經(jīng)可靠性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性方面的努力，將基本滿足航空航天和醫(yī)療行業(yè)發(fā)展的需要。

在大型自由鍛件方面：生產(chǎn)了300～600MW亞臨界、超臨界機(jī)組和百萬千瓦級超超臨界機(jī)組鍛件。具有了“二代加”和“三代”百萬千瓦級核電設(shè)備鍛件制造能力。具備大型新材料鍛鋼支承輥制造能力。經(jīng)過“十二五”的努力，大部分大鍛件進(jìn)口關(guān)稅優(yōu)惠政策已經(jīng)取消，大口徑厚壁無縫鋼管出臺了國家反傾銷政策，這些都標(biāo)志著我國大鍛件制造能力已經(jīng)基本可以滿足國內(nèi)需要。

在核電、軍工產(chǎn)品和國內(nèi)外重大項(xiàng)目中，特種材料封頭冷/熱成形有限元模擬分析方面取得成績，積累了一定的技術(shù)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。國核示范和華龍一號核電用封頭、航母用封頭和美國陶氏項(xiàng)目高標(biāo)準(zhǔn)用不銹鋼封頭等典型封頭產(chǎn)品國內(nèi)已完成了制造并投入使用。

“十二五”期間，完成了300MW氫水冷護(hù)環(huán)的試制。完成了高鉻轉(zhuǎn)子的試制；以700℃以上超超臨界發(fā)電機(jī)組用鎳基合金轉(zhuǎn)子為代表的新材料研發(fā)取得令人鼓舞的成績。水電鍛件全套國產(chǎn)化供應(yīng)已經(jīng)完全實(shí)現(xiàn)。

核電鍛件的鍛造工藝有了明顯改進(jìn)，有效提高了鋼錠利用率。如蒸發(fā)器過渡錐形體、壓力容器整體頂蓋等質(zhì)量達(dá)到了世界先進(jìn)水平。核電核島大鍛件方面，已具有成套提供“二代加”和“三代”核島反應(yīng)堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器、補(bǔ)水箱和穩(wěn)壓器鍛件的能力。提供了世界首套AP1000核電主管道鍛件，已形成批量供應(yīng)AP1000、ACP1000和CAP1400等第三代核電成套主管道大鍛件的能力。在制造1100MW核電半速發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的基礎(chǔ)上，2014年采用650t鋼錠完成了CAP1400核電半速發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的試制。百噸核級不銹鋼鍛件制造工藝不斷優(yōu)化，開裂與晶粒度問題得到有效控制。

組合曲拐采用下注錠鍛造成形，鋼錠利用率接近70%。除價(jià)格因素外，國內(nèi)完全具備制造組合曲軸的生產(chǎn)技術(shù)和能力。特別是具備國際先進(jìn)的全纖維曲軸獨(dú)特的鍛造成形技術(shù)和設(shè)備，完全滿足了國內(nèi)全纖維曲軸的需求，并有了進(jìn)入國際市場參與競爭的能力。

在大型加氫壓力容器產(chǎn)品制造方面滿足了國內(nèi)容器設(shè)備制造需求，容器材質(zhì)包括有2.25Cr-1Mo-0.25V、2.25Cr-1Mo 、1.25Cr-0.5Mo-Si、 15CrMoR、 16Mn（HIC）和 SA516-Gr70（HIC）等，目前已經(jīng)形成規(guī)模生產(chǎn)。最典型例子是為揚(yáng)子石化雙超反應(yīng)器特大型鍛件，生產(chǎn)制造了鍛件直徑φ6350mm、長度7400mm超大型超高壓芯筒等極限尺寸鍛件。冶金設(shè)備用鍛件方面，除用戶喜好、價(jià)格和交貨期因素外，全面實(shí)現(xiàn)大鍛件的全套國產(chǎn)化供應(yīng)。

國內(nèi)可以完全利用拉拔技術(shù)和垂直擠壓技術(shù)自行制造超臨界和超超臨界火電和核電用大口徑厚壁無縫鋼管。就這一項(xiàng)每年為國家節(jié)約數(shù)億美元外匯，也大大拉低了電站建設(shè)成本。經(jīng)過”十二五”的努力，我國已經(jīng)可以應(yīng)用大型多向模鍛設(shè)備批量生產(chǎn)高壓三通和閥體等鍛件，為石油和化工設(shè)備的制造奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

國內(nèi)已經(jīng)完全具有了擠壓生產(chǎn)各種鋁型材和合金銅材的生產(chǎn)技術(shù)，特別是模具技術(shù)取得了重大突破，無論是理論研究還是生產(chǎn)實(shí)踐都已經(jīng)處于國際領(lǐng)先水平，為我國高鐵和家用空調(diào)等技術(shù)與產(chǎn)品發(fā)展作出了貢獻(xiàn)。

鍛造行業(yè)開展的中間試驗(yàn)平臺的搭建使得物理模擬實(shí)驗(yàn)方法與手段日益豐富，不斷向同材質(zhì)小尺寸方向發(fā)展。

中小型精密成形鍛件方面也取得了很大進(jìn)步，一些典型產(chǎn)品逐步獲得海外市場的青睞，具備了與國外專業(yè)鍛造廠競爭的能力，很多鍛造企業(yè)已進(jìn)入國際知名品牌的汽車供應(yīng)鏈體系，部分產(chǎn)品出口國外，并且能供應(yīng)核心部件。目前產(chǎn)品已經(jīng)遠(yuǎn)銷到歐洲、北美、南美、日本、韓國、印度和泰國等國家和地區(qū)。出口利潤水平高于國內(nèi)，能使企業(yè)的經(jīng)營質(zhì)量向良性方向發(fā)展。特別是中國鍛造企業(yè)生產(chǎn)的一些汽車零部件不但質(zhì)量高，而且在國際市場上已處于領(lǐng)先水平，價(jià)格和質(zhì)量占有絕對的優(yōu)勢地位。

