文/朱長江·FM 記者

鍛件產品是裝備制造業所必需的關鍵基礎部件,其下游主要為航空、航天、船舶、電力、石化以及其他機械等行業的成套設備制造商,最終應用于國民經濟和國防工業的各相關行業。近年來,鍛造行業在國家一系列鼓勵政策的引導下,堅持國外引進與自主創新相結合的研發模式,形成了一批具有自主知識產權的高端鍛件產品,鍛造行業整體技術水平的穩步提升,助力我國鍛造產業向高端化方向邁進。
無錫派克新材料科技股份有限公司(以下簡稱“派克新材”)是一家專業從事金屬鍛件的研發、生產和銷售的高新技術企業,也是國內少數幾家可供應航空、航天、艦船等高端領域環形鍛件的高新技術企業之一。在航空航天領域,參與了商發CJ1000、CJ2000 發動機鍛件的研制,并進入了全球知名發動機制造商的供應商名錄。近日,本刊記者有幸采訪到了派克新材副總經理、總工程師劉峰先生,請他帶我們一起走進派克新材的鍛造王國。
派克新材成立于2006 年,位于江蘇省無錫市濱湖區胡埭工業園內,占地面積155 畝,注冊資本1.08億元,現有在職員工850 多人。作為一家專業從事金屬鍛件的研發、生產和銷售的高新技術企業,其主營產品涵蓋由普通碳鋼、合金鋼、不銹鋼以及高溫合金、鋁合金、鈦合金、鎂合金等特種合金材料輾制的環形鍛件、自由鍛件、精密模鍛件等各類金屬鍛件,可應用于航空、航天、船舶、電力、石化以及其他各類機械等多個行業領域。公司2020 年8 月25 日在上交所主板成功上市,2021 年銷售收入17.3 億元,在北京、西安、成都和意大利分別設立辦事處。
公司擁有現代化的廠房,主要生產設備有:7000t、3150t、2000t、1250t、800t 快鍛機各1 臺,直徑10m、5m、2.5m、1.2m 臥式輾環機各1 臺,直徑2.3m、0.6m 立式輾環機各1 臺,另有配套加熱、加工等輔助設備600 余臺(套)。理化檢測設備有:光譜儀、碳硫儀、水浸探傷儀、力學性能檢測儀等計量檢測設備120 余臺套,具備航空航天特種合金鍛件的全流程生產制造能力。目前,建成多條智能化生產線,可實現鍛件年產量15 萬噸,特別是在2019 年投資5.8 億元建設投用的7000t 快鍛機與10m 輾環機生產線,主要設備均從德國SMS 公司采購,具備先進的硬件水平,以及先進的數據庫和數字控制系統。
經過多年在鍛造行業持續深耕,成功掌握多項核心技術,通過了航空質量管理體系認證、ISO9001質量體系認證、ISO14001 環境管理體系認證、OHSAS18001 職業健康安全管理體系認證、世界九大主要船級社認證、歐盟T認證、熱處理NADCAP認證等。公司已進入中國航發集團、航天科技集團、航天科工集團、航空工業集團、上海電氣、東方電氣、哈電集團、中船重工、中船集團、雙良集團、森松工業、振華集團、中石化、無錫化工裝備、中鐵工業等國內各領域龍頭企業或其下屬單位的供應鏈體系,并已通過英國羅羅、GEAE、日本三菱電機、德國西門子等國際高端裝備制造商的供應鏈體系認證,與國內外眾多大型優質客戶形成了穩固的業務合作關系。

