中国锻造行业“十三五”发展纲要(连载一)

文/中国锻压协会

中国锻造行业“十三五”发展纲要(连载一)

文/中国锻压协会

“十二五”期间行业发展

“十二五”期间，我国在锻造设备与技术方面进行了一些科学研究和技术攻关，取得了一些成果，一批先进的塑性成形技术得到应用与发展。在应用基础技术、关键工艺技术、模具技术和装备技术等方面都取得了进步。同时对促进相关领域和行业的技术进步和生产发展也做出了贡献。“十二五”期间万吨以上的自由锻造液压机和模锻压力机数量一再增加，世界最大的自由锻造液压机、模锻液压机、多向模锻液压机、等温锻造液压机和挤压机等设备完成建设，使我国大锻件（自由锻件和模锻件）锻造能力大幅度增加。锻造及锻造模具材料规格品种得到了丰富，又有一些材料和产品与进口相当，替代了进口。一些既懂现代技术又懂经营之道的企业家，以及既有现代意识又有高科技产品使用技能的专业人才也不断出现在锻造行业中。锻造行业企业主接班有序顺利进行。与“十一五”期间相比，锻造产品国际化速度加快，锻造企业参与国际竞争的能力持续加强。锻件总产量位居世界第一。

“十二五”期间，我国开始具有了航空、航天等高端装备制造业大型模锻件及精密环形锻件的生产能力。一批高温合金、钛合金、耐热不锈钢等高端材料开始进行锻造成形并交付使用。钛合金空心轴颈、超高强度空心轴等温锻件成功研制。大型高温合金长轴锻造成形和结构钢长轴获得新突破，锻件最长尺寸达2.2米，轴径与长度之比大于1：25。高温合金盘叶整体锻造、钛合金盘叶整体锻造成功研制。成功生产出投影面积5.5m2的钛合金整体框、长度近5m的钛合金垂尾梁锻件、长度近6m的大型铝合金整体模锻件和重2吨的超高强度起落架模锻件等行业急需的大型模锻件。航空发动机关键叶片研制成功，这一综合制造技术要求极高的产品质量达到了国际先进水平。大高径比薄壁高筒型件精密辗轧技术获得成功，解决了国内航空航天领域需要的难变形材料成形的技术瓶颈。航空高端锻件产品开始走出国门。特别需要指出的是航空和医疗用等温锻造技术得到突破，不但能生产各种中小型的等温锻件，也可以生产较大的等温锻件，再经可靠性、稳定性和经济性方面的努力，将基本满足航空航天和医疗行业发展的需要。

在大型自由锻件方面：生产了300～600MW亚临界、超临界机组和百万千瓦级超超临界机组锻件。具有了“二代加”和“三代”百万千瓦级核电设备锻件制造能力。具备大型新材料锻钢支承辊制造能力。经过“十二五”的努力，大部分大锻件进口关税优惠政策已经取消，大口径厚壁无缝钢管出台了国家反倾销政策，这些都标志着我国大锻件制造能力已经基本可以满足国内需要。

在核电、军工产品和国内外重大项目中，特种材料封头冷/热成形有限元模拟分析方面取得成绩，积累了一定的技术和生产经验。国核示范和华龙一号核电用封头、航母用封头和美国陶氏项目高标准用不锈钢封头等典型封头产品国内已完成了制造并投入使用。

“十二五”期间，完成了300MW氢水冷护环的试制。完成了高铬转子的试制；以700℃以上超超临界发电机组用镍基合金转子为代表的新材料研发取得令人鼓舞的成绩。水电锻件全套国产化供应已经完全实现。

核电锻件的锻造工艺有了明显改进，有效提高了钢锭利用率。如蒸发器过渡锥形体、压力容器整体顶盖等质量达到了世界先进水平。核电核岛大锻件方面，已具有成套提供“二代加”和“三代”核岛反应堆压力容器、蒸汽发生器、补水箱和稳压器锻件的能力。提供了世界首套AP1000核电主管道锻件，已形成批量供应AP1000、ACP1000和CAP1400等第三代核电成套主管道大锻件的能力。在制造1100MW核电半速发电机转子的基础上，2014年采用650t钢锭完成了CAP1400核电半速发电机转子的试制。百吨核级不锈钢锻件制造工艺不断优化，开裂与晶粒度问题得到有效控制。

组合曲拐采用下注锭锻造成形，钢锭利用率接近70%。除价格因素外，国内完全具备制造组合曲轴的生产技术和能力。特别是具备国际先进的全纤维曲轴独特的锻造成形技术和设备，完全满足了国内全纤维曲轴的需求，并有了进入国际市场参与竞争的能力。

在大型加氢压力容器产品制造方面满足了国内容器设备制造需求，容器材质包括有2.25Cr-1Mo-0.25V、2.25Cr-1Mo 、1.25Cr-0.5Mo-Si、 15CrMoR、 16Mn（HIC）和 SA516-Gr70（HIC）等，目前已经形成规模生产。最典型例子是为扬子石化双超反应器特大型锻件，生产制造了锻件直径φ6350mm、长度7400mm超大型超高压芯筒等极限尺寸锻件。冶金设备用锻件方面，除用户喜好、价格和交货期因素外，全面实现大锻件的全套国产化供应。

