中國鍛造行業“十三五”發展綱要(連載一)

文/中國鍛壓協會

中國鍛造行業“十三五”發展綱要(連載一)

文/中國鍛壓協會

“十二五”期間行業發展

“十二五”期間，我國在鍛造設備與技術方面進行了一些科學研究和技術攻關，取得了一些成果，一批先進的塑性成形技術得到應用與發展。在應用基礎技術、關鍵工藝技術、模具技術和裝備技術等方面都取得了進步。同時對促進相關領域和行業的技術進步和生產發展也做出了貢獻。“十二五”期間萬噸以上的自由鍛造液壓機和模鍛壓力機數量一再增加，世界最大的自由鍛造液壓機、模鍛液壓機、多向模鍛液壓機、等溫鍛造液壓機和擠壓機等設備完成建設，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格品種得到了豐富，又有一些材料和產品與進口相當，替代了進口。一些既懂現代技術又懂經營之道的企業家，以及既有現代意識又有高科技產品使用技能的專業人才也不斷出現在鍛造行業中。鍛造行業企業主接班有序順利進行。與“十一五”期間相比，鍛造產品國際化速度加快，鍛造企業參與國際競爭的能力持續加強。鍛件總產量位居世界第一。

“十二五”期間，我國開始具有了航空、航天等高端裝備制造業大型模鍛件及精密環形鍛件的生產能力。一批高溫合金、鈦合金、耐熱不銹鋼等高端材料開始進行鍛造成形并交付使用。鈦合金空心軸頸、超高強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構鋼長軸獲得新突破，鍛件最長尺寸達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噸的超高強度起落架模鍛件等行業急需的大型模鍛件。航空發動機關鍵葉片研制成功，這一綜合制造技術要求極高的產品質量達到了國際先進水平。大高徑比薄壁高筒型件精密輾軋技術獲得成功，解決了國內航空航天領域需要的難變形材料成形的技術瓶頸。航空高端鍛件產品開始走出國門。特別需要指出的是航空和醫療用等溫鍛造技術得到突破，不但能生產各種中小型的等溫鍛件，也可以生產較大的等溫鍛件，再經可靠性、穩定性和經濟性方面的努力，將基本滿足航空航天和醫療行業發展的需要。

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

在核電、軍工產品和國內外重大項目中，特種材料封頭冷/熱成形有限元模擬分析方面取得成績，積累了一定的技術和生產經驗。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目高標準用不銹鋼封頭等典型封頭產品國內已完成了制造并投入使用。

“十二五”期間，完成了300MW氫水冷護環的試制。完成了高鉻轉子的試制；以700℃以上超超臨界發電機組用鎳基合金轉子為代表的新材料研發取得令人鼓舞的成績。水電鍛件全套國產化供應已經完全實現。

核電鍛件的鍛造工藝有了明顯改進，有效提高了鋼錠利用率。如蒸發器過渡錐形體、壓力容器整體頂蓋等質量達到了世界先進水平。核電核島大鍛件方面，已具有成套提供“二代加”和“三代”核島反應堆壓力容器、蒸汽發生器、補水箱和穩壓器鍛件的能力。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核電半速發電機轉子的基礎上，2014年采用650t鋼錠完成了CAP1400核電半速發電機轉子的試制。百噸核級不銹鋼鍛件制造工藝不斷優化，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%。除價格因素外，國內完全具備制造組合曲軸的生產技術和能力。特別是具備國際先進的全纖維曲軸獨特的鍛造成形技術和設備，完全滿足了國內全纖維曲軸的需求，并有了進入國際市場參與競爭的能力。

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

國內可以完全利用拉拔技術和垂直擠壓技術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。就這一項每年為國家節約數億美元外匯，也大大拉低了電站建設成本。經過”十二五”的努力，我國已經可以應用大型多向模鍛設備批量生產高壓三通和閥體等鍛件，為石油和化工設備的制造奠定了堅實的技術基礎。

國內已經完全具有了擠壓生產各種鋁型材和合金銅材的生產技術，特別是模具技術取得了重大突破，無論是理論研究還是生產實踐都已經處于國際領先水平，為我國高鐵和家用空調等技術與產品發展作出了貢獻。

鍛造行業開展的中間試驗平臺的搭建使得物理模擬實驗方法與手段日益豐富，不斷向同材質小尺寸方向發展。

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

風電主軸和環件生產技術發展迅速，國內可以生產直接9米以上的大型環件的同時，也可以生產各種變截面（異型）環件。產品質量得到了大幅度的提升，不但實現了國內的完全自給，也大批量地打入國際市場，完全適應了國內外風電機組發展的步伐。

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

“十二五”期間，原材料的內在質量和外觀質量得到提升，出現高、中、低端檔次分布的局面，讓鍛造企業有更多的選擇空間。非調質鋼的應用進一步擴展，某些鍛造企業的非調質鋼鍛件比例已達70%以上。例如：珠光體+鐵素體非調質鋼鍛造曲軸已大批量生產，脹斷連桿也已批量應用。貝氏體非調質鋼汽車前軸也開始大批量應用。

P91和P92鋼可以穩定生產，為生產大口徑厚壁無縫鋼管做出了巨大貢獻。

國內企業建成了世界一流的耐磨鋼球鍛造用鋼生產線，為我國各種鋼球生產奠定了基礎。

一些鍛造企業開展的材料制造與包括鍛造工藝在內的工藝一體化研究取得重大進展，獲得良好的經濟效益。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。

國內鋼廠已開始按照國外先進標準，包括按照國外企業標準冶煉汽車用鋼，但由于冶煉技術不完善或不成熟，如國產汽車齒輪鋼等仍然未全面替代進口。另外，國內鋼廠未全面開發專供冷、溫鍛造用的專用鋼材。

在火電、核電新材料產品上有了重大突破。冶煉方面，新增水冷模鑄錠設備，優化鋼錠凝固工藝，提高鑄錠質量。冶煉高純凈度鋼取得進步，特別是鋼中氧、硫含量大幅度降低。鍛造中運用高溫擴散均質化技術，有效消除偏析，提高了產品的力學性能，特別是一重和二重等企業在600噸位級鋼錠及鍛件生產上取得重大進展。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展，基本可以解決當前中大型鍛件、擠壓和拉拔件的生產需要。

在冷精鍛工藝方面。將分流鍛造技術應用于閉式（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用取得突破性進展。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企業已廣泛采用閉式冷精鍛工藝生產，成為繼日本和歐洲之后，鍛造基本取代了傳統的切削加工工藝的唯一發展中國家，總體技術達到了國外先進水平。其中，直錐齒輪修形技術為國內外首創。

此外，汽車中小型同步器齒環，摩托車端面爪盤和檔位齒輪等應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。

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