劉峰1996 年本科畢業于西北工業大學,2015 年碩士研究生畢業于北京航空航天大學。現為研究員級高級工程師,先后在中航工業貴州安大航空鍛造有限責任公司、中航工業北京天地激光公司、派克新材從事科研管理工作。工作期間,共獲得了省(部)級科技進步獎4 項、國家專利17 項、在國內科技核心期刊發表學術論文10 余篇,先后參與主持國家“863”計劃、國防重點型號材料研制、國防重大科技項目、省重大科技成果轉化項目等省(部)級以上十余項課題的研究工作。曾獲國家“國防科學技術進步獎”一等獎1 項,省部級科技成果一等獎2 項,二等獎3 項。參加工作26 年來,始終從事航空、航天、燃氣輪機等高端領域特種材料鍛件的應用研制生產工作,在國內航空航天領域難變形合金精密成形技術方面有著較高的行業知名度。
談到自己的職業生涯,劉峰感慨地說道:“我是2016 年來到派克新材擔任公司副總經理、總工程師職務的。在此期間,作為項目負責人,承擔了國防科工局大飛機專項材料專項、國家重點研發計劃、江蘇省軍民融合項目、無錫市重點研發計劃各一項;作為團隊帶頭人,獲得了無錫市《創新領軍型團隊》項目立項;作為行業技術專家,評審過中國商用航空發動機研發課題,評審了中國鍛壓協會多份行業新標準。參加中國鍛壓協會航材委上海會議、中國高溫合金產業創新戰略聯盟北京會議并演講,努力推動‘派克新材’品牌得到用戶的廣泛認同。”
在劉峰看來,派克新材與員工是彼此成就的關系:“我們的團隊里既有國內同行專家,也有國際知名公司如GE、FRISON 的技術管理人才,他們共同支承了企業快速發展。同時,公司每年都會引進一批大學生、碩士、博士進行培養,建立了從管理、技術、操作工等不同維度的人才上升通道,讓公司員工擁有更加廣闊的晉升發展空間。此外,公司特別注重技術研發,建有企業研究院、企業技術中心等內部研發平臺,可以運用數值模擬軟件進行產品前期研發與策劃,貼合實際生產,制定出合理的工藝參數;依托派克新材先進的設備,能夠進行產品的快速試制。另外,采取產學研用相結合的研發模式,與國內中南大學、北京科技大學、西北工業大學、武漢理工大學、中國科學院金屬研究所、北京鋼鐵研究總院等多所院校保持合作關系,幫助派克新材走上了高速發展的快車道。”

派克新材持續專注于高端鍛件領域,其產品按鍛造方式分為三大類別:輾制環形鍛件、自由鍛件、精密模鍛件,按應用行業分類可劃分為航空鍛件、航天鍛件、船舶鍛件、電力鍛件、石化鍛件和其他鍛件等,產品覆蓋的應用范圍廣泛。其中,航空鍛件主要用于航空發動機機匣、燃燒室、密封環、支撐環、承力環等重要部位以及機身連接部件等;航天鍛件主要用于火箭及導彈殼體、火箭發動機機匣、燃料儲存箱、衛星支架、整流罩等承力部件。
2020 年,航空航天鍛件順利成為公司第一大業務。劉峰解釋道:“按照具體工藝及所用設備的不同,鍛造又可分為自由鍛、模鍛、輾環三種類型。在航空領域,飛機機身大鍛件、發動機盤類件等多采用模鍛的方式加工;發動機各類環形件主要采用輾環的方式,而飛機和發動機上各類中小鍛件可以采用模鍛或自由鍛的方式加工。
“航空鍛件材料具有變形抗力大、鍛造溫度范圍窄、對加熱溫度敏感和易開裂等特性,對于鍛件的性能要求,組織均勻性以及應力均勻性均要求很高,從而對鍛造生產技術提出更高的要求。因此,只有將加熱溫度、加熱時間、加熱火次與變形量有機的結合,才能生產出晶粒組織均勻的鍛件,例如我們給中航商發生產的φ1200mm 的WASPALOY 低壓渦輪機匣,便是采用低溫、小變形、多火次的方式進行生產,避免了環件的開裂,得到了6 級均勻晶粒度的組織。
“對于大直徑環鍛件則存在成形難度大、工藝參數窗口窄、組織性能要求高、鍛造設備噸位大等加工技術難點。如今,我們的設備可滿足外徑為200 ~10000mm,高度為30 ~1600mm 環形鍛件的全覆蓋生產能力。
