另外,為了易于進(jìn)行切削/磨削加工和改善零件的某些性能,中間常需穿插不同的熱處理工藝,如需進(jìn)一步改善零件力學(xué)性能或其他物理、化學(xué)性能,還會(huì)利用表面處理手段來改變零件表面化學(xué)成分及分布。最后,將各種零部件按照規(guī)定的技術(shù)要求裝配起來,經(jīng)過調(diào)試和檢驗(yàn)后即可得到機(jī)械裝備成品。鍛鑄在航空航天、武器裝備、船舶制造、能源設(shè)備、工程機(jī)械、軌道交通等產(chǎn)業(yè)中起著支柱性作用,是現(xiàn)代裝備制造工業(yè)的基石,為國民經(jīng)濟(jì)和國防工業(yè)的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。
鍛造是金屬固態(tài)下的塑性變形,鑄造是利用液態(tài)金屬充型。鍛造是利用鍛造設(shè)備對(duì)金屬坯料施加外力,使其產(chǎn)生永久性塑性變形獲得具有一定微觀組織和性能、形狀和尺寸零件的加工方法。鍛造常與沖壓工藝合稱為鍛壓,兩者都屬于塑性成形,主要區(qū)別在于坯料供應(yīng)形式不同,通常將以錠料或棒料為坯料的鍛壓稱為鍛造,將以板料為坯料的鍛壓稱為沖壓。鑄造是熔煉金屬,制造鑄型,并將熔融金屬在重力、壓力、離心力或電磁力等外力場(chǎng)的作用下充滿鑄型,凝固后獲得一定形狀、尺寸與性能鑄件的成形方法。
金屬材料經(jīng)過鍛造后,可以改善組織缺陷,具有優(yōu)異的綜合力學(xué)性能。金屬材料經(jīng)過鍛造加工后,其中的氣孔、縮松等缺陷被壓合在一起,并使粗大的晶粒細(xì)化,得到致密的金屬組織,從而提高鍛件的力學(xué)性能,因此鍛件的力學(xué)性能一般優(yōu)于鑄件。此外,在零部件設(shè)計(jì)時(shí),若正確選用零部件的受力方向與纖維組織方向,還可以提高鍛件的抗沖擊性能。因此,鍛件主要用作承受重載和沖擊載荷,如機(jī)床主軸、傳動(dòng)軸、齒輪、曲軸、彈簧、鍛模等。
鑄造工藝具有適用范圍廣,加工余量小的優(yōu)點(diǎn),在現(xiàn)代裝備制造中具有很高的占比。鑄造工藝幾乎不受形狀、尺寸、重量和材料類型的限制,加工余量小,在復(fù)雜內(nèi)腔零部件制造中優(yōu)勢(shì)顯著,常用于承壓為主而形狀復(fù)雜的零件,如床身、立柱、箱體、支架和閥體等。鑄造在現(xiàn)代裝備制造中具有很高的占比,例如在機(jī)床、內(nèi)燃機(jī)的零件中,鑄件質(zhì)量占總質(zhì)量的70%~90%;在煤礦機(jī)械中,鑄件質(zhì)量占比為60%~70%;在農(nóng)業(yè)機(jī)械中,鑄件質(zhì)量占比為40~70%。
2、鍛造和鑄造涵蓋多種衍生工藝、各有適用場(chǎng)景
2.1 鍛造常分為自由鍛、模鍛和環(huán)鍛
鍛造生產(chǎn)過程主要包括下料、加熱鍛打成形、冷卻、熱處理、表面處理和檢測(cè)。在鍛造過程中,目標(biāo)是盡力創(chuàng)造有利的變形條件,充分發(fā)揮金屬的塑性,降低其變形抗力,消耗最少的功,耗費(fèi)最少的材料,達(dá)到最佳的綜合效果。這既取決于被鍛金屬本身性質(zhì),又取決于加工條件,因此對(duì)金屬性質(zhì)的理解、加熱溫度的控制、鍛打程序的優(yōu)化、冷卻環(huán)境的確定以及熱處理和表面處理方法的選取等在鍛造工藝中十分重要。
鍛造主要可以分為自由鍛、模鍛、環(huán)鍛三類。自由鍛一般是指借助簡(jiǎn)單工具對(duì)鑄錠或棒材進(jìn)行墩粗、拔長(zhǎng)、彎曲、沖孔、擴(kuò)孔等方式生產(chǎn)零件毛坯;模鍛是指金屬坯料在具有一定形狀的鍛模膛內(nèi)受壓變形而獲得鍛件;環(huán)鍛又稱為環(huán)形軋制,是借助環(huán)機(jī)使環(huán)件產(chǎn)生連續(xù)局部塑性變形,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)壁厚減小、直徑擴(kuò)大、截面輪廓成形的塑性加工工藝。
2.2 鑄造包含砂型鑄造和特種鑄造
(1)鑄造工藝流程長(zhǎng),質(zhì)控難度大,經(jīng)濟(jì)效益與成品率掛鉤
鑄造工藝可以分為四個(gè)基本環(huán)節(jié)。鑄造是將金屬熔煉成符合一定要求的液體并澆進(jìn)鑄型里,經(jīng)冷卻凝固、清整處理后得到有預(yù)定形狀、尺寸和性能鑄件的工藝過程。下面以應(yīng)用最為廣泛的砂型鑄造為例,鑄造工藝可以分為四個(gè)基本環(huán)節(jié),即鑄造金屬準(zhǔn)備、鑄型準(zhǔn)備、澆注冷卻和鑄件處理。
鑄造金屬準(zhǔn)備的基本要求是優(yōu)質(zhì)、低耗和高效。鑄造金屬準(zhǔn)備環(huán)節(jié)包括準(zhǔn)備爐料和熔煉金屬,熔煉金屬不僅是單純的熔化,還須使?jié)策M(jìn)鑄型的金屬在溫度、化學(xué)成分和純凈度方面都符合預(yù)期要求。若控制不當(dāng)會(huì)使鑄件化學(xué)成分和力學(xué)性能不合格,并可能產(chǎn)生氣孔、夾渣、縮孔、冷隔和澆不足等缺陷。有時(shí)為了達(dá)到更高要求,金屬液在出爐后還要經(jīng)爐外處理,如脫硫、真空脫氣、爐外精煉、孕育或變質(zhì)處理等。鑄造工藝的耗能較高,其中金屬的熔煉與保溫占鑄造能耗的50%以上,選擇合適的熔煉設(shè)備對(duì)于降低能耗、提高效率和優(yōu)化成本十分重要,熔煉金屬常用的設(shè)備有沖天爐、感應(yīng)爐、坩堝爐等。
鑄型準(zhǔn)備是鑄造生產(chǎn)中最復(fù)雜的工序,直接影響鑄件的質(zhì)量。不同的鑄造方法有不同的鑄型準(zhǔn)備內(nèi)容,以砂型鑄造為例,鑄型準(zhǔn)備包括材料準(zhǔn)備和造型造芯兩大項(xiàng)工作,鑄件的精度主要取決于這道工序。將上型、下型、型芯等部分組成一個(gè)完整鑄型的操作過程便是合型,是澆注前的最后一道工序。
鑄件處理包括落砂清理和質(zhì)量檢驗(yàn),鑄件有3個(gè)質(zhì)量等級(jí),等級(jí)以外的為不合格品。落砂是從砂型中取出鑄件的操作,落砂后的鑄件必須經(jīng)過清理,才能使鑄件外表面達(dá)到要求。清理工作主要有切除澆冒口、清除砂芯、清除黏沙和鑄件修整,清理完的鑄件要進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn),檢驗(yàn)方法取決于鑄件的質(zhì)量要求,常用的質(zhì)量檢驗(yàn)方法有外觀檢測(cè)、無損探傷檢驗(yàn)和理化性能試驗(yàn)。我國鑄件質(zhì)量分等通則規(guī)定,鑄件質(zhì)量可分為內(nèi)在質(zhì)量和外觀質(zhì)量,內(nèi)在質(zhì)量是指:力學(xué)性能、化學(xué)成分、金相組織和內(nèi)部缺陷等,外觀質(zhì)量是指:尺寸公差、表面粗糙度、澆冒口殘留量、重量公差、焊補(bǔ)質(zhì)量、表面缺陷等,按鑄件質(zhì)量要素的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)可以將鑄件分成合格品、一等品和優(yōu)等品共三個(gè)質(zhì)量等級(jí)。在質(zhì)量等級(jí)以外的鑄件稱為不合格品,不合格品也稱不良品,可分為廢品、次品、返修品和回用品(回爐料)。
(2)鑄造類型繁多,熔模精鑄是航空航天裝備制造的最優(yōu)化成形工藝
特種鑄造以砂型鑄造為基礎(chǔ)創(chuàng)造而來,可以滿足零部件的特殊要求。砂型鑄造是以砂為主要造型材料制備鑄型的鑄造方法,它具有成本低,靈活性大、適應(yīng)面廣的優(yōu)勢(shì),世界各國用砂型鑄造方法生產(chǎn)的鑄件占鑄件總產(chǎn)量的70%-80%。雖然砂型鑄造應(yīng)用普遍,但存在鑄造尺寸精度低、表面粗糙度值大和鑄件內(nèi)部質(zhì)量差等問題。為了改善這些缺陷,滿足一些零件的特殊要求,人們?cè)谏靶丸T造的基礎(chǔ)上,通過改變鑄型的材料、模型材料和金屬液充型形式或冷凝條件等又創(chuàng)造了許多其他的鑄造方法,被統(tǒng)稱為特種鑄造。
特種鑄造各有優(yōu)越之處,但也存在一定的適用范圍。常見的特種鑄造有熔模精鑄、消失模鑄造、金屬型鑄造、石墨型鑄造、離心鑄造、壓力鑄造、反重力鑄造、連續(xù)鑄造等,其中反重力鑄造根據(jù)施加壓力形式的不同,可以分為低壓鑄造、差壓鑄造、調(diào)壓鑄造及真空吸鑄。每種特種鑄造方法,在提高鑄件尺寸精度和表面質(zhì)量、改善合金性能、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、改善勞動(dòng)條件和降低鑄造成本等方面各有其優(yōu)越之處,但鑄件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸、質(zhì)量、材料種類往往受到一定限制。
