蒋鹏：转换思路，另辟蹊径

文／米文龙

蒋鹏：转换思路，另辟蹊径

文／米文龙

蒋鹏，工学博士，研究员，博士生导师，享受国务院政府特殊津贴专家，北京机电研究所锻压工程技术中心主任，中国机械工程学会塑性工程分会精密锻造学术委员会主任委员，主要从事金属塑性成形技术的研究开发工作，作为项目负责人完成了超过100项的科研项目，发表论文140余篇，获中国机械工业科技进步一等奖1项、二等奖3项，福建省科技进步二等奖1项，获授权发明专利2项、实用新型专利11项。

近几年国内模锻行业在大型模锻设备的投入方面出现了一些值得我们注意的新情况，即不少企业争相策划建设万吨乃至数万吨的模锻压机。诚然近几年随着汽车产业、轨道交通行业及国防工业的发展，市场对大型模锻件的需求确呈旺盛态势，这种以市场为导向、以技术进步为出发点的建设大型模锻设备的行动也无可非议，但如此密集、大规模地上马的这些项目，其与市场的需求相比是否有些过于饱和？带着这个问题，本刊记者采访了北京机电研究所锻压工程技术中心主任蒋鹏研究员，对于这个问题他有着一番自己独到的见解。

FM：蒋主任您好，非常高兴您能接受此次我们《锻造与冲压》杂志的专访，您最近几年主要在从事哪些方向的研究工作？

蒋鹏：近几年我主要从事的金属塑性成形技术的研究和开发工作包括4个方面：⑴辊锻及相关技术；⑵精密锻造技术；⑶锻造生产线技术；⑷液态模锻、半固态成形、复合成形等技术。结合我们北京机电研究所近几年和企业的实际合作，下面我就主要谈谈对辊锻、精密锻造、锻造生产线的看法。

北京机电研究所在国内的辊锻方面做得比较早，也比较全面，20世纪80年代国家机械部牵头，我们所在从德国奥姆科公司引进锻造设备成套技术的时候就引进了自动辊锻机，在这之前国内只有贵州一家企业在生产一种手动的辊锻机，没有自动辊锻机。从奥姆科引进技术以后，自动辊锻机就由我们所来生产。自那开始，辊锻机就一直作为我们所锻压设备中的一个主要产品。不仅如此，我们在研制、生产辊锻机的同时还开发了辊锻工艺，这样我们就可以给企业提供设备＋工艺的成套技术服务，企业使用起来也更方便。截至现在我们已经向国内提供了150多台套辊锻机。我认为现在需要自由锻制坯的轴类件，在未来都应该用自动辊锻机制坯，因为自动辊锻机的优点非常明显，它节省材料、高效、节能。最初辊锻机只是用来制坯的，后来开发出了用于汽车前轴的精密辊锻工艺，国内目前大约有30条这样的生产线在生产汽车前轴。这种工艺对辊锻机的要求比较高，相比制坯用的辊锻机来说对力和能的要求都更高一些。我们为这个工艺专门设计了辊锻机，原来使用的是930辊锻机，我们把它设计成了1m，降低了转速，增加了扭矩，电机、飞轮全部加大，这样就可以做精密辊锻了。精密辊锻后坯料的一部分已经成形了，对模锻设备打击力的要求也就降低了，这样可以在小吨位的模锻设备上生产汽车前轴。在这种工艺开发出来之前，国内普遍采用16t模锻锤或万吨级热模锻压力机生产线来生产汽车前轴，如果采用德国传统的12500t热模锻压力机生产线，投资要高达一两亿元，而采用2500t以上的摩擦压力机配套1m辊锻机来生产汽车前轴，这种配置的一条生产线，投资则只需要1000多万元。虽然在效率方面摩擦压力机配套辊锻机的生产方式相对于热模锻压力机生产线来说可能要低一些，但是它的资金投入要少得多，而且生产的汽车前轴内在质量很高，这就使民营企业生产汽车前轴成为了可能。从另一方面来说，如果前轴锻件供应不上，我国的卡车产量也势必会受到制约，所以从这个角度来看，这种工艺的开发成功也为我国载重汽车的发展做出了贡献。现在精密辊锻＋模锻的生产工艺已经成为了国内汽车前轴生产的主流工艺。