“派克新材長期從事航空發動機用特種合金環形件的研發制造,掌握了特種合金環鍛件軋制技術、異形環鍛件整體精密軋制技術、組織性能調控技術、應力均化脹形技術、全流程數值模擬仿真優化技術等關鍵技術,積累了大量航空航天特種合金鍛件的研制生產經驗,擁有相關授權專利70件,其中發明專利40件,相關技術獲得了中國專利獎優秀獎、中國有色金屬工業協會科技進步一等獎、江蘇省科技進步獎等榮譽。”
自成立以來,派克新材堅持“技術領先、差異化競爭”的發展戰略,依靠技術研發、管理創新、人才引進、裝備提升等要素,全面提升公司的研發生產能力。率先建設精益數字智能生產線,打造特種材料工程化應用技術、環件近凈成形技術和信息智能化系統應用三大平臺,直接對標國際先進企業,致力于成為國際一流的鍛件供應商。

劉峰表示,自動化和信息化建設是派克新材在“十四五”期間發展的重點方向,共分4 期規劃。目前已完成第1 期的建設,累計投入2500 多萬元,實現了從ERP(資源計劃系統)、PLM(項目管理系統)、BPM(業務流程管理)、MES(制造執行系統)、SCADA(數據采集與監視控制系統)、LIMS(實驗室信息管理系統)等系統的初步建設。自動化和信息化建設為公司帶來了許多改變,例如提高效率、節能降耗(實施無紙化辦公)、節省了人力成本、提升了自身核心競爭力。
與此同時,牽頭航空航天高端鍛造項目,推進高端復雜鍛件轉型升級。“多品種航空航天復雜鍛件智能產線管控與集成技術”項目是由派克新材牽頭,華中科技大學、武漢理工大學、中國航發沈陽黎明航空發動機有限責任公司、中國機械總院集團江蘇分院有限公司共同承擔。項目面向航空航天環形鍛件產業化、智能化發展需求,以多品種小批量環形鍛件智能產線管控與集成技術開發應用為目標,重點研究工業網絡環境下環形鍛件成形工藝智能設計、變形過程在線智能測量控制、成形質量可靠無損智能檢測與評價、加熱成形智能調度管控、智能產線集成應用等五項主要內容,解決兩項關鍵科學問題,攻克五項關鍵技術難題,以網絡協同制造和智能工廠為核心的智能制造新模式,推進傳統航空航天環形鍛件領域轉型升級。
劉峰特別強調了對質量的重視:“質量永遠是企業的生命,派克新材堅持以科學管理、精益求精、顧客至上、持續改進的質量方針,堅持以客戶為中心,助力為客戶創造價值。值得一提的是,通過在公司質量管理上與外部專業咨詢公司開展合作,借助外部專業團隊在公司各個生產環節開展精益管理工作,梳理各個工序的生產作業流程,做到了流程規范化、生產標準化,持續改進流程浪費,持續提升產品質量。”
采訪快要結束,劉峰語重心長地說:“目前,雖然國內鍛造水平和國外的差距正在逐步縮小,但是在復雜截面精密軋制方面及質量穩定性上還存在著一定的差距,以及在原材料基礎數據研究上還存在較大差距。因此,中國鍛造行業需要重點關注材料基礎研究,以及鍛件精密設計和精確控制成形等領域,還要在保證材料可靠、一致的情況下,努力提升原材料利用率。為此,未來幾年派克新材會持續推進裝備能力建設;持續推進科研技術能力建設;持續推進智能化、信息化的建設。聚焦國內國際航空航天、燃機市場,依靠技術研發、管理創新、人才引進、裝備提升等方法,持續提升公司研發生產能力;努力打造質量可靠,形狀精密,交期快捷的高品、高精、高效品牌文化,不斷提升公司整體競爭力。”