熔模精鑄是航空航天軍工裝備制造的最優(yōu)成形工藝。當(dāng)前,國內(nèi)外航空航天軍工裝備一體化輕量設(shè)計(jì)、低成本批量制造、結(jié)構(gòu)特性愈趨復(fù)雜已成為發(fā)展的統(tǒng)一趨勢(shì)。傳統(tǒng)的砂型鑄造無法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜構(gòu)件的精準(zhǔn)成形,金屬型鑄造、V法鑄造當(dāng)前只適宜于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單部件(環(huán)狀結(jié)構(gòu)、錐狀結(jié)構(gòu)、框梁類結(jié)構(gòu)等)的批量化制造。壓力鑄造(高壓)雖在軌道交通領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,但其內(nèi)部組織較其他成形工藝在疏松、氣孔等缺陷上問題嚴(yán)重。石膏型鑄造由于鑄型導(dǎo)熱系數(shù)偏低,產(chǎn)品整體機(jī)械力學(xué)性能不高。綜合批量制造成本、產(chǎn)品生產(chǎn)周期和結(jié)構(gòu)精準(zhǔn)化成形等因素,對(duì)比各種凝固成形制造工藝,熔模精密鑄造是最優(yōu)化匹配的成形工藝,同時(shí)可以結(jié)合材料體系選擇,實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)部件的材料減重與結(jié)構(gòu)減重雙向輕量化設(shè)計(jì)。
3、高端裝備對(duì)高性能、輕量化和低成本的強(qiáng)烈訴求,牽引高端鍛鑄工藝快速發(fā)展
高端裝備制造處于價(jià)值鏈高端和產(chǎn)業(yè)鏈核心環(huán)節(jié),決定著整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈綜合競(jìng)爭(zhēng)力的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),是現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系的脊梁。在調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的背景下,高端裝備制造業(yè)被認(rèn)為是七大新興產(chǎn)業(yè)中資金最密集、產(chǎn)業(yè)鏈最完備、見效最快的產(chǎn)業(yè)之一。高端裝備主要包括傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需的高技術(shù)、高附加值裝備,高端裝備的重點(diǎn)領(lǐng)域和方向包括航空航天裝備、航發(fā)與燃機(jī)裝備、衛(wèi)星及應(yīng)用、海洋工程裝備等。高端裝備對(duì)高性能、輕量化和低成本的訴求愈發(fā)強(qiáng)烈,牽引著高端鍛鑄技術(shù)快速發(fā)展。本文所指的高端鍛鑄工藝主要是指面向高端裝備難加工材料零部件高效制造的,所生產(chǎn)的產(chǎn)品具有高性能、高可靠性、高附加值的鍛鑄工藝。高端裝備對(duì)零部件高可靠和長(zhǎng)壽命的要求主導(dǎo)著鍛鑄造工藝的改進(jìn)方向。高端鍛鑄工藝可以在獲得復(fù)雜構(gòu)件形狀的同時(shí),通過從材料到最終構(gòu)件的全工藝過程調(diào)控改善構(gòu)件內(nèi)部組織及綜合力學(xué)性能。同時(shí),高端鍛鑄工藝能制造整體結(jié)構(gòu),提高裝備適應(yīng)各種苛刻載荷和保持性能長(zhǎng)期穩(wěn)定性的能力,滿足武器裝備高可靠性和長(zhǎng)壽命的要求。
航空、航天和武器裝備對(duì)輕量化的永恒追求對(duì)鍛鑄工藝提出了更大的挑戰(zhàn)。例如,先進(jìn)飛機(jī)要求結(jié)構(gòu)重量系數(shù)在27-28%,先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)更是迫切需要減重,以提高推重比。通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)輕量化的重要途徑之一,即采用適合于不同載荷的合理結(jié)構(gòu),根據(jù)結(jié)構(gòu)承受的載荷形式及大小,合理地分配材料,把材料放到最能發(fā)揮承載能力的位置。典型輕體結(jié)構(gòu)形式有空心變截面、薄壁曲面、多層結(jié)構(gòu)、變厚度、薄壁高筋、整體結(jié)構(gòu)等。輕質(zhì)材料本身具有難成形特點(diǎn),同時(shí)輕體結(jié)構(gòu)還具有復(fù)雜形狀特征,兩者的耦合也大幅提升了制造的難度,對(duì)鍛鑄工藝提出了更大的挑戰(zhàn)。
高端裝備制造關(guān)于經(jīng)濟(jì)性的需求對(duì)鍛鑄工藝提出了新要求。長(zhǎng)期以來,對(duì)于復(fù)雜構(gòu)件多采用簡(jiǎn)單形狀毛坯通過機(jī)械加工獲得最終形狀構(gòu)件,這不僅浪費(fèi)大量材料,還導(dǎo)致制造周期長(zhǎng)、效率低、成本高,對(duì)鈦合金、高溫合金和金屬基復(fù)合材料構(gòu)件,機(jī)械加工成本更高。因此,這要求鍛鑄造工藝從毛坯成形到近凈成形轉(zhuǎn)變。
歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國家在研發(fā)和應(yīng)用高端鍛鑄工藝上富有成效。歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國家在發(fā)展鍛鑄理論基礎(chǔ)上,結(jié)合先進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù),綜合應(yīng)用材料、自動(dòng)控制、機(jī)械等方面的新成果,研制并采用了各種高端鍛鑄成形技術(shù),對(duì)復(fù)雜的鍛鑄成形工藝過程進(jìn)行數(shù)字化控制,以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜構(gòu)件整體化、近凈成形及成形改性一體化,向武器裝備提供小余最或無余量的毛坯和零部件,大幅降低產(chǎn)品成本,縮短周期,提高零部件使用性能和武器裝備的壽命。2022年,美國國防部發(fā)布報(bào)告《SecuringDefenseCriticalSupply Chains》提出,要進(jìn)一步制定鍛造和鑄造國防工業(yè)戰(zhàn)略,研發(fā)新的鍛鑄工藝,加大投資力度。
高端鍛造已成為高端裝備零部件制造主流工藝
1、鍛件在高端裝備中應(yīng)用比重高且承擔(dān)著關(guān)鍵作用
鍛件是構(gòu)成飛機(jī)骨架的主要承力構(gòu)件。飛機(jī)鍛件一般用作受力狀態(tài)復(fù)雜、工作條件惡劣的關(guān)鍵零部件,鍛件制成的零件重量約占飛機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)重量的 20%-35%,是決定飛機(jī)的性能、可靠性、壽命和經(jīng)濟(jì)性的重要因素之一。大型民機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)件產(chǎn)品包括飛機(jī)機(jī)體的框、梁類結(jié)構(gòu)件,具體有飛機(jī)艙門部位的門框鍛件,機(jī)頭部位的風(fēng)擋邊框鍛件,機(jī)翼與機(jī)身部位的連接件,機(jī)翼部位的邊條、承力梁、框鍛件,發(fā)動(dòng)機(jī)吊掛系統(tǒng)鍛件,機(jī)身承力框鍛件,轉(zhuǎn)向舵部位的轉(zhuǎn)軸梁鍛件;直升機(jī)結(jié)構(gòu)件主要包括發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)鍛件、傳動(dòng)箱系統(tǒng)鍛件、槳轂系統(tǒng)鍛件、機(jī)身結(jié)構(gòu)鍛件、起落架鍛件和武器吊掛系統(tǒng)鍛件。
飛機(jī)起落架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)件也大量采用鍛件?,F(xiàn)代飛機(jī)的起落架(機(jī)輪、制動(dòng)裝置、減振系統(tǒng)、支柱和相應(yīng)的收放機(jī)構(gòu))是飛機(jī)的主要組成部分之一,它占飛機(jī)總重量的3.5%-5.0%,占飛機(jī)結(jié)構(gòu)重量的15%-20%。起落架承受起飛著陸及滑行和停放時(shí)地面給飛機(jī)的反作用載荷,緩和飛機(jī)著陸及在不平地面上運(yùn)動(dòng)時(shí)的撞擊,它的工作性能的好壞,直接影響著飛機(jī)的起飛和著陸性能。起落架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)件包括飛機(jī)主起系統(tǒng)和前起系統(tǒng),包括外筒、活塞桿鍛件,扭力臂、斜支撐、支架、后支架等鍛件。
鍛件制成的零件重量約占發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)重量的30%-45%,包括環(huán)形鍛件、盤鍛件和葉片鍛件。航空難變形金屬材料環(huán)形鍛件主要應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇、壓氣機(jī)、渦輪和燃燒室等四大部件中,按照安裝位置和功能可以分為機(jī)匣、安裝邊、封嚴(yán)環(huán)、各類支承、承力環(huán)、盤軸、殼體等部件,主要起包容、連接、支撐、傳動(dòng)、密封等作用,是航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的重要零部件。盤鍛件有壓氣機(jī)盤和渦輪盤,而葉片鍛件包括風(fēng)扇葉片、壓氣機(jī)動(dòng)葉和靜葉,主要位于發(fā)動(dòng)機(jī)冷端。