精密辊锻＋模锻工艺生产的汽车前轴锻件

汽车前轴锻件飞边

精密辊锻＋模锻生产线

精密锻造方面，我认为精密锻造有两个概念，以前狭义的概念就是指锻后有些地方不加工或者基本不加工，当时大多指的是一些齿类件，但随着社会的发展和技术水平的提高，现在精密锻造的涵义也在扩大，现在的精密锻造我认为指的就是整个锻造过程的精密化。精密锻造是锻造的一个发展趋势，从自由锻到模锻，就是一个尺寸精化的过程，所以从比较粗的模锻件到比较精的模锻件我认为也是一个必然的趋势。以前的锻造，为什么锻锤多？就是因为自由锻多、胎模锻多，真正的模锻少。后来发展了模锻，但是那时候也主要是锤上模锻，锤上模锻没有顶出机构，拔模斜度比较大，这样锻件的余量就大。再后来又逐渐发展了摩擦压力机，摩擦压力机可以安装下顶出机构，这样锻件的余量相对就减小了一些。现在发展到了热模锻压力机，上、下都带顶出机构，效率很高，锻件的余量也更小。这就是一个逐渐精密化的过程，所以现在所说的精密锻造一般指的都是锻造精密化。最近我们所也在给企业做一些这方面相关的项目，比如现在我们给桂林福达做的曲轴生产线，曲轴的拔模斜度一般在1.5°左右(如果在锤上模锻的话，其拔模斜度一般在7°左右)，这样机加工的余量就减小了很多。我觉得要实现精密锻造，非常重要的一点就是提高装备水平，装备水平的提高，可以更好地促进锻件精度的提高。

精密曲轴锻件

怎样才能称之为精密化呢？对于这个问题，国家有相关标准，标准规定锻件分为普通级和精密级，以前认为普通级是比较容易达到的，精密级是比较难达到的，但是从现在的装备和工艺水平来看，精密级可以说是比较容易达到了，所以我觉得现在咱们国家的相关标准是不是也应该修订一下。

锻造生产线方面，最近国内上了很多高水平的锻造自动化生产线，这引起了世界范围内的注意，我们很多生产线配套的装备也都是非常先进的，比如直接进口德国、俄罗斯的设备，或者使用国内一重、二重等自行研制的先进设备等，国内的大型设备基本上都使用了自动化系统。这些高水平的自动化生产线投产以后，我们国家的模锻件尤其是大型模锻件，总体的生产水平会有一个明显的提高。像这些大型的自动化生产线，有很多我们也都参与了工作，有的甚至是提供了从模具、模架，到工艺设计、调试，再到自动化系统的全面服务。在这个过程中我们思考了很多问题，发现了很多问题，也解决了很多问题。现在国外的企业也开始慢慢认可我们北京机电研究所做的生产线了，比如蒂森克虏伯在南京投了一条生产线，它的自动化系统就是我们在给它做。

大型电动螺旋压力机自动化生产线

FM：您刚才提到国内上了很多高水平的锻造自动化生产线，这对于提升我国大型模锻件的生产水平有很好的促进作用，那哪些锻件可以称之为大型模锻件呢？对于大型模锻件的生产来说，其生产装备主要有哪些呢？

热模锻压力机自动化生产线

蒋鹏：我对大型模锻件的定义是，需要万吨级以上锻造设备来成形的、重量大于100kg的模锻件都应该称之为大型模锻件。例如，汽车行业比较常见的大型模锻件有重型载货汽车的前轴和大功率柴油机的曲轴等，它们都是批量很大的汽车锻件产品；轨道交通行业比较常见的大型模锻件是铁路货车钩尾框，其展开锻造长度达2m多，采用模锻工艺生产后其使用寿命得到了明显的提高；煤矿机械用的刮板和销轨也是比较大的模锻件，以前主要靠进口，现逐渐被国产代替，相信随着核心技术的掌握最终会被完全替代。除此之外，汽轮机的末级叶片和石油、化工等领域用的阀门等也是一些比较常见的大型模锻件。

现在生产这些大型模锻件的生产线主要有这么几类：一是热模锻压力机生产线；二是摩擦压力机生产线；三是模锻锤生产线。目前来说，热模锻压力机生产线是最先进的，因为它更容易实现自动化、锻件精度更高、生产效率也更高，对于生产线来说，生产效率是其中一个非常重要的参考指标。不过它也有缺点，缺点就是造价昂贵，设备结构复杂，需要有较高的维修水平，因此在中小企业中应用得不是很多。摩擦压力机生产线投资少，但是摩擦压力机抗偏载能力差，无法进行多模膛锻造，因此相应地工艺也会受到限制。而且摩擦压力机生产线一般都是手工操作，工人的劳动强度也要大一些。模锻锤生产线的特点是能量小、力比较大，锻造一个零件需要多次打击才能成形，比如汽车前轴就需要打十多锤。它的工艺灵活性比较好，小型的模锻锤甚至都不需要制坯设备，它可以制坯与模锻一起完成。大型的模锻锤虽然需要制坯设备，不过相对热模锻压力机和摩擦压力机来说，更换品种和零件还是要容易一些。它的缺点是，老式的空气锤能耗大，虽然“换头”改造成电液锤后能耗问题得到了很好的解决，但是振动强、噪声大、操作性差这几个问题却一直得不到很好的解决，所以最近几年新上的模锻锤生产线比较少。

对于大型模锻件的生产来说，我认为大型螺旋压力机的国产化我们需要重视起来，还有就是大型模锻件生产中的工艺及模具问题。特别是模具，大型模锻件成形所需要的工作压力都比较大，在高温高压下，模具很容易失效，所以如何提高模具寿命、采取何种润滑方式就成为了一个非常重要的问题。如果做成自动化生产线，那么对工艺、模具、润滑等的要求会更高，我们在给企业做成套生产线时在这方面就有深刻的体会。