国内可以完全利用拉拔技术和垂直挤压技术自行制造超临界和超超临界火电和核电用大口径厚壁无缝钢管。就这一项每年为国家节约数亿美元外汇，也大大拉低了电站建设成本。经过”十二五”的努力，我国已经可以应用大型多向模锻设备批量生产高压三通和阀体等锻件，为石油和化工设备的制造奠定了坚实的技术基础。

国内已经完全具有了挤压生产各种铝型材和合金铜材的生产技术，特别是模具技术取得了重大突破，无论是理论研究还是生产实践都已经处于国际领先水平，为我国高铁和家用空调等技术与产品发展作出了贡献。

锻造行业开展的中间试验平台的搭建使得物理模拟实验方法与手段日益丰富，不断向同材质小尺寸方向发展。

中小型精密成形锻件方面也取得了很大进步，一些典型产品逐步获得海外市场的青睐，具备了与国外专业锻造厂竞争的能力，很多锻造企业已进入国际知名品牌的汽车供应链体系，部分产品出口国外，并且能供应核心部件。目前产品已经远销到欧洲、北美、南美、日本、韩国、印度和泰国等国家和地区。出口利润水平高于国内，能使企业的经营质量向良性方向发展。特别是中国锻造企业生产的一些汽车零部件不但质量高，而且在国际市场上已处于领先水平，价格和质量占有绝对的优势地位。

风电主轴和环件生产技术发展迅速，国内可以生产直接9米以上的大型环件的同时，也可以生产各种变截面（异型）环件。产品质量得到了大幅度的提升，不但实现了国内的完全自给，也大批量地打入国际市场，完全适应了国内外风电机组发展的步伐。

“十二五”期间，突破了大规格粉末高温合金挤压棒材外观完整性和细晶组织控制技术，研制出直径大于φ260mm的FGH96合金挤压棒材，棒材晶粒度达到ASTM11级。研制了多项航空发动机用新材料（如Ti2AlNb、TC18、GH230等），并掌握了热加工特性及工艺参数。

“十二五”期间，原材料的内在质量和外观质量得到提升，出现高、中、低端档次分布的局面，让锻造企业有更多的选择空间。非调质钢的应用进一步扩展，某些锻造企业的非调质钢锻件比例已达70%以上。例如：珠光体+铁素体非调质钢锻造曲轴已大批量生产，胀断连杆也已批量应用。贝氏体非调质钢汽车前轴也开始大批量应用。

P91和P92钢可以稳定生产，为生产大口径厚壁无缝钢管做出了巨大贡献。

国内企业建成了世界一流的耐磨钢球锻造用钢生产线，为我国各种钢球生产奠定了基础。

一些锻造企业开展的材料制造与包括锻造工艺在内的工艺一体化研究取得重大进展，获得良好的经济效益。H13钢材料冶炼浇铸和锻造与热处理工艺的一体化制造处理技术获得国家专利，用其制造的塑料模具寿命得到巨大的提升。

国内钢厂已开始按照国外先进标准，包括按照国外企业标准冶炼汽车用钢，但由于冶炼技术不完善或不成熟，如国产汽车齿轮钢等仍然未全面替代进口。另外，国内钢厂未全面开发专供冷、温锻造用的专用钢材。

在火电、核电新材料产品上有了重大突破。冶炼方面，新增水冷模铸锭设备，优化钢锭凝固工艺，提高铸锭质量。冶炼高纯净度钢取得进步，特别是钢中氧、硫含量大幅度降低。锻造中运用高温扩散均质化技术，有效消除偏析，提高了产品的力学性能，特别是一重和二重等企业在600吨位级钢锭及锻件生产上取得重大进展。80吨以下钢锭，可以采用下注，有效提高了钢锭利用率。真空冶炼、下注锭的氢含量≤1.2PPm。

模锻、挤压和拉拔用玻璃润滑剂等润滑材料得到了快速发展，基本可以解决当前中大型锻件、挤压和拉拔件的生产需要。

在冷精锻工艺方面。将分流锻造技术应用于闭式（闭塞）冷精锻，不仅使冷精锻成形力大为降低，而且对毛坯下料精度的要求也明显放松，使以闭式精锻成形为主要变形方式的冷精锻工艺的应用取得突破性进展。以轿车变速器行星齿轮和半轴齿轮（均为直锥齿轮）为例，我国轿车和部分商用车变速器直锥齿轮生产企业已广泛采用闭式冷精锻工艺生产，成为继日本和欧洲之后，锻造基本取代了传统的切削加工工艺的唯一发展中国家，总体技术达到了国外先进水平。其中，直锥齿轮修形技术为国内外首创。

此外，汽车中小型同步器齿环，摩托车端面爪盘和档位齿轮等应用量大的齿轮类零件也都普遍采用小飞边冷精锻工艺生产。

《中国锻造行业“十三五”发展纲要(连载二）》见《锻造与冲压》2016年第15期