2、高端鍛造技術(shù)制造精度高,生產(chǎn)成本低,產(chǎn)品質(zhì)量好
(1)大型復(fù)雜構(gòu)件整體精密鍛造技術(shù)
大型復(fù)雜構(gòu)件整體精密鍛造技術(shù)不僅可以提高零部件可靠性,還能減輕結(jié)構(gòu)重量、降低制造成本、縮短制造流程。此類技術(shù)主要就是利用整體鍛造成型的加工方式將原本多件工件組合成為一體,不僅可以降低零部件、連接件的數(shù)量,提高零部件可靠性,還能減輕結(jié)構(gòu)重量、降低制造成本、縮短制造流程。例如,飛機(jī)承力框構(gòu)件是飛機(jī)結(jié)構(gòu)件中典型的大型鍛件,這類鍛件形狀特征復(fù)雜,空間跨度尺寸大,成形困難并且往往帶有不同形狀尺寸的肋和輻板,模具充填困難,成形載荷大,鍛件組織均勻性和流線完整性不易控制。若將傳統(tǒng)的多段組合框改為整體框,這樣既可以減少零件或連接件的數(shù)量,避免螺栓機(jī)械連接或焊接連接的薄弱面,減少應(yīng)力集中源和避免金屬流線中斷、提高飛機(jī)隔框的抗疲勞、抗應(yīng)力腐蝕等性能和安全可靠性。另外,還可以設(shè)計(jì)更薄的構(gòu)件剖面,大大減輕飛機(jī)結(jié)構(gòu)質(zhì)量和提高飛機(jī)結(jié)構(gòu)效益。
整體精密鍛造技術(shù)在國外已得到廣泛應(yīng)用。根據(jù)《航空鈦合金鍛造技術(shù)的研究進(jìn)展》,目前國外已經(jīng)開始廣泛在航空裝備的生產(chǎn)中應(yīng)用鈦合金整體成型技術(shù),在較為先進(jìn)的軍用飛機(jī)中,將近40%的結(jié)構(gòu)都是鈦合金整體性的構(gòu)件,例如美國F-22戰(zhàn)斗機(jī)的4個(gè)承力隔框就是采用整體精密熱模鍛造技術(shù),鍛件投影面積為4.06~5.67m2,其中機(jī)身整體隔框閉式模鍛件,投影面積達(dá)到5.67m?,是目前世界上最大的鈦合金整體隔框鍛件。美國F/A-18殲擊機(jī)淘汰了之前的制造方式,采用生產(chǎn)整體隔框精鍛件(投影面積為 4m2)取代原設(shè)計(jì)中的368 種零件,使飛機(jī)減重 350kg,節(jié)約機(jī)械加工工時(shí)50%。俄羅斯安-22 運(yùn)輸機(jī)通過此類技術(shù)生產(chǎn)20個(gè)隔鍛件(投影面積為3.5m2).減少了800個(gè)零件,使飛機(jī)機(jī)體減重1000kg,減少機(jī)械加工工時(shí)20%。大型復(fù)雜構(gòu)件整體精密鍛造技術(shù)可以有效降低飛機(jī)結(jié)構(gòu)重量,增加發(fā)動(dòng)機(jī)推重比,顯著提高飛行器的總體效能,已經(jīng)成為第三、四代飛機(jī)生產(chǎn)技術(shù)的重要標(biāo)志性技術(shù)之一。
大型航空關(guān)鍵構(gòu)件往往外形尺寸龐大、材料變形強(qiáng)度高,使得其模鍛成形時(shí)所需的變形壓制力十分巨大,必須使用重型壓力機(jī)設(shè)備進(jìn)行壓制成形。美、俄、法等少數(shù)制造強(qiáng)國在 20 世紀(jì)就已研制出了 400~750 MN 的巨型壓力機(jī)設(shè)備。依靠這些大型模鍛液壓機(jī)生產(chǎn)的大型整體優(yōu)質(zhì)模鍛件,為美、俄、法3國在航空產(chǎn)品方面能夠生產(chǎn)出第四、五代軍用戰(zhàn)機(jī)和波音B747、空客A380空中“巨無霸”飛機(jī)提供了有力支撐,使其在航空航天產(chǎn)品方面居于世界前列。中航重機(jī)的公告顯示,全球范圍內(nèi)400MN以上大型鍛壓機(jī)共有12臺(tái),其中美國擁有4臺(tái),俄羅斯擁有2臺(tái),法國擁有2臺(tái)中國擁有 4臺(tái)。
(2)徑-軸雙向精密環(huán)軋技術(shù)
精密環(huán)軋技術(shù)是生產(chǎn)高性能無縫環(huán)件的首選工藝方法。無縫環(huán)件在航空、航天、船舶、兵器、核工業(yè)等諸多軍工領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣、安裝邊、導(dǎo)彈艙體結(jié)合環(huán)、飛船加強(qiáng)環(huán)、火炮、坦克座圈等都是由輾軋環(huán)件加工的。因此,精密環(huán)軋技術(shù)對(duì)于提高武器裝備的性能水平、使用壽命和研發(fā)能力都有重要影響。
徑-軸雙向軋制是國外近年來采用的一種精密環(huán)軋技術(shù)。環(huán)軋按其受壓及變形方向的不同,可以分為徑向軋制和徑-軸雙向軋制兩類。徑向軋制指在環(huán)軋過程中,環(huán)壁徑向受壓縮,軸向不受軋棍限制,金屬主要沿切線方向延伸,徑向軋制工藝主要適用于矩形截面環(huán)形件的成形。為了改善軋制環(huán)件的端面質(zhì)量、軋制成形復(fù)雜截面輪廓的環(huán)件,在徑向環(huán)件軋制設(shè)備的基礎(chǔ)上,增加一對(duì)軸向端面軋棍,對(duì)環(huán)件的徑向和軸向同時(shí)進(jìn)行軋制,這樣使得徑向軋制產(chǎn)生的環(huán)件端面凹陷再經(jīng)過軸向端面軋制而得以修復(fù)平整,且軸向端面軋制還可使環(huán)件獲得復(fù)雜的截面輪廓形狀。
(3)超塑性等溫鍛造技術(shù)
在鍛造工藝中,尤其是在鍛造具有薄的腹板、高肋和薄壁的零件時(shí),毛坯的溫度很快地向模具散失,變形抗力迅速增加,塑性急劇降低,不僅需要大幅度提高設(shè)備噸位,也易造成鍛件開裂。因此,不得不增加鍛件厚度,增加機(jī)加工余量,降低了材料利用率,增加了制件成本。自20世紀(jì)70年代以來得到迅速發(fā)展的等溫成形與超塑成形為解決上述問題提供了強(qiáng)有力的手段。
超塑性等溫鍛造解決了鍛造大型精密鍛件和難變形合金需要特大噸位設(shè)備和成形性能差的困難。超塑性等溫鍛造使材料在鍛件成形過程處于超塑性變形狀態(tài),降低了材料的變形抗力,單位壓力一般為常規(guī)熱鍛的1/5-1/10,因此同等尺寸的鍛件可以采用更小的設(shè)備成形。超塑性等溫鍛造有效提高了材料的變形性能,解決了鍛造人型精密鍛件和難變形合金需要特大噸位設(shè)備和成形性能差的困難,可以在低于常規(guī)鍛造很多的載荷下,成形出高質(zhì)量、高精度的薄壁、薄腹板、高肋板和其他復(fù)雜鍛件,這對(duì)很難機(jī)械加工的高溫合金和鈦合金鍛件特別有利。
(4)粉末鍛造技術(shù)
粉末鍛造是粉末冶金與精密模鍛相結(jié)合的新型工藝,兼有二者的優(yōu)點(diǎn)。它是以金屬粉末為原料,經(jīng)過冷壓成形、燒結(jié)、熱鍛成形或由粉末經(jīng)熱等靜壓、等溫模鍛,或直接由粉末熱等靜壓及后續(xù)處理等工序制成所需形狀的精密鍛件。一般的粉末冶金制件,含有大量的孔隙,致密度差,經(jīng)過熱等靜壓或加熱鍛造后,可使制件的相對(duì)密度提高至 98%以上。
3、返回料的應(yīng)用是未來高端鍛造降低生產(chǎn)成本的重點(diǎn)方向
高溫合金在加工流程中會(huì)產(chǎn)生大量返回料,材料利用率很低導(dǎo)致零部件成本高昂。以高溫合金的尖端應(yīng)用航空發(fā)動(dòng)機(jī)為例,由于需要充分考慮強(qiáng)度、空氣動(dòng)力、減重等要求,零件加工環(huán)節(jié)多、形狀復(fù)雜、精度要求高,導(dǎo)致材料有效利用率非常低,一般情況下超過90%的材料會(huì)成為返回料,高溫合金中鎳金屬的價(jià)格高昂,這也導(dǎo)致相關(guān)零部件的生產(chǎn)制造成本居高不下。
返回料的應(yīng)用可以有效降低成本。根據(jù)中航上大的公告披露,以GH4169牌號(hào)高溫合金為例,公司使用約70%的同牌號(hào)返回料作為原材料進(jìn)行冶煉生產(chǎn),相較于傳統(tǒng)使用純金屬料的生產(chǎn)方式可降低生產(chǎn)成本約30%。根據(jù)論文《鈦合金低成本化制備技術(shù)研究現(xiàn)狀》,利用鈦合金加工制成的TC4板坯,板材成本降低20%以上,組織和力學(xué)性能與常規(guī)TC4板材基本一致。根據(jù)中航重機(jī)的公告,以TC4產(chǎn)品為例,如果利用回收料熔煉成鈦錠較利用海綿鈦熔煉成鈦錠將降低成本約30%。
國際方面已經(jīng)建立起來一套完善的廢料回收和再利用模式。例如,美國從20世紀(jì) 70年代起開展高溫合金返回料的再生利用,目前已形成技術(shù)成熟、體系完善、返回料嚴(yán)格分類回收和再生利用的全產(chǎn)業(yè)鏈閉環(huán)模式,在高溫合金生產(chǎn)過程中返回料使用比例達(dá)到70%-90%。返回料經(jīng)過多次真空提純和精煉,再生利用后的純凈度水平和各項(xiàng)指標(biāo)穩(wěn)定性均優(yōu)于礦冶新料,使得再生材料的質(zhì)量和穩(wěn)定性水平大幅提升,同時(shí)還可降低成本30%以上。
