国内钢曲轴产业的发展

文/韩文干·第一拖拉机股份有限公司锻造分公司

国内钢曲轴产业的发展

文/韩文干·第一拖拉机股份有限公司锻造分公司

如果把发动机比喻为汽车“心脏”的话，曲轴则是汽车“心脏中的心脏”。作为发动机中承受冲击载荷、传递动力的重要零件，曲轴在工作中要承受交变载荷所引起的弯曲和剪切应力，对疲劳、耐磨和强度等性能指标都有非常高的要求，所以，在曲轴生产上，对材质以及毛坯加工技术、精度、表面粗糙度、热处理和表面强化、动平衡等要求都十分严格。如果其中任何一个环节质量没有得到保证，就可严重影响曲轴的使用寿命和发动机的可靠性，进而影响汽车整车的质量乃至使用寿命。

“铸”升“锻”，发动机“心脏”的变革

目前，车用发动机曲轴材质有球墨铸铁和锻钢两类。由于球墨铸铁的切削性能良好，可获得较理想的结构形状，且和中小马力段的锻钢曲轴一样，可以通过各种热处理和表面强化处理来提高曲轴的抗疲劳强度、硬度和耐磨性，尤其是成本只有调质钢曲轴的1/3左右，所以球墨铸铁曲轴在国内外得到了广泛应用。资料表明，车用发动机曲轴采用球墨铸铁材质的比例在美国为90％，英国为85％，日本为60％，此外，德国、比利时等国家也已大批量采用。因为国内球墨铸铁工艺技术水平与国外的差异，车用发动机曲轴采用球墨铸铁在不同车型上有所区别：汽油机曲轴多数采用锻钢曲轴，中小型功率柴油机曲轴85％以上采用球墨铸铁，功率在160kW以上的发动机曲轴多采用锻钢曲轴。

“十一五”是我国汽车行业实现大发展的关键时期。数据表明，与“十五”末的2005年相比，国内汽车行业实现了220％的增长，其中重型货车增速超过313％，成为商用车增势最为迅猛的力量，具体见表1。

表1“十五”末与“十一五”末国内汽车产量对比     （单位：辆）

重型货车的井喷性增长，牵引着曲轴“铸”升“锻”的快跑步伐。重型载货车所需发动机功率越来越大，已从180～220kW发展到300～450kW，曲轴质量也从60kg增加到175kg，目前国内最大的汽车模锻曲轴质量已达到200kg。随着发动机功率增大和转速提高，对曲轴金相组织和力学性能提出更高的要求，并且形状越来越复杂，精度要求也越来越高。这是因为，曲轴大部分是由于弯曲疲劳而损坏，锻钢曲轴的最大优点是钢材具有较高的弯曲疲劳强度，而且基本上与抗拉强度成正比，而球墨铸铁曲轴由于存在石墨孔穴、磷化物与合金元素的晶界偏析，因此其疲劳强度较低，而不与抗拉强度成正比。美国福特汽车公司试验证明，对于同样的曲轴和连杆颈支撑面宽度，铸造曲轴的寿命只有锻造曲轴的一半。

从技术层面分析，随着高功率、低油耗及低排放的要求，发动机的爆发压力从8～9MPa上升到12MPa，甚至14MPa，球墨铸铁曲轴难以承受，这也是锻造曲轴比例上升的原因之一。无论是理论技术水平提升的需要，还是实际用于大马力柴油机装机的曲轴数量都充分表明，曲轴“铸”升“锻”的趋势日益明显。

锻钢曲轴加工企业的历史沿革

受益于汽车市场的蓬勃发展，曲轴配套企业也得到长足发展。目前，国内汽车锻造曲轴生产较有实力的企业近五十家，这些曲轴加工企业在汽车曲轴市场获得了良好发展，享受着汽车工业高速发展带来的收益。

中国的汽车曲轴加工企业大致分两类：一类是汽车整车或发动机生产企业内部配套的曲轴加工厂，如一汽集团内本部的一汽一发，东风集团的东风商用车发动机厂，中国重汽集团的杭发、复强等，与相对独立的曲轴配套企业相比，这些内部曲轴配套企业因为拥有得天独厚的隶属关系，在产品、市场、资金、价格等方面都具有较为明显的优势。另一类是独立的曲轴配套企业，这些企业产品配套于发动机厂，运营上却与主机厂没有任何关系。例如天润曲轴、辽宁五一八内燃机配件、桂林福达汽车部件、辽宁北方曲轴、滨州海德曲轴、江苏松林汽车零部件、凌源鸿发曲轴制造、青海洁神装备制造、荆州环宇汽车零部件等公司。

