我國鍛造設備路向何方

文/李澤大，慕明政?山東金辰機械股份有限公司

我國鍛造設備路向何方

文/李澤大，慕明政?山東金辰機械股份有限公司

我國已然是鍛造大國，但距離鍛造強國還有相當大的差距，要想邁進鍛造強國的門檻，就必須升級鍛造設備、提升鍛造工藝水平，積極探索鍛造工業化與信息化有效融合的途徑。

鍛造作為一種傳統的塑性加工工藝，利用材料的可塑性，通過鍛壓機械對金屬坯料施加壓力，使其產生塑性變形從而獲得一定形狀和尺寸并具有一定機械性能的零件。隨著汽車行業、工程機械行業的發展，鍛造行業的發展也非常迅速，同時也給鍛造設備的發展帶來了機遇。

我國鍛造行業的現狀

進入21世紀以來，我國汽車行業迅速崛起，產銷量連創新高。目前從市場來看，我國汽車行業的發展潛力仍然巨大。汽車的許多零件都是鍛件，例如發動機曲軸、連桿、傘齒輪、傳動軸等。凡是承受復雜載荷、轉速較高的零件都優先采用鍛件。

目前，我國鍛造行業進入了相對穩定的發展時期，裝備、技術有了一定的積累，但是高端核心技術和國外相比仍然有很大差距。據統計，我國擁有各類鍛造設備40000余臺，其中自由鍛設備數量約占80%，模鍛設備數量約占20%。然而2008年我國自由鍛件產量約128萬噸，模鍛件產量約382萬噸，自由鍛設備數量是模鍛設備數量的4倍，而產量僅為模鍛件的1/3。模鍛設備的生產效率遠高于自由鍛設備，而模鍛設備占比較低在很大程度上拉低了鍛件的生產效率。

近年來國內鍛造企業的產量在逐年上升，出口量增加，憑借鍛件生產數量在國際上贏得了“鍛造大國”的稱號，但是復雜模鍛件的生產工藝仍相對落后。汽車領域所需的復雜模鍛件仍靠進口。總體來看我國鍛造行業技術相對落后，鍛件品質不高。

我國鍛造設備的現狀

大部分先進高效的鍛造設備都不是我國自己獨立設計制造的，其中最通用的幾大類設備的生產制造水平也落后于發達國家。在我國自行設計制造的鍛造設備中，部分設備的結構仍沿用德國20世紀中后期的結構，缺少創新和改進，缺少現代技術和工藝。這些設備的質量不穩定，特別是加工和裝配質量遠低于發達國家。

自由鍛與熱模鍛方面

大型自由鍛造設備的產能過剩，設備布局分散，利用率極低，機械化、自動化程度低，鍛件加工余量大，工人勞動條件差，勞動強度大。在汽車大型模鍛件的自動化鍛造方面，只有一汽、東風、重汽等少數大公司從國外整套引進熱模鍛壓力機自動化生產線；我國絕大部分中小企業仍采用模鍛錘和壓力機模鍛相結合的格局，自動化程度低；中小模鍛件的生產仍然是模鍛錘占多數，基本上是人工操作，錘上模鍛機械手應用的很少；高速自動熱鍛機主要依賴進口。

精鍛方面

精密鍛造技術與機械加工相比，冷鍛件、精鍛件可顯著降低成本、節約原料。正因如此，一些發達國家都在大力發展精密鍛造技術。據統計，發達國家鍛造設備可以生產質量公差小于±1%的轎車精密連桿，對通常只有8kg的連桿而言，這就意味著鍛件厚度差必須控制在±0.1mm以內，這對數千噸級鍛造設備的要求非常高；而我國一般只能達到±2%～±3%的厚度差；發達國家大量轎車零件在專用的大型冷、溫鍛壓力機上實現冷鍛、溫鍛（每輛轎車約有50kg的冷鍛件），鍛件直徑方向上的精度可達0.02mm、同心度不大于0.05mm。零件機加工余量僅留0.3mm的磨削量，真正實現了凈形加工。發達國家，精鍛技術已在汽車制造行業得到了廣泛的應用，取得了較好的技術經濟效益。但是我國由于缺少大型冷鍛、溫鍛設備，以及模具壽命較低等條件的限制，溫鍛件與冷鍛件占比偏小。

鍛造設備的發展方向

市場需求

市場需求決定發展方向，我國大部分鍛造企業還在使用螺旋壓力機，據了解，全國300t以上的螺旋壓力機有七千四百多臺，且正以每年幾百臺的數量增加，因此我國還有相當一部分企業在生產螺旋壓力機。而德國、日本這兩大汽車鍛件生產國在鍛件生產中以熱模鍛壓力機和電液錘為主。我國的鍛造行業相比德國等發達國家落后近20年，因此在熱模鍛方面，未來20年內熱模鍛壓力機和電液錘將成為我國各鍛造設備生產企業的發展方向。

自動化

近幾年，機械行業招工難已成為不爭的事實。隨著大學擴招，每年畢業的大學生數量也在急劇增長，而職業技術學院的學生數量在逐年減少，絕大多數的大學生“志存高遠”，不屑于進入機械加工車間做一線工人，寧肯在辦公室做月薪2000元的白領，也不愿到車間做月薪4000元的藍領。鍛造行業環境（噪聲、振動、煙霧污染、熱輻射、易灼傷等）比較惡劣，招工更是難上加難。現在民營企業車間里幾乎很少見到80后、90后的年輕工人。生產自動化、數控化是解決這一問題的唯一途徑。

精密鍛造技術

精密鍛造技術作為一種高效、節材的加工方法，受到越來越多企業的重視。可是與工業發達的國家相比，我國在精密鍛造設備方面還有相當大的差距。國產精密鍛造設備存在的不足日益凸顯，其中擁有自主知識產權的通用鍛造設備多處于較低的水平。為了在市場競爭中擁有盡可能多的份額，業內人士普遍認為當前急需集中力量發展精密鍛造設備。

發展方向

鍛造設備短期發展方向主要有以下三點：

⑴精密鍛造設備的研發，包括精密棒料剪斷機、精密鍛造壓機的研發，特別是溫鍛壓機、冷鍛壓機的研發。

⑵鍛造壓力機自動化系統的集成，實現鍛造生產線操作無人化。鍛件的物料搬運包括機器人搬運和伺服步進梁搬運。目前我公司正為寧波用戶研發四工位步進梁送料的溫鍛生產線。

⑶具有現場通信網絡、現場設備互聯、互動操作等現場總線技術，落實鍛造工業化與信息化的有效融合，這是鍛造壓力機生產線控制技術的發展方向。

結束語

日本、德國、美國以及韓國的汽車工業非常發達，不僅得益于其鍛造技術的先進性，更得益于其領先的鍛造裝備。在這些工業發達國家，萬噸重型鍛造液壓機、鍛造操作機、物料搬運機器人（機械手）等裝置實現了高度集成。中小型鍛件多采用伺服多工位送料鍛造生產線，大型汽車零件多采用多工位熱模鍛壓機為主體的自動化生產線，取代原有的模鍛錘。

隨著我國工業的發展，特別是以轎車為代表的汽車工業的快速發展，決定了未來10年仍將是我國鍛造企業發展的黃金時期。我國鍛造行業的發展，離不開鍛造設備制造企業的大力支撐。鍛造設備制造企業必須掌握核心技術，以自動化、高效率、精密、環保節能為發展方向，用信息技術改造傳統行業，實現兩化結合，推動我國鍛造技術及裝備的發展與升級。