熔模精鑄是許多高端零部件的最優(yōu)鑄造工藝
1、熔模精鑄優(yōu)點(diǎn)突出,可以助推零部件制造提效降本
熔模精鑄以蠟?zāi)樾?,用耐火材料制作型芯型殼,脫蠟后形成空腔并澆注熔體形成鑄件,成形后的鑄件只需少許的修整和熱處理即可得到所需零部件,故也被稱為熔模精鑄。熔模精鑄的主要工藝流程為:制模→修模→蠟?zāi)=M樹→制殼(多層反復(fù))→脫蠟→焙燒→熔煉澆注→破殼清砂→切割→精整→缺陷修復(fù)→熱處理→無損檢測(cè)→檢驗(yàn)→產(chǎn)品交付。
熔模精鑄生產(chǎn)的零件精度高,表面質(zhì)量光潔,能夠?qū)崿F(xiàn)近凈成形,適于生產(chǎn)高熔點(diǎn)和難以加工的復(fù)雜薄壁金屬鑄件。熔模精鑄的主要優(yōu)勢(shì)有:
(1)近凈成形,大幅降低制造成本。熔模精鑄件尺寸精度高其尺寸精度可達(dá)CT5CT7級(jí)(砂型鑄造為CT10-CT13級(jí)),表面非常光潔,Ra最小可達(dá)0.8um,可大大減少鑄件的切削加工余量,甚至某些鑄件只留打磨、拋光余量,不必機(jī)械加工即可使用,即實(shí)現(xiàn)近凈成形。當(dāng)采用熔模精鑄方法可節(jié)省大量設(shè)備和機(jī)加工時(shí),大幅節(jié)約金屬原材料,熔模精鑄件的金屬利用率是一般鍛造件的3倍左右。
(2)造型性好,可以減輕結(jié)構(gòu)質(zhì)量。采用熔模精鑄工藝可以生產(chǎn)外形和內(nèi)腔非常復(fù)雜的零件,最小孔徑可達(dá)1.0mm,最小壁厚可達(dá)0.8mm,提高設(shè)計(jì)自由度,實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)減重。
(3)一次成型,可以實(shí)現(xiàn)減重延壽。將原來由許多零件組合、焊接的部件進(jìn)行整體設(shè)計(jì)鑄造成形,可以消除裝配結(jié)構(gòu),降低零件重量,減少各部件焊接組裝,避免組裝應(yīng)力,改善抗疲勞特性,延長(zhǎng)工作壽命。
(4)適應(yīng)性強(qiáng),滿足柔性化生產(chǎn)。熔模精鑄的工裝模具可采用多種材料和工藝方法制造,它既適用于大批量生產(chǎn),也適用于小批量生產(chǎn),甚至單件生產(chǎn),能夠滿足現(xiàn)代柔性化生產(chǎn)的需求。模具在大批量生產(chǎn)時(shí)可用金屬壓型,小批量生產(chǎn)時(shí)可采用易熔合金或石膏壓型。熔模精鑄的合金材料也不受限制,各種合金材料均可制造,如碳鋼、不銹鋼、合金鋼、鑄鐵、鋁合金、銅合金、鎂合金、鈦合金以及高溫合金。
(5)性能優(yōu)良,可以具備媲美鍛件的力學(xué)性能。通過“熱等靜壓”氣鍛方式提高鑄件致密度及性能。熱等靜壓是將鑄件置于密封耐壓容器內(nèi),抽真空后充入性氣體介質(zhì),升溫加壓。在高溫和均勻的高壓下鑄件內(nèi)部的封閉的孔隙(氣孔、疏松)被壓實(shí)閉合,并擴(kuò)散結(jié)合為致密的組織,使鑄件缺陷得到修復(fù),性能得到明顯改善的一種熱處理工藝,目前熱等靜壓已廣泛用于鈦合金、高溫合金鑄件。
(6)生產(chǎn)高效,可以成規(guī)模制造,具有規(guī)模效應(yīng)。熔模精鑄可以通過蠟?zāi)=M樹的方式,實(shí)現(xiàn)對(duì)中小型零部件的一次澆注大批量生產(chǎn),從而提高生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本。
使用熔模精鑄件的增益效果十分顯著。自20世紀(jì)70年代起,歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國家率先采用大型整體精密鑄件代鍛件、板焊組合件以提高部件整體結(jié)構(gòu)性能和可靠性減輕結(jié)構(gòu)重量、降低制造成本、縮短制造周期。例如波音767-40ER飛機(jī)的儀表控制臺(tái)框架,過去由296個(gè)零件組成,現(xiàn)改為11個(gè)精密件整體成形,壁厚僅為1.8mm。部件減重27kg,成本降低50%,制造周期縮短89%,工裝費(fèi)用減少90%。
2、熔模精鑄件在高端裝備中地位重要且應(yīng)用廣泛
(1)熔模精鑄件在航空航天和武器裝備中得到廣泛應(yīng)用
熔模精鑄件如今在航空航天和武器裝備中廣泛應(yīng)用,是先進(jìn)航空航天和武器裝備產(chǎn)品輕量化、精確化、長(zhǎng)壽命、低成本發(fā)展的重要技術(shù)基礎(chǔ)。包括發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、機(jī)匣在內(nèi),還有飛機(jī)艙門、機(jī)翼及平尾支座等飛機(jī)中的關(guān)鍵構(gòu)件,其形狀尺寸、組織結(jié)構(gòu)和性能直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)和飛機(jī)的性能、結(jié)構(gòu)重量系數(shù)、壽命和制造成本等各種重要指標(biāo),當(dāng)前基本采用的都是精鑄件。據(jù)統(tǒng)計(jì),發(fā)達(dá)國家的高溫合金熔模精密鑄件約占航空發(fā)動(dòng)機(jī)重量的1/4,其中結(jié)構(gòu)件約占2/3。除了航空裝備外,在航天、船舶、兵器和電子領(lǐng)域也廣泛應(yīng)用熔模精鑄件。
(2)鑄造渦輪葉片是航發(fā)和燃機(jī)的關(guān)鍵熱端部件
渦輪葉片是航空發(fā)動(dòng)機(jī)中最關(guān)鍵的零件之一,處于發(fā)動(dòng)機(jī)中溫度最高、應(yīng)力最復(fù)雜、環(huán)境最惡劣的部位,且數(shù)量眾多、形狀復(fù)雜、尺寸要求高、加工難度大,直接影響著航空發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。渦輪葉片是將高溫、高壓燃?xì)獾哪芰砍掷m(xù)轉(zhuǎn)換為機(jī)械能并帶動(dòng)其他部件工作,根據(jù)所處環(huán)境的差異,可以細(xì)分為高壓和低壓渦輪葉片。高壓渦輪葉片需要在1400℃~2200℃、20atm~50atm的環(huán)境中以1.5萬轉(zhuǎn)/分鐘的速度下高速旋轉(zhuǎn),葉片榫頭(工作葉片和渦輪盤相連的部分)所承受的離心力相當(dāng)于葉片重量的1萬倍,高達(dá)10~15噸。因此,高壓渦輪葉片要求具備極強(qiáng)的耐高溫、抗蠕變、抗疲勞和抗腐蝕能力以及較長(zhǎng)的使用壽命。當(dāng)高溫高速高壓氣流經(jīng)過高壓渦輪葉片后,含有的能量有所下降,低壓渦輪葉片的工作環(huán)境會(huì)相對(duì)溫和一些,相應(yīng)的性能要求會(huì)有所降低。
采用先進(jìn)的冷卻結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步提高渦輪葉片的承溫能力。目前,渦輪葉片采用的冷卻技術(shù)包括:氣膜冷卻、沖擊冷卻、擾流柱強(qiáng)化換熱、肋壁強(qiáng)化換熱等??偟貋砜礆饫浣Y(jié)構(gòu)對(duì)渦輪前進(jìn)口溫度的提升貢獻(xiàn)率達(dá)到了70%。然而,隨著冷卻技術(shù)的不斷改進(jìn),葉片內(nèi)部結(jié)構(gòu)愈加復(fù)雜,對(duì)于渦輪葉片的材料設(shè)計(jì)和制造工藝設(shè)計(jì)提出了更高的挑戰(zhàn)。
燃?xì)廨啓C(jī)葉片的工作環(huán)境更為惡劣,對(duì)葉片制造提出了更高要求。與航空發(fā)動(dòng)機(jī)相比,工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)葉片的工作環(huán)境要惡劣得多,大多含硫、釩等雜質(zhì),造成熱腐蝕。對(duì)高溫合金部件破壞作用大;燃機(jī)葉片壽命通常達(dá)幾萬乃至幾十萬小時(shí),承受基本載荷的時(shí)間長(zhǎng);燃?xì)廨啓C(jī)葉片尺寸大、質(zhì)量大,航發(fā)葉片長(zhǎng)度最大約為10cm,重量基本為數(shù)百克,相對(duì)容易制成單一的晶體,但燃?xì)廨啓C(jī)的葉片長(zhǎng)度可達(dá)15至40cm,重量可從數(shù)公斤到約10公斤,對(duì)葉片制造形成了極大挑戰(zhàn)。
(3)鑄造機(jī)匣是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的承力骨架
機(jī)匣是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵部件,在發(fā)動(dòng)機(jī)中主要起包容轉(zhuǎn)子和承擔(dān)載荷的作用。機(jī)匣外形結(jié)構(gòu)復(fù)雜,不同型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)匣形狀各不相同,設(shè)計(jì)功能決定了機(jī)匣的形狀,基本形狀特征是圓筒形或圓錐形的殼體和支板組成的構(gòu)件。發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣類零件主要包括風(fēng)扇機(jī)匣、增壓級(jí)機(jī)匣、中介機(jī)匣、壓氣機(jī)機(jī)匣、燃燒室機(jī)匣、渦輪級(jí)間機(jī)匣渦輪機(jī)匣、渦輪后機(jī)匣、軸承機(jī)匣、中央傳動(dòng)機(jī)匣、附件機(jī)匣和尾椎等。帶整流支板的中介機(jī)匣和渦輪后機(jī)匣結(jié)構(gòu)復(fù)雜,是發(fā)動(dòng)機(jī)上的主要承力件,大部分采用熔模精鑄工藝制造。