風(fēng)電主軸和環(huán)件生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展迅速，國內(nèi)可以生產(chǎn)直接9米以上的大型環(huán)件的同時(shí)，也可以生產(chǎn)各種變截面（異型）環(huán)件。產(chǎn)品質(zhì)量得到了大幅度的提升，不但實(shí)現(xiàn)了國內(nèi)的完全自給，也大批量地打入國際市場，完全適應(yīng)了國內(nèi)外風(fēng)電機(jī)組發(fā)展的步伐。

“十二五”期間，突破了大規(guī)格粉末高溫合金擠壓棒材外觀完整性和細(xì)晶組織控制技術(shù)，研制出直徑大于φ260mm的FGH96合金擠壓棒材，棒材晶粒度達(dá)到ASTM11級。研制了多項(xiàng)航空發(fā)動機(jī)用新材料（如Ti2AlNb、TC18、GH230等），并掌握了熱加工特性及工藝參數(shù)。

“十二五”期間，原材料的內(nèi)在質(zhì)量和外觀質(zhì)量得到提升，出現(xiàn)高、中、低端檔次分布的局面，讓鍛造企業(yè)有更多的選擇空間。非調(diào)質(zhì)鋼的應(yīng)用進(jìn)一步擴(kuò)展，某些鍛造企業(yè)的非調(diào)質(zhì)鋼鍛件比例已達(dá)70%以上。例如：珠光體+鐵素體非調(diào)質(zhì)鋼鍛造曲軸已大批量生產(chǎn)，脹斷連桿也已批量應(yīng)用。貝氏體非調(diào)質(zhì)鋼汽車前軸也開始大批量應(yīng)用。

P91和P92鋼可以穩(wěn)定生產(chǎn)，為生產(chǎn)大口徑厚壁無縫鋼管做出了巨大貢獻(xiàn)。

國內(nèi)企業(yè)建成了世界一流的耐磨鋼球鍛造用鋼生產(chǎn)線，為我國各種鋼球生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

一些鍛造企業(yè)開展的材料制造與包括鍛造工藝在內(nèi)的工藝一體化研究取得重大進(jìn)展，獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。H13鋼材料冶煉澆鑄和鍛造與熱處理工藝的一體化制造處理技術(shù)獲得國家專利，用其制造的塑料模具壽命得到巨大的提升。

國內(nèi)鋼廠已開始按照國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，包括按照國外企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)冶煉汽車用鋼，但由于冶煉技術(shù)不完善或不成熟，如國產(chǎn)汽車齒輪鋼等仍然未全面替代進(jìn)口。另外，國內(nèi)鋼廠未全面開發(fā)專供冷、溫鍛造用的專用鋼材。

在火電、核電新材料產(chǎn)品上有了重大突破。冶煉方面，新增水冷模鑄錠設(shè)備，優(yōu)化鋼錠凝固工藝，提高鑄錠質(zhì)量。冶煉高純凈度鋼取得進(jìn)步，特別是鋼中氧、硫含量大幅度降低。鍛造中運(yùn)用高溫?cái)U(kuò)散均質(zhì)化技術(shù)，有效消除偏析，提高了產(chǎn)品的力學(xué)性能，特別是一重和二重等企業(yè)在600噸位級鋼錠及鍛件生產(chǎn)上取得重大進(jìn)展。80噸以下鋼錠，可以采用下注，有效提高了鋼錠利用率。真空冶煉、下注錠的氫含量≤1.2PPm。

模鍛、擠壓和拉拔用玻璃潤滑劑等潤滑材料得到了快速發(fā)展，基本可以解決當(dāng)前中大型鍛件、擠壓和拉拔件的生產(chǎn)需要。

在冷精鍛工藝方面。將分流鍛造技術(shù)應(yīng)用于閉式（閉塞）冷精鍛，不僅使冷精鍛成形力大為降低，而且對毛坯下料精度的要求也明顯放松，使以閉式精鍛成形為主要變形方式的冷精鍛工藝的應(yīng)用取得突破性進(jìn)展。以轎車變速器行星齒輪和半軸齒輪（均為直錐齒輪）為例，我國轎車和部分商用車變速器直錐齒輪生產(chǎn)企業(yè)已廣泛采用閉式冷精鍛工藝生產(chǎn)，成為繼日本和歐洲之后，鍛造基本取代了傳統(tǒng)的切削加工工藝的唯一發(fā)展中國家，總體技術(shù)達(dá)到了國外先進(jìn)水平。其中，直錐齒輪修形技術(shù)為國內(nèi)外首創(chuàng)。

此外，汽車中小型同步器齒環(huán)，摩托車端面爪盤和檔位齒輪等應(yīng)用量大的齒輪類零件也都普遍采用小飛邊冷精鍛工藝生產(chǎn)。

《中國鍛造行業(yè)“十三五”發(fā)展綱要(連載二）》見《鍛造與沖壓》2016年第15期