為了滿足軍工和民用各部門對鋁及鋁合金鍛件日益增長的要求,世界各國都在集中人力、物力和財力發展鋁鍛壓生產,設計和製造各種鍛壓設備,特別是大中型水(液)壓鍛壓機。但是,由於鍛壓設備比較貴,製造周期長,鍛件生產技術比較複雜,因而很難滿足市場需要。目前世界上鋁鍛件的生產能力約為30萬t/a左右,不能滿足消費量50萬t/a的需求。中國由於大中型水(液)壓鍛造設備少,生產能力低,遠遠不能滿足工業部門對鋁鍛壓件的需求,年缺口量在1.5萬t/a以上。到2010年,由於我國的汽車、飛機、船舶的大量增加,鋁鍛件的年消耗量可能達5萬t/a以上。
2) 市場分析
由以上分析,鋁及鋁合金鍛件主要用於要求輕量化程度大的工業部門,根據當前各國的套用情況,主要的市場分布例舉如下。
①航空(飛機)鍛件:飛機上的鍛件占飛機材料重量的80%以上,如起落架、框架、肋條、發動機動環、不動環等,一架飛機上所用的鍛件上千種,其中除了少數高溫部件是用高溫合金和鈦合金鍛件外,絕大部分已鋁化,如美國伯英喔你公司,年產飛機上千架,年需消耗鋁合金鍛件數萬噸。我國研製的殲擊機等軍用飛機和民用飛機也在迅速發展,需要消耗的鋁鍛件也會逐年增加。
②航天鍛件:太空飛行器上的鍛件主要是鍛環、輪圈、翼梁和機座等,絕大部分為鋁鍛件,只有少數的鈦鍛件。宇宙飛船、火箭、飛彈、衛星等的發展對鋁鍛件的需求與日俱增。如近年來,我國研製的超遠程飛彈用AI-Li合金殼體鍛件,每件重達300多公斤,價值幾十萬元。
③兵器工業:如坦克、裝甲車、運兵車、戰車、火箭彈、炮架、軍艦等常規武器上是用鋁合金鍛件作為承力件的數量大大增加,基本上替代了鋼鐵鍛件。
④汽車是使用鋁合金鍛件最有前途的行業,也是鋁鍛件的最大用戶。主要用作輪轂(特別是重型汽車和大中型客車),保險槓、底座大梁和其它一些中小型鋁鍛件,其中,鋁輪轂是用量最大的鋁鍛件,主要用於大客車、卡車和重型汽車上。近年來,在中小型汽車、機車和高級轎車上也開始套用。據統計,世界上近年來鋁輪轂用量的年增長速度達20%以上,目前使用量達1億個以上。我國剛剛起步,但是一汽、二汽等大型汽車企業正在開始研發。隨著汽車產量的增加(2005年我國汽車產量預計達600萬輛/年,世界汽車產量可能要突破8000萬輛/年),鋁輪轂和其它鋁鍛件的用量將會得到驚人的發展。
⑤能源動力工業上,鋁鍛件會逐漸替代某些鋼鍛件製作機架、護環、動環和不動環以及煤礦運輸車輪、液化天然氣法蘭盤、,一般都是大中型鍛件。
⑥船舶和艦艇上大量使用鋁鍛件作機架、動環和不動環、炮台架等。
⑦在機械製造業上,目前主要用於木工機械、紡織機械等作機架、滑塊、連桿,以及交線攀等,僅紡織機用絞線盤鋁鍛件,我國每年就需要數萬件,重1000多噸。
⑧模具工業上用鋁合金模鍛件製作橡膠模具、鞋模具及其它輕工模具,年用量上萬噸。
四、鍛壓生產的發展
1、 國外發展狀況與水平
鍛件生產是一個很古老的行業,但鋁合金鍛件的大量生產套用是從1950年代才開始的。經過幾十年的現代化改造,無論在工業裝備上,模具設計和製造上,生產工藝和技術上,還是在產品品種規格、生產規模和質量等方面都得到了飛速發展,尤其是美國、俄國、德國、日本、法國、義大利、捷克、奧地利、瑞士等國的鍛壓生產的發展水平達到了相當高的程度。目前,全世界由鍛造廠數百家,鍛壓機數千台,年產鍛件近500萬t/a,其中鋁合金模鍛件30萬t/a左右(年消耗近50萬t/a)。全球有大小水(液)壓鍛壓機500餘台,其中100MN以上的大型水(液)壓鍛壓機40多台,300MN以上的中型水(液)壓鍛壓機約有20台。300MN以上的重型鍛壓機的分布情況是:俄國4台,其中一台為750MN,為世界之最;美國5台,其中包括2台450MN的;法國1台,為650MN;德國2台;中國1台;羅馬尼亞1台;英國1台等。這些鍛壓水(液)壓機的主要特點是結構緊湊、多功能、自動化程度高、配備有操作機、快速換模裝置、平面配置機合理、有利於連續作業、生產效率高。此外,隨著鋁合金模鍛件大型化、精密化程度提高,大型精密多向模鍛壓機日益受到重視,各國已擁有多台大型多向模液壓機,其中美國3台,最大為300MN;法國1台為650 MN;英國1台為300 MN;中國1台為100 MN;俄國2台為200 MN和500 MN;德國1台為350 MN。多向模鍛壓機屬於精密鍛壓設備,配備了PLC系統和計算機控制系統,可對能量、行程、壓力、速度進行自動調節,對關鍵部件最佳工作點進行控制,對各工作狀態進行監控和顯示,對系統故障、設備過載、過溫和失控等進行預報和保護,對製品質量進行控制。有的還包括偏移檢測、同步系統、工作檯和機架變形補償、磁包存儲器、積體電路、光纖通訊、彩色屏等,可實現全機或全機列,甚至整個車間的自動控制與科學管理。