3、熔模精鑄+3D打印是高端鑄造重要發(fā)展方向之一
快速熔模精密鑄造技術(shù)(熔精鑄+3D打印)是重要的發(fā)展方向之一。由于熔模精密鑄造工藝過程復(fù)雜且制造周期長(zhǎng),難以滿足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)企業(yè)產(chǎn)品多樣化和市場(chǎng)快速響應(yīng)的需求。而3D打印技術(shù)是制造業(yè)領(lǐng)域正在迅速發(fā)展的一項(xiàng)新技術(shù),它以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體。3D打印無需模具,有效縮短了加工周期,產(chǎn)生的廢料極少,在非批量化生產(chǎn)中具有較好的效率和成本優(yōu)勢(shì),在研發(fā)階段有望推動(dòng)設(shè)計(jì)方案的快速迭代,成為該階段的制造主力??焖偃勰>荑T造技術(shù)就是將3D打印技術(shù)與熔模精密鑄造工藝相結(jié)合3D,當(dāng)前3D打印技術(shù)在精鑄工藝流程中的應(yīng)用包括兩個(gè)不同的層次:一是通過打印獲得鑄造模樣或鑄型從而縮短、加速鑄造工藝流程;二是采用3D打印方式修復(fù)鑄件缺陷或組合制造金屬構(gòu)件,提高鑄件成品率。
高端鍛鑄行業(yè)市場(chǎng)空間測(cè)算
1、軍機(jī)機(jī)身鍛鑄件:受益于軍用飛機(jī)規(guī)模性增長(zhǎng)及結(jié)構(gòu)性升級(jí)
隨著我國國防和軍隊(duì)現(xiàn)代化建設(shè)的進(jìn)程提速,疊加地緣政治形勢(shì)復(fù)雜多變,國家從數(shù)量上與性能上都對(duì)軍機(jī)提出更為迫切的需求,合力推動(dòng)軍機(jī)市場(chǎng)空間的快速增長(zhǎng)。在陸軍加速邁進(jìn)立體化作戰(zhàn)時(shí)代、海軍要求以航母等新型作戰(zhàn)力量建設(shè)為突破、空軍加速“空天一體、攻防兼?zhèn)?rdquo;戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型之際,軍機(jī)都將扮演關(guān)鍵角色。與此同時(shí),隨著未來戰(zhàn)爭(zhēng)將實(shí)現(xiàn)陸、海、空、天、網(wǎng)、電的多軍種多領(lǐng)域的深度聯(lián)合作戰(zhàn),軍機(jī)將成為關(guān)鍵樞紐和節(jié)點(diǎn),在各軍種內(nèi)承擔(dān)核心作戰(zhàn)及協(xié)同任務(wù),重要性不斷提升。
另一方面,近年來,我國面臨周邊環(huán)境日益復(fù)雜,艦載機(jī)和航母的組合實(shí)戰(zhàn)、戰(zhàn)斗機(jī)大航程巡航作戰(zhàn)和隱身突防、適應(yīng)高原環(huán)境的武裝直升機(jī)、向高原運(yùn)送物資以及空中加油的大型運(yùn)輸機(jī)等新需求亟待滿足,這就對(duì)軍機(jī)執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)的能力提出了更高的要求,也構(gòu)成了我國軍機(jī)未來需要重點(diǎn)突破的發(fā)展方向,市場(chǎng)的空間不只是規(guī)模性的,結(jié)構(gòu)性的轉(zhuǎn)變也在同步推進(jìn)。對(duì)于不同類型的軍機(jī),投向的重點(diǎn)將沿著優(yōu)化武器裝備規(guī)模結(jié)構(gòu)以及發(fā)展新型武器裝備的戰(zhàn)略方向。
2、民機(jī)機(jī)身鍛鑄件:國產(chǎn)民機(jī)加速批產(chǎn),鍛鑄件市場(chǎng)迎來新增量
民航業(yè)復(fù)蘇明顯,全球民機(jī)ABC格局初步構(gòu)建。2023年,民航業(yè)復(fù)蘇明顯,據(jù)國際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)(IATA)統(tǒng)計(jì),2023年全球航空客運(yùn)總量(按收入客公里計(jì)算)已恢復(fù)至2019年水平的94.1%。2023年12月6日,國際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)大幅調(diào)高2023年全球航空運(yùn)輸業(yè)盈利預(yù)期。中國商飛優(yōu)先布局國內(nèi)市場(chǎng),C919正式開始商業(yè)化飛行,并取得超千架在手訂單,全球民機(jī)ABC格局(空客、波音、商飛)初步構(gòu)建。
中國商飛公司通過支線飛機(jī)型號(hào)研制、窄體干線飛機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、寬體飛機(jī)拓展形成了全系列產(chǎn)品三部曲,構(gòu)建了完整的研發(fā)體系和產(chǎn)品譜系,探索獨(dú)具特色的商用飛機(jī)發(fā)展路徑。
隨著國產(chǎn)民機(jī)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化和規(guī)模化階段,量?jī)r(jià)齊升帶動(dòng)市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)大。飛機(jī)制造過程非常復(fù)雜,交付速度受到全產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈的制約,同時(shí)也在持續(xù)的改進(jìn)和調(diào)整,C919在早期階段擴(kuò)產(chǎn)會(huì)相對(duì)偏謹(jǐn)慎。隨著規(guī)模生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)逐漸成熟,供應(yīng)鏈配合愈加熟,未來C919的擴(kuò)產(chǎn)有望迎來加速度。2023年年初,中國商飛透露,預(yù)計(jì)C919在5年內(nèi)年產(chǎn)能規(guī)劃將達(dá)到150架,甚至更多。
2024年3月28日,中國商飛供應(yīng)商大會(huì)召開,上海市經(jīng)濟(jì)信息化委副主任表示將重點(diǎn)以中國商飛總裝基地、中國航發(fā)商發(fā)總裝基地為牽引,建設(shè)臨港新片區(qū)成為大飛機(jī)及航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造高地,加快建設(shè)世界級(jí)大飛機(jī)園區(qū);以中國商飛上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院為牽引,建設(shè)浦東新區(qū)成為大飛機(jī)研發(fā)高地;以中國航發(fā)商發(fā)研發(fā)設(shè)計(jì)中心和中航民機(jī)機(jī)載系統(tǒng)工程中心為牽引,建設(shè)閔行區(qū)成為航空發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)載系統(tǒng)研發(fā)高地。
綜合產(chǎn)能建設(shè)及市場(chǎng)需求情況,我們作出如下假設(shè):
①預(yù)計(jì)2024年中國商飛將下線25-35架C919。2025年將下線45-55架,“十五五”期間有望下線300-500架,那么2024-2030年共預(yù)計(jì)下線370-590 架。
根據(jù)中國東航 2022年5月公告披露,C919目錄單價(jià)為0.99億美元/架(折合人民幣6.53 億元/架);根據(jù)國航 2023年12月公告披露,國產(chǎn)大飛機(jī)C919的目錄單價(jià)提升為1.08億美元/架(折合人民幣7.67億元/架)。市場(chǎng)空間的測(cè)算上,我們參考國航的披露定價(jià),即 1.08億美元/架,假設(shè)匯率為1美元=7人民幣,則預(yù)計(jì)2024-2030年C919的市場(chǎng)空間為2797.2億元-4460.4億元。預(yù)計(jì)2030-2040年,隨著全產(chǎn)業(yè)鏈基本成熟,飛機(jī)運(yùn)營、配套維修能力基本完善,市占率逐步提升,國產(chǎn)大飛機(jī)也有望迎來黃金時(shí)期。
3、軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)鍛鑄件:軍發(fā)放量先行,鍛鑄件價(jià)值量占比較大
