我国重型锻压设备企业部分产品已经达到国际先进,但整体技术水平与国外仍有差距

高志强 2021-09-08 2834 0
摘要:近年来,国家出台了系列支持锻压设备行业发展的政策,锻压设备行业得到了快速发展。然而,由于历史原因,锻压设备行业仍然存在创新能力不强、缺乏原创性成果等问题。本文主要介绍我国重型锻压设备的行业概况、与国外技术水平的差距、国内主要企业发展情况以及未来技术发展趋势等。

重型锻压设备是指用于金属等成形的机械加工设备,主要包括锻锤、液压机、机械压力机、螺旋压力机和平锻机等。产品广泛应用于汽车、船舶制造、轨道交通、军工和航空航天等重要行业和领域。

美德等国家掌握最先进锻压装备技术,我国重型锻压设备企业处在跟踪和追赶状态

在全球锻压设备领域,美国、德国等少数国家掌握最先进的装备制造技术,处于全球领先地位。国外主要锻压设备制造企业有德国西马克梅尔、德国穆勒万家顿、德国LASCO、美国阿贾克斯、意大利瓦卡里、俄罗斯伏龙涅什重型机械、俄罗斯重型锻压机械等。

在技术创新和装备制造工艺方面,我国锻压设备行业仍处在跟踪和追赶状态。例如在成形技术领域出现的重大创新和突破均来自国外,包括3D打印技术、液压成形技术、超高强钢板热冲压技术等。国内主要重型锻压设备制造企业有济南二机床、山西太重、中国一重、中国二重、合肥锻压集团、扬力集团、中航重机等。

国内主要重型锻压设备制造企业实力情况详见下表。

表1 我国重型锻压设备重点企业分析

(资料来源:五度易链行业研究中心综合整理)

我国重型锻压设备企业部分产品技术水平已经达到国际先进,但关键核心技术和产品稳定性等仍有提升空间

近几年,国内锻压装备技术水平不断提高,企业的研发、设计和制造能力不断增强,已经涌现出一批研发和制造水平卓越的公司。行业龙头济南二机床、中国一重等企业持续优化产品结构,自主创新能力持续提升,机械压力机等明星产品技术水平已接近或达到国际先进,产品出口至美国等发达国家,国际竞争力显著增强。中国重型机械研究院依靠36MN铝基陶瓷材料锻压装备生产出中子吸收板,该技术具备完全自主知识产权,打破了国外技术垄断,为我国军工和核电行业发展贡献突出。

总体而言,我国中低端重型锻压设备已具备较好的质量、性能和可靠性,部分锻压设备企业已进入全球龙头企业的设备配套体系。然而,在高端产品方面,国内企业产品所需核心功能零部件仍依赖进口,高端重型锻压设备技术水平与世界领先水平仍有一定差距。主要表现有:一是关键核心技术如高精度弯驱、高速运动控制等仍需进一步突破;二是产品质量稳定性如设备精度稳定周期、MTBF、故障率等关键指标仍有较大提升空间。

我国重型锻压设备未来将向大型化、智能化、精密化方向演进

从19世纪开始,锻压设备向重型、大型方向不断发展,20世纪60年代以后,锻压设备转向高速化、自动化、精密化、专用化等方向发展。各类机械化、数字化和精确控制的自动锻压设备陆续研制成功。我国各行业特别是航空航天、国防工业、海洋工程等对锻压设备的强度、刚度及力学性能等的要求日益严格,重型锻压产品的大型化和高精度已成必然选择。我国已经建成680MN立式挤压机和800MN模锻油压机,均已达到锻压设备制造行业的极限。由于受到加工运输及安装等因素的限制,锻压装备不可能无限放大,因此采用新工艺及新模具,增强同等装备锻压出极限尺寸产品的能力,将成为解决重型锻压装备大型化限制问题的新思路。

随着5G和工业互联网的发展,重型锻压设备的智能化趋势不断演进。德国SMS公司锻压过程中通过CADEX软件进行优化控制,实现了工模具快速自动装卸、等温-等压挤压和整机自动控制。我国企业如济南二机床等也在发展智能控制技术,通过数字化锻造工厂的建立,从原材料到合格产品生产少人化、数字化、远程化控制,实现了柔性化的生产加工和工艺创新。

精密化锻压工艺技术是当今美国、德国等发达国家在锻压装备工艺方面的重要发展趋势之一。通过采用精密化的锻压工艺,可以降低加工中的原材料消耗,提高产品的精密度水平,并增加模具的使用寿命,从而降低生产成本。德、日企业通过热模锻压力机、精冲压力机等精密锻压设备生产的锻件产品精度很高,可以生产出公差小于1%的汽车精密连杆高精度产品,锻件直径精度在0.02mm范围,极大地满足了产品的精密度要求。

结语

作为支撑国民经济发展的重要基础装备,我国重型锻压设备在近年取得了显著进步和可喜成绩,部分装备的工艺和制造水平已经达到世界先进水平。未来,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,重型锻压设备的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。


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