高端锻造,高速与缓行
2022-06-15章琲
章琲
锻造行业是打造重型装备、先进装备的基础,是大国间较量的必争之技。受益政策支持、技术研发与市场推动,我国锻造行业规模位居全球首位,连续多年成为全球锻件第一生产国和消费国。但锻造行业的市场壁垒、技术壁垒、资质壁垒比其他行业只高不低,对我国锻造行业迈向高端造成诸多阻碍。我国于高端锻造领域的探行需要取得较高速率与扎实基础的均衡。
锻件产品的特殊性
锻造是在加压设备及工(模)具的作用下,使坯料或铸锭产生局部或全部的塑性变形,以获得一定几何尺寸、形状的零件(或毛坯)并改善其组织和性能的加工方法。按照锻造方式的不同,可将锻造技术分成自由锻、模锻、辗环和特种锻造等。现代锻造业经过上百年的发展历程,已经形成系统且先进的锻造工艺和锻造技术。
锻造行业部分客户特殊,如特种合金锻件产品主要应用于航空、航天等行业;设备相对专业,需要投入大量资金购置;工艺复杂,大型锻件和特种合金锻件制造领域技术门槛较高。相比铸造和机械加工,锻造在零件的完整性、纹理流线、灵活性等方面具有优势。锻造而成的锻件具有承载高、寿命长、严苛工作条件适应性强等特点,锻件产品是装备制造业所必需的关键基础部件,其下游主要为航空、航天、船舶、电力、石化以及其他机械等行业的成套设备制造商,下游行业的景气度直接决定锻造行业的需求状况和市场容量;比如“双碳”背景下,风电锻件、气电锻件不断拓宽电力锻件市场。在高端装备制造领域,国家政策导向和国家投入规模对该领域的市场需求有重大影响;意即锻造行业的市场发展前景与下游应用行业发展以及国家投入程度紧密相关。其上游的高端材料行业的供应能力和技术水平则直接影响着锻造行业的发展水平,目前锻造行业上游直接材料包括碳钢、不锈钢、合金等,成本占比达70%以上,抗风险能力有待加强。
我国锻造行业起步较晚,早期装备制造业“重主机、轻配套”的发展思路也对锻造行业有所影响,一度只在低端锻造领域徘徊,在高端锻造方面受限于国外企业。欧美国家及日本的大型锻造企业,凭借先发优势,倚靠长期以来的技术积累与强大研发能力,在锻造技术、工艺和装备水平等方面持续领跑,长期垄断全球大型高端锻件市场,我国呈后程追赶态势,当前已取得部分成效。比如巨型模锻液压机这种象征一个国家重工业实力的战略级装备,目前世界上拥有4万吨级以上模锻压机的国家只有我国与美国、俄罗斯、法国。2013年,由德阳二重自主研制的世界最大的8万吨级模锻液压机投产,打破尘封已久的世界纪录,实现了我国锻造产品从高端向顶级的跨越,C919大飞机最大、最复杂的关键承力锻件——主起外筒实现国产化,即由该台模锻液压机完成。
专业化下的多元化
锻造是高端裝备发展的关键,也是国家综合实力的象征。目前,我国锻造行业的模锻件、汽车模锻件、自由锻件、环锻件产量复合增长率分别达到8.08%、6.78%、8.7%、14.4%,锻造产品初步实现高端化,设备实现大型化、自动化、数字化、信息化,关键技术与工艺更进一步。
随着新材料、新工艺和智能制造的发展,高性能新材料锻压技术和装备将不断涌现,步入高端的锻造行业发展需要更多关键核心技术工艺的攻关和突破,以满足各行业对锻压装备日益严苛的要求。对此,各细分领域均有布局与突破。如国内首家航空环锻件智能化产业基地打造的“航空环锻件柔性智能生产线”建成后,将实现航空环锻件的柔性智能制造,消除人为环节对产品质量的影响,提升航空发动机环锻件产品的质量和生产效率。
政策红利赋予了我国锻造行业超高定位,并促使其逐渐向自动化、智能化跨越,通过技术的进步提高锻造锻件的生产率。《中国锻造行业“十四五”发展纲要》提出,“实施锻造产业技术创新一体化发展战略,不仅要解决锻造行业的基础薄弱问题,还要布局未来重点研发内容,实现锻造产业向上突破。依据高端材料工艺技术研究,探索最佳产品成形工艺路线、最佳参数及工艺装备,制定材料标准及工艺技术标准,为产品设计及企业应用提供依据。通过定量化控制设备主要参数和产品工艺参数,并结合热加工过程的近净成形技术和热处理技术,提高锻件材料利用率,尺寸控制精度、探伤和性能一次合格率,缩短锻件热加工周期,减少热加工能耗等方面开展工作。充分利用信息化技术和模拟技术,实现大数据统计技术在锻件产品制造过程的推广应用,以及产品阶段性能的预测,实现从材料、工艺、设备、模具等全方位高质量提升。”
因锻件产品一般具有多规格、多品种、定制化的特点,非标产品特色显著,在实际生产过程中多采用“以销定产”模式,与下游客户的定制需求密不可分,需要与主要客户建立相对稳定的合作伙伴关系。因此,锻造行业本身受其他行业发展影响较大,具有特色产品的锻造企业得以维持优势,技术与市场沉淀不足的锻造企业易受到冲击。为避免客户的行业单一、企业单一和产品单一带来的风险,需尽量以技术和创新开拓市场,实现用户的行业、企业、产品“专业化下的多元化”。