軍用飛機(jī)加速列裝帶動(dòng)軍用航發(fā)批產(chǎn)型號(hào)放量。為實(shí)現(xiàn)強(qiáng)軍備戰(zhàn)目標(biāo),“十四五以來,我國武器裝備發(fā)展由以往的“研制、定型或小批量生產(chǎn)階段”發(fā)展到批量生產(chǎn)階段,特別是軍用飛機(jī)、軍用無人機(jī)加速發(fā)展不斷列裝上量。從運(yùn)-20到殲-20,再到直-20,這些年我國航空工業(yè)領(lǐng)域“20家族”不斷壯大,各種機(jī)型相繼研制成功并體系化發(fā)展。隨著軍用飛機(jī)型號(hào)升級(jí)和新機(jī)型加速列裝對(duì)新型航空發(fā)動(dòng)機(jī)提出了新需求軍用航發(fā)產(chǎn)品線愈發(fā)豐富,眾多產(chǎn)品將陸續(xù)定型批產(chǎn)。同時(shí),伴隨國產(chǎn)軍用航發(fā)技術(shù)逐漸成熟,新型號(hào)定型速度也將加快。
我們以航發(fā)動(dòng)力和航發(fā)科技在 2023年的總營業(yè)收入作為空間測(cè)算的基準(zhǔn),綜合考慮我國未來的發(fā)動(dòng)機(jī)需求結(jié)構(gòu)、換發(fā)頻率和備發(fā)要求等因素,我們作出如下基本假設(shè):
①2024-2030年航發(fā)主機(jī)廠發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)在2023年基準(zhǔn)的基礎(chǔ)上將實(shí)現(xiàn)復(fù)合增速10-15%。
據(jù)此測(cè)算,2024-2030年我國航發(fā)主機(jī)廠發(fā)動(dòng)機(jī)的市場(chǎng)規(guī)模約為5035-6141億元,年均 719-877 億元。
渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用數(shù)量多、價(jià)值量高,因此我們以渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)各組件的價(jià)值量占比作為整個(gè)主機(jī)廠航空發(fā)動(dòng)機(jī)的代表。渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)中的葉片、渦輪盤、燃燒室和機(jī)匣主要由鍛鑄件構(gòu)成,根據(jù)立鼎產(chǎn)業(yè)研究院的數(shù)據(jù),渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片、渦輪盤、燃燒室和機(jī)匣的價(jià)值占比高達(dá)68%。我們作出如下假設(shè):
①假設(shè)鍛鑄件在渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)中的價(jià)值量占比為55%-60%。
我們預(yù)計(jì) 2024-2030年航發(fā)主機(jī)廠發(fā)動(dòng)機(jī)中鍛鑄件的市場(chǎng)空間約為 2700-3700億元,年均 400-530 億元。
4、民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)鍛鑄件:民機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)國產(chǎn)替代加速、國際轉(zhuǎn)包放量,后勁十足
我國規(guī)劃了3個(gè)型號(hào)的民用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。我國通過支線飛機(jī)型號(hào)研制、窄體干線飛機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、寬體飛機(jī)拓展形成全系列產(chǎn)品三部曲,構(gòu)建完整的研發(fā)體系和產(chǎn)品譜系,探索獨(dú)具特色的商用飛機(jī)發(fā)展路徑。目前C919飛機(jī)采用的是CFM國際公司研制的LEAP-1C發(fā)動(dòng)機(jī),我國國產(chǎn)商用航發(fā)與世界領(lǐng)先水平還有較大差距,產(chǎn)品還處于研制階段,但國產(chǎn)替代需求強(qiáng)烈。國產(chǎn)民用大飛機(jī)事業(yè)的發(fā)展,中國航發(fā)商發(fā)應(yīng)運(yùn)而生,成為民用大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)的總師單位和總承制單位。中國航發(fā)商發(fā)共規(guī)劃了三個(gè)產(chǎn)品系列為商飛的產(chǎn)品配套:一是160座窄體客機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)“長(zhǎng)江”1000,配裝C919大型客機(jī);二是280座寬體客機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)“長(zhǎng)江”2000,配裝C929寬體客機(jī);三是110-130座的新支線發(fā)動(dòng)機(jī)“長(zhǎng)江”500,配裝ARJ21支線客機(jī)的改進(jìn)型。
根據(jù)立鼎產(chǎn)業(yè)研究院測(cè)算,航空發(fā)動(dòng)機(jī)在民用飛機(jī)占比約為整機(jī)價(jià)值量的22%結(jié)合中國商飛最新預(yù)測(cè)2022-2041年交付新機(jī)價(jià)值總量,2022-2041年航空發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)規(guī)模約為1.41萬億美元,對(duì)應(yīng)平均每年704億美元;其中,中國市場(chǎng)新機(jī)交付量約占全球 22%,據(jù)此測(cè)算 2022-2041年我國民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)規(guī)模3216.2億美元。假設(shè)美元匯率為1美元=7人民幣,則2022-2041年我國民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)規(guī)模 2.25萬億元,則對(duì)應(yīng)每年平均1126億元。未來,隨著國產(chǎn)長(zhǎng)江系列發(fā)動(dòng)機(jī)的服役和批產(chǎn)鍛鑄市場(chǎng)有望迎來“新引擎”。
5、燃?xì)廨啓C(jī)鍛鑄件:燃機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,國產(chǎn)加速迎來大市場(chǎng)
燃?xì)廨啓C(jī)可以分成重型燃?xì)廨啓C(jī)、輕型燃?xì)廨啓C(jī)、微型燃?xì)廨啓C(jī),主要應(yīng)用領(lǐng)域有分布式能源、調(diào)峰電站、管輸增壓、煤化工、風(fēng)光互補(bǔ)、生物質(zhì)氣化聯(lián)合循環(huán)、移動(dòng)電源車和船舶、坦克動(dòng)力等領(lǐng)域。
①管道增壓
我國油氣管網(wǎng)增壓運(yùn)輸對(duì)輕型燃?xì)廨啓C(jī)的需求強(qiáng)勁。油氣管網(wǎng)是國家重要的基礎(chǔ)設(shè)施和民生工程,是油氣上下游銜接協(xié)調(diào)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié),是現(xiàn)代能源體系和現(xiàn)代綜合交通運(yùn)輸體系的重要組成部分。我國進(jìn)口油氣運(yùn)輸管線工程、國內(nèi)系列天然氣運(yùn)輸工程(“西氣東輸”、“北氣南下”、“海氣登陸”)和成品油運(yùn)輸工程(北油南運(yùn)、沿海內(nèi)送)使得我國對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)需求急速上升。以西氣東輸工程為例,天然氣管線一般每隔 100至 200公里設(shè)有一個(gè)由多臺(tái)壓縮機(jī)組構(gòu)成的壓氣站,通過燃?xì)廨啓C(jī)不斷加壓保證天然氣的長(zhǎng)距離輸送,需要大量采購 30MW 級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)組。根據(jù)國家發(fā)改委和能源局聯(lián)合印發(fā)的《中長(zhǎng)期油氣管網(wǎng)規(guī)劃》規(guī)劃,到 2025 年輸油氣管網(wǎng)總里程約 24萬公里,而根據(jù)中國石油管道局工程有限公司首席專家張文偉介紹,截至2022年底,我國長(zhǎng)輸油氣管網(wǎng)總里程約18萬公里。國內(nèi)和“一帶一路”沿線的油氣管網(wǎng)工程對(duì)輕型燃?xì)廨啓C(jī)具有廣闊的強(qiáng)勁需求。
②分布式供能、工業(yè)發(fā)電