FM：最近几年国内的锻造企业上了很多的万吨线，这给大型模锻件的生产提供了有力的保障，但另一方面市场是否真有如此多的需求呢？对于这个问题，您是如何看待的？能否给目前仍想要上大型模锻装备的企业提点建议呢？

蒋鹏：我也有这方面的担忧，现在我们大型模锻生产线是不是上的有点多？产能是否过剩了？从现在我对汽车行业等的了解来看，可能是有点供大于求了。不过这个问题我觉得是不是也可以这样看，以曲轴为例，现在还有一部分曲轴是铸造的，以前是锻造能力供应不上所以才选择铸造的，现在我们的锻造能力上来了，而且锻件的价格也下来了，在设计上如果将铸造曲轴改为锻造曲轴，那这就相当于给我们锻造曲轴的生产企业多打开了一条路，所以我觉得在未来几年我们的锻件生产企业是不是可以在这方面多下点功夫，多争取一些相比原来额外的市场份额。第二个是扩大出口市场，现在我们的锻件水平上去了，我觉得我们完全可以到国际市场上堂堂正正地跟国外企业比质量，然后再比价格。质量上我和你一样，价格上却比你稍微低一些，这样去跟它们竞争，而不是像以前那样以超低的价格跟它们竞争，这样获取的利润才会多。第三个是我们自己也要多想办法降低成本，包括提高生产效率、提高材料利用率、降低能源消耗等。在提高材料利用率方面我举个例子，现在很多曲轴锻造生产线都没有配辊锻机，特别是一些稍微小一些的曲轴锻造生产线，一般直接就模锻成形了，但我们在给桂林福达设计锻造生产线时得到的经验是，比如8000t的热模锻压力机生产线，配辊锻机和不配辊锻机相比，对于有些曲轴来说，材料利用率还是有比较大的差距的，一般会有5%～10%的差距，这种差距的话我建议还是应该配一台辊锻机。这样不仅可以提高材料利用率，而且辊锻时还可以去一下氧化皮，这对锻件外部质量的提高也是有所助益的。

目前来说，大型模锻件的市场供求关系已经发生一些变化了，由供不应求在向供大于求转变，所以再上大型模锻装备的话我觉得一定要有特色，或者是有特色的产品，或者是有特色的工艺、技术，或者是有特定的市场，在把市场情况调研充分了以后再决定是否上大型模锻装备，这样比较理智、冷静。

FM：与国外发达国家相比，我国大型模锻件的生产水平如何？

蒋鹏：在大型模锻件的生产方面，虽然最近新上了一些自动化生产线，但是总体来说我国的自动化程度还是太低，我觉得未来几年自动化将是一个很重要的发展趋势。我们的工艺、技术，有的是很先进的，甚至是超过国外发达国家的，比如现在我们国家汽车前轴的精密辊锻工艺就已经用在了大型自动化生产线上，但是其他的很多工艺、技术还是要差一些，这是一个综合因素导致的结果，跟我们总体的工业水平有关系。不过我觉得我们近些年的进步还是很大的，这个差距在缩小，而且我认为，经过我们大家一致的努力，我们在整体上达到世界先进水平是一个必然的事情，而且这个时间不会很长。

FM：近两年我们锻造行业的形势都不是很好，有些企业遇到了非常大的困难，您认为造成目前这种状况的原因主要是什么？未来我们锻造企业又该如何做呢？

蒋鹏：锻造行业尤其是模锻行业，基本上是伴随着汽车行业的发展而发展的，近几年汽车行业的发展增速有所回落，所以锻造行业的增长也没有像之前一段时间那样迅猛，也回落下来了，这也是一个必然趋势，毕竟汽车行业也不可能一直高速发展下去。在这种发展不是很快的情况下，锻造企业如果还是按照之前的思路应对，那日子肯定不会好过。在以前锻造行业发展特别快的时候，锻造企业可以不太追求产品质量、技术含量，只要把锻件生产出来就基本上都有客户来购买。现在在市场增量不多但竞争对手激增的情况下，就要靠技术水平、产品质量、成本控制来和其他企业争夺市场了。我觉得最后的竞争还是会落在技术水平上，这其中包括工艺水平、装备水平和管理水平，所以未来锻造企业要想获得持续的发展，在这几方面一定要多下功夫。

编后语

非洲每年干旱时，很多动物都会冒着被湖泊里鳄鱼拖下水而送命的危险却仍然拼命地去湖泊里喝水，而猴子却在湖泊周围低洼的地方开始挖洞，当洞足够深的时候，水就渗出来了，猴子不用冒着被鳄鱼拖下水的危险而安全地喝到了水，这就是另辟蹊径的力量。条条大路通罗马，身为企业的掌权者，要深谋远虑，根据经济形势、市场环境、自身的情况等选择最适合自己企业发展的道路，换个思路，另辟蹊径，很可能就会海阔天空、柳暗花明。