钢曲轴毛坯

从历史渊源看，受汽车行业发展带动及自身变化影响，目前的曲轴加工企业主要由三部分组成：一是传统的主机厂所属的加工业，实际上，它们只是发动机生产链上的一环，甚至可以说只是实现整机产出的一道工序，与单纯的曲轴加工企业相比，这些厂家尽管也会因主机产销而出现起伏，但“背靠大树好乘凉”，总体保持表现出相对稳定的发展势头。二是在市场洗礼中演变而来的企业，这类企业因为有相对悠久的历史，在产品品质、规模供应能力及市场适应性等方面积累了宝贵的经验。如现在的天润曲轴股份有限公司前身曾经是“山东曲轴总厂”，江苏松林汽车零部件有限公司前身曾是“江苏曲轴总厂”，相反，以前有些规模较大的曲轴加工企业则因不能适应市场竞争而逐渐暗淡，例如江南曲轴厂等。三是新崛起的曲轴加工企业，这类企业曾经有过相关的汽车配件经历，他们瞅准柴油机整机生产企业在分工越来越细的环境中，会从降低采购管理难度考虑有意识培育规模大、信誉好的零部件加工企业的机会，以优势兵力高调进入，并把产品开发、保证供应、品质提升作为维系、扩大份额的关键，千方百计满足柴油机厂的需求步伐，成为相关主机生产企业良好的合作伙伴，从而赢得更大发展空间。例如，辽宁五一八内燃机配件有限公司前身是丹东市518拖拉机厂，始建于1951年，2004年2月24日与香港兆彩实业有限公司合资重组，成为股权多元化的现代企业，建厂初期主要生产轮式拖拉机，新世纪前后，在供应锻钢曲轴毛坯的基础上，延伸产业链，直接向柴油机厂和配件市场供应成品曲轴。桂林福达最初主要生产离合器等产品，2003年开始规模加工锻钢曲轴，现在主供玉柴主机及其配件市场等等。

曲轴加工

“三足鼎立”

一轮又一轮的市场洗礼，“强者恒强”的法则再度被印证。通过扩大势力范围，延伸产业链、兼并扩张等，位于胶东半岛的天润公司、位于鸭绿江畔的辽宁五一八和位于“山水甲天下”桂林的福达三家在再一轮竞争中脱颖而出，且呈现出愈来愈明显的“三足鼎立”之势。

天润曲轴股份有限公司是目前中国规模最大的曲轴专业生产企业，拥有“曲轴工程技术研究中心”、“国家博士后科研工作站”、“国家级技术中心”等，对新产品、新工艺、新材料等方面的研究水平处于国内领先地位，曲轴覆盖潍柴、锡柴、大柴、玉柴、上柴、东风康明斯、西安康明斯、意大利依维柯、东安发动机等。2010年，天润公司实现收入13.93亿元,同比增长79.85％,销售曲轴77.99万件,同比增长37.67％。为捍卫“最大”，2011年以来，天润公司更是动作频频：4月26日公告，拟在现有厂区内投资2.11亿元建设PZS750F型电动螺旋压力机锻造生产线项目，建成后将年新增35万件曲轴毛坯锻造能力，产品为50～105kg的曲轴锻件，客户包括潍柴、锡柴、康明斯、上柴、印度利兰、吉亚通和依维柯等；5月11日公告，拟在潍坊市寒亭区建设一个占地400亩的工业园区，其中一期投资4亿元，新建一条占地150亩、年产10万件重型曲轴的加工生产线；8月份，成功收购江苏松林，完成其在江浙市场的战略布局。

辽宁五一八公司拥有16条以上国内一流水平的成品曲轴加工线，年产各种锻钢成品曲轴50万件，产品覆盖重卡、中卡及轻卡用的三缸、四缸、六缸多系列的锻钢曲轴毛坯及成品，配套主机厂主要有潍柴动力股份、上海柴油机股份、一汽道依茨大柴、重庆康明斯发动机、珀金斯动力、无锡柴油机厂、广西玉柴等国内重型柴油机企业，而且还有曲轴产品出口到国外。2006年，辽宁五一八生产锻件4万吨，曲轴14万件，实现销售收入4.75亿元，同比增长34％；2007年10月底，成品曲轴首次突破了二十万件大关；2009年实现锻件产量5.68万吨，销售收入11.13亿元，锻钢曲轴在中重型载货车柴油机市场占有率达30％。随着其新投的8000t和14000t热模锻压力机自动化生产线到位，大型曲轴产出能力将实现翻番增长。根据规划，“十二五”期间辽宁五一八将冲击50亿元。

桂林福达在固守玉柴市场的同时，积极外延。2005年7月，与东风康明斯发动机有限公司共同投资组建福达东康曲轴有限公司，2008年上半年实现产值8600万元，上缴各项税款约900万元。2009年，桂林福达再度与东风汽车集团股份有限公司乘用车公司合作，出资5亿在武汉孝感开发区成立武汉福达曲轴有限公司，专门生产东风汽车集团股份有限公司乘用车公司所需的发动机曲轴50万件，其中2011年5月一期项目完成后具备12万件的生产能力，2012年7月二期项目完成后新增12万件生产能力。与东风公司的合作，使桂林福达开辟了除玉柴之外的新市场，加快了其新的市场布局。同时，为了使曲轴毛坯资源跟上并促进战略落地，桂林福达积极实现产品上伸，2009年3月成立自己的锻造公司，直接形成了自己的曲轴锻造能力。2010年7月18日，8000t热模锻生产线建成试产，2011年06月28日，14000t热模锻压力机建成。随着总投资8.3亿元的14000t、12500t、8000t和6300t等四条热模锻自动生产线的完全达产，桂林福达将形成年产精密锻件10万吨的规模，曲轴竞争力也将得到进一步增强。