燃機(jī)在分布式供能和工業(yè)發(fā)電等領(lǐng)域的需求急速上升。全世界1/5發(fā)電量來自于燃?xì)廨啓C(jī),燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)熱效率可以到達(dá)60%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過一般火電站使用的超臨界燃煤系統(tǒng)的40%。當(dāng)前,我國正在建設(shè)以大規(guī)模可再生能源發(fā)電為主體,安全高效的新型電力系統(tǒng)。電力供應(yīng)需考慮可負(fù)擔(dān)性和可達(dá)性、能源供應(yīng)安全性以及環(huán)境可持續(xù)性三個(gè)核心維度,而風(fēng)能、太陽能等能源自身存在隨機(jī)性、間歇性和波動(dòng)性,使得電網(wǎng)和電力供應(yīng)系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性備受考驗(yàn)。而燃?xì)廨啓C(jī)效率高、可靠性強(qiáng)、操作靈活、排放低,可使用氫燃料混合物,其發(fā)電、調(diào)峰、備用電源的功能更適應(yīng)工業(yè)化發(fā)展,是目前以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)底層布置的最優(yōu)選擇,未來燃?xì)廨啓C(jī)對(duì)新型電力系統(tǒng)的支撐作用將越發(fā)顯現(xiàn)。
根據(jù)《燃?xì)夥植际侥茉锤麟A段技術(shù)發(fā)展分析》的數(shù)據(jù),截至2020年,國內(nèi)燃?xì)夥植际侥茉错?xiàng)目達(dá)到632個(gè),均為天然氣分布式能源項(xiàng)目。燃?xì)夥植际侥茉错?xiàng)目裝機(jī)容量為22.74GW,預(yù)計(jì)到2030年,裝機(jī)容量達(dá)到58.43GW,到2060年裝機(jī)容量達(dá)到 59.9 GW。
③艦船動(dòng)力
艦船燃?xì)廨啓C(jī)具有功率大、尺寸小、質(zhì)量輕、起動(dòng)迅速、加速性和機(jī)動(dòng)性好等優(yōu)點(diǎn),可以有效改善艦船的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能,使艦船的速度大大提高。世界各國海軍在役的艦船普遍采用了全燃動(dòng)力或柴燃聯(lián)合動(dòng)力裝置,裝艦范圍包括艦空母艦、巡洋艦、護(hù)衛(wèi)艦、導(dǎo)彈快艇、獵潛艇、魚雷快艇、登陸艇、潛艇支援船、破冰船和測(cè)量船等。燃?xì)廨啓C(jī)在發(fā)達(dá)國家的大中型水面艦艇動(dòng)力中已處于主導(dǎo)地位,航空母艦、巡洋艦、驅(qū)逐艦以及護(hù)衛(wèi)艦中約有 3/4的艦船采用了燃?xì)廨啓C(jī)。當(dāng)前,我國海軍的仍處于快速發(fā)展階段,艦船燃?xì)廨啓C(jī)需求量較大,隨著國產(chǎn)艦船燃?xì)廨啓C(jī)研制成功,并批量生產(chǎn)國產(chǎn)艦船燃?xì)廨啓C(jī)有望在主力艦艇上批量列裝。
6、艦船鍛鑄件:造船大周期已至,需求持續(xù)攀升
船舶工業(yè)是為國民經(jīng)濟(jì)及國防建設(shè)提供技術(shù)裝備的現(xiàn)代綜合性和軍民結(jié)合的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),是國家實(shí)施海洋強(qiáng)國和制造強(qiáng)國戰(zhàn)略的重要支撐。新世紀(jì)以來,我國船舶工業(yè)快速發(fā)展,已經(jīng)成為世界最主要的造船大國之一。船舶工業(yè)根據(jù)用途可分為軍用艦艇和民用船舶兩大類。
軍用艦艇
近年來我國海軍裝備建設(shè)呈現(xiàn)高速更新迭代的態(tài)勢(shì)。伴隨2022年第一艘國產(chǎn)電磁彈射航母下水,中國進(jìn)入三航母時(shí)代指日可待。同時(shí),還有多艘055型驅(qū)逐艦,075二號(hào)艦、三號(hào)艦接連入列中國海軍,我國遠(yuǎn)海防衛(wèi)作戰(zhàn)裝備力量體系發(fā)展步伐加快,近海防御作戰(zhàn)裝備力量體系優(yōu)化提高,兩棲攻擊裝備力量體系不斷加強(qiáng)。近期地緣關(guān)系急劇緊張,亞太局勢(shì)日趨復(fù)雜,臺(tái)海、南海局勢(shì)不斷緊張,這些主力軍艦為維護(hù)地區(qū)局勢(shì)穩(wěn)定、把握戰(zhàn)略主動(dòng)發(fā)揮著舉足輕重的作用。從未來發(fā)展方向上看,美國現(xiàn)有11艘航母服役,我國目前仍然數(shù)量較少,仍有較大的發(fā)展空間,此外航母編隊(duì)需配置相應(yīng)的護(hù)衛(wèi)艦、驅(qū)逐艦、登陸艦和補(bǔ)給艦等艦船,仍有較大的造艦訴求。同時(shí),由水面至水下,布局向海底、深海作戰(zhàn)艦艇也將是我國發(fā)展新域新質(zhì)作戰(zhàn)力量的重點(diǎn),這也將催生一系列新型艦艇的裝備需求。
民用船舶
民用船舶進(jìn)入新一輪高景氣周期,我國造船業(yè)有望充分受益。民用船舶行業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)中的重要組成部分,它不僅為海洋資源的開發(fā)提供了裝備,也為世界貿(mào)易提供了必需的平臺(tái)。近年來,伴隨船齡陸續(xù)到期、減碳政策促進(jìn)更新?lián)Q代以及航運(yùn)貿(mào)易迎來新高峰,民用船舶行業(yè)進(jìn)入新一輪高景氣周期。而我國造船業(yè)經(jīng)過供給側(cè)出清、市場(chǎng)化改革、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)以及加速拓展海外市場(chǎng)后,我國船舶產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)崛起,成功躋身世界造船第一梯隊(duì),持續(xù)保持全球領(lǐng)先地位。截止2024年七月份,全球造船廠手持船舶訂單量達(dá)到約2.48億修正總噸,我國造船廠手持船舶訂單量在全球市場(chǎng)占比為42.97%。
6、核電機(jī)組鍛鑄件:核電發(fā)展步入黃金期,機(jī)組零部件需求加速放量
“雙碳”目標(biāo)為核電發(fā)展提供新機(jī)遇。2020年9月,我國正式提出二氧化碳排放力爭(zhēng)于 2030年前達(dá)到峰值,努力爭(zhēng)取于2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)。“雙碳”目標(biāo)的提出,為包括核電在內(nèi)的清潔低碳能源提供了新的發(fā)展機(jī)遇。在我國“十四五規(guī)劃和黨的二十大報(bào)告中,均提出要“積極安全有序發(fā)展核電”
核電機(jī)組獲批數(shù)量創(chuàng)下了審批重啟后新高。根據(jù)《中共中央國務(wù)院關(guān)于加快經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型的意見》,將沿海核電與西北風(fēng)電光伏、西南水電、海上風(fēng)電等一并列入清潔能源基地,并明確提出加快這些清潔能源基地建設(shè)。2024年8月19日,國務(wù)院常務(wù)會(huì)議審議決定核準(zhǔn)江蘇徐圩、山東招遠(yuǎn)、廣東陸豐、浙江三澳、廣西白龍五個(gè)核電項(xiàng)目,核準(zhǔn)機(jī)組數(shù)量共11臺(tái),這也是國常會(huì)首次一次性核準(zhǔn)5個(gè)核電項(xiàng)目。2011年日本發(fā)生福島核泄漏后,國內(nèi)核電審批速度放緩甚至?xí)和!?019年,核電審批重啟,此次國常會(huì)單次核準(zhǔn)機(jī)組數(shù)量11臺(tái),獲批數(shù)量創(chuàng)下了審批重啟后新高。
據(jù)華夏電力測(cè)算,在碳達(dá)峰碳中和日標(biāo)下,按照2030年、2050年核電的發(fā)電量占比分別達(dá)10%和18%測(cè)算,我國的核電在運(yùn)裝機(jī)容量至少需要達(dá)到1.5億千瓦和3.8億千瓦。以此測(cè)算,我國未來十年必須保持每年核準(zhǔn)10臺(tái)以上核電機(jī)組的發(fā)展力度。根據(jù)中國核能行業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù),我國目前已形成年供10臺(tái)/套左右百萬千瓦級(jí)壓水堆核電主設(shè)備成套供貨能力。我們作出以下假設(shè):
①2024-2033年,年均審批開工核電機(jī)組10臺(tái);
②百萬千瓦級(jí)三代核電機(jī)組的單臺(tái)投資額在200億元;
③設(shè)備費(fèi)用在核電機(jī)組建設(shè)中占比為30%;
④根據(jù)中國核電網(wǎng),核電站的前期建設(shè)工作一般需要5-10年,由于投資節(jié)奏難以掌握,我們以年為單位按照直線平均法均攤。
據(jù)此測(cè)算,2024-2033年我國核電機(jī)組設(shè)備的市場(chǎng)規(guī)模約為6000億元,年均約為 600 億元。
核電設(shè)備許多關(guān)鍵零部件均采用鑄鍛件,包括核反應(yīng)堆壓力容器、核主泵、蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器、主管道、閥門等。我們作出以下假設(shè):
①根據(jù)中國鍛壓網(wǎng)數(shù)據(jù),一套百萬千瓦壓水堆核電機(jī)組鑄鍛件價(jià)值達(dá)5億元。綜合以上假設(shè),2024-2033年核電機(jī)組設(shè)備的鍛鑄件總市場(chǎng)空間約為500億元,年均50億元。我們認(rèn)為,中國核電已經(jīng)進(jìn)入黃金期,相關(guān)鍛鑄件企業(yè)的核電業(yè)績(jī)有望進(jìn)入放量期。
1、鍛鑄產(chǎn)量已多年位居世界首位,產(chǎn)業(yè)加速邁向高端化
(1)鍛造行業(yè):尋求結(jié)構(gòu)優(yōu)化,高端產(chǎn)能提升較快
我國鍛造行業(yè)的產(chǎn)量全球第一,但企業(yè)平均產(chǎn)量較低。自2013年起,我國的鍛件總產(chǎn)量長(zhǎng)期維持在1000萬噸以上,產(chǎn)量持續(xù)維持全球首位。根據(jù)《中國鍛壓行業(yè)“十四五”發(fā)展綱要》,國內(nèi)骨干鍛造企業(yè)數(shù)量仍有460家,企業(yè)平均產(chǎn)量還比較低。
“十三五”期間,我國鍛造在裝備及產(chǎn)品方面取得了較大的突破。在鍛造設(shè)備方面,截止“十三五”末期,我國已經(jīng)具備了世界頂級(jí)噸位且技術(shù)含量高的800MN模鍛液壓機(jī)、300MN等溫模鍛液壓機(jī)、350MN 高能螺旋離合式壓力機(jī)、360MN 立式擠壓機(jī)等先進(jìn)鍛壓設(shè)備,大大提升我國鍛造技術(shù)的研發(fā)和生產(chǎn)能力。
(2)鑄造領(lǐng)域:行業(yè)集中度較低,尚有少數(shù)高精尖鑄件能力待提升
我國鑄造總產(chǎn)量常年位居世界首位,行業(yè)集中度還比較低。截至2023年,我國各類鑄件總產(chǎn)量5190萬噸,占全球總產(chǎn)量的60%以上。我國盡管鑄造企業(yè)數(shù)量有較大幅度減少,但截止“十三五”末仍有2萬多家鑄造工廠,數(shù)量偏多,企業(yè)平均規(guī)模偏小,企業(yè)規(guī)模過小,不利于采用更為高效智能的生產(chǎn)裝備,不利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,難以進(jìn)行集約式生產(chǎn)以實(shí)現(xiàn)更高的規(guī)模效益。
國家頒布多項(xiàng)政策,引導(dǎo)鑄造產(chǎn)業(yè)高水平、高質(zhì)量發(fā)展。與發(fā)達(dá)國家的鑄造發(fā)展水平相比,我國鑄造行業(yè)整體上在科技創(chuàng)新水平、資源利用與生產(chǎn)效率、產(chǎn)業(yè)與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、信息化程度、質(zhì)量與效益等方面仍有一定差距,節(jié)能減排和轉(zhuǎn)型升級(jí)任務(wù)艱巨。為此,國家近年來頒布了多項(xiàng)政策積極推動(dòng)行業(yè)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。
2、高端鍛鑄位于產(chǎn)業(yè)鏈中游、近年來業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)進(jìn)入快車道
鍛鑄行業(yè)位于產(chǎn)業(yè)鏈中游。鍛鑄行業(yè)上游主要是各類金屬材料冶煉企業(yè),如碳鋼不銹鋼、合金鋼、鋁合金、鈦合金、高溫合金等,原材料的質(zhì)量水平直接影響鍛鑄行業(yè)的發(fā)展,原材料的價(jià)格波動(dòng)對(duì)鍛鑄行業(yè)的毛利率也有重要影響。下游是各類高端裝備制造企業(yè),包括航空、航天、燃機(jī)、核電、船舶和兵器等領(lǐng)域的大型央國企。
3、高端鍛鑄行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈整合成為趨勢(shì),強(qiáng)者恒強(qiáng)
(1)PCC發(fā)展路徑參考:內(nèi)生外延式擴(kuò)張與一體化發(fā)展戰(zhàn)略并行,助推PCC成為國際高端鍛鑄行業(yè)的標(biāo)桿企業(yè)
PrecisionCastpartsCorp.(PCC)是全球高端精密零部件龍頭,產(chǎn)品包括復(fù)雜鍛件,精密鑄件,航空緊固件以及其他的關(guān)鍵特殊金屬零部件。PCC總部位于美國俄勒岡州波特蘭,160余家子公司和分支機(jī)構(gòu)遍布全球,是一家全球性的復(fù)雜金屬部件和產(chǎn)品的制造商,主要服務(wù)于航空航天,能源設(shè)備制造業(yè)和通用工業(yè)產(chǎn)品制造業(yè)。PCC集團(tuán)按產(chǎn)品類別主要有三大板塊:精密鑄造產(chǎn)品(PCCStructurals、PCCAirfoils);鍛造產(chǎn)品(Wyman-Gordon、PCC Energy、TIMET、SMC);結(jié)構(gòu)件產(chǎn)品(PCCFaSTENers、PCCAerostructures)。
2009年,PCC集團(tuán)在《財(cái)富》500強(qiáng)榜單中排名第 362位,在航空航天和國防工業(yè)中排名第11位。2015年,排名分別上升為第322、9位。2014年,根據(jù)市值,PCC集團(tuán)在標(biāo)準(zhǔn)普爾500指數(shù)中排名第133位。2016年1月,PCC集團(tuán)被伯克希爾哈撒韋公司以372億美元的價(jià)格收購。
一體化戰(zhàn)略成效顯著,公司營收持續(xù)增長(zhǎng)、盈利能力保持穩(wěn)健。PCC在2011-2015年的營業(yè)收入保持穩(wěn)定增長(zhǎng),在2015年達(dá)到614億元,在退市前的10年中凈利潤的最大值為2014年的109億元。2011-2015年間,毛利率始終維持在30%以上,凈利率在15%,ROE在13%,具有非常穩(wěn)健的盈利能力。PCC集團(tuán)由一個(gè)位于美國的小型熔鑄廠逐步發(fā)展,壯大成為今天國際鍛鑄產(chǎn)業(yè)的頂尖企業(yè)和財(cái)富五百強(qiáng)企業(yè),對(duì)于我國的鍛鑄企業(yè)的定位與發(fā)展有著一定的啟示和借鑒作用。
(2)國內(nèi)高端鍛鑄產(chǎn)能天花板顯著提升,產(chǎn)業(yè)鏈延伸成未來趨勢(shì)
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),國內(nèi)高端鍛鑄企業(yè)近10年來共推進(jìn)擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目16個(gè)(包括計(jì)劃中以及實(shí)施中的),累計(jì)投資76.82億元。在16個(gè)擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目中,有15個(gè)是在近五年才開始建設(shè)。在擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目中,已投產(chǎn)的有11個(gè),占比為69%;高端鍛造行業(yè)的擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目有9個(gè),累計(jì)投資43.39億元;高端鑄造行業(yè)的擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目有7個(gè),累計(jì)投資33.43億元。擴(kuò)產(chǎn)的鍛件類產(chǎn)品涉及大型模鍛件、等溫鍛件、環(huán)形鍛件和精鍛葉片等,鑄件類產(chǎn)品包括精鑄葉片、小型結(jié)構(gòu)精鑄件和大型薄壁精鑄件等。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),國內(nèi)高端鍛鑄企業(yè)近10年來共布局產(chǎn)業(yè)鏈延伸項(xiàng)目14個(gè)(包括計(jì)劃中以及實(shí)施中的),累計(jì)投資82.55億元。在14個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈延伸項(xiàng)目中,有12個(gè)是在近五年才開始布局。在產(chǎn)業(yè)鏈延伸項(xiàng)目中,已投產(chǎn)的有8個(gè),占比為57%;高端鍛造行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈延伸項(xiàng)目有9個(gè),累計(jì)投資69.98億元;高端鑄造行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈延伸項(xiàng)目有5個(gè),累計(jì)投資13.57億元;產(chǎn)業(yè)鏈向延伸的項(xiàng)目有9個(gè),縱向延伸的項(xiàng)目有5個(gè)。企業(yè)通過橫向拓展可以布局新的產(chǎn)品,開辟新的細(xì)分市場(chǎng),抬升業(yè)績(jī)天花板;縱向延伸可以增厚產(chǎn)品附加值,提高盈利能力。