項目申請報告

在鋁及鋁合金鍛壓技術上研製開發了大量的鍛壓新工藝、新技術,如液體模鍛、等溫鍛造、粉末鍛造、多向模鍛、無斜度精密模鍛、分部模鍛、包套模鍛等,對簡化工藝、減少工序、節省能耗、擴大品質、增加規格、提高質量和生產效率、保護環境、減低勞動強度、提高經濟效益等方面發揮了重大作用。專用的計算機軟體對控制鍛造溫度、鍛壓力、變形程度(欠壓量)和工藝潤滑等主要工藝參數,控制製品尺寸和內部組織、力學性能等提供了可靠的保證。

鍛模的設計與製造是鋁合金鍛壓技術的關鍵,鍛件的CAD/CAM系統已十分成熟和普及,在美國,CAD/CAM系統正在被CIM(計算機一體化)所代替。CIM包括成套技術、計算機技術、CAD/CAM技術、機器人、專家系統、加工計畫、控制系統以及自動材料處理等,為模鍛件的最佳化設計和工藝改進提供了條件。如在汽車工業上,對前梁、羊角、輪轂、曲軸等零件進行設計和工藝過程最佳化,可使最佳化設計後的羊角減重15%,輪轂減重30%,曲軸減重20%,而且大大提高生產效率,降低能耗。

在產品品種和質量上獲得了突破性進展,目前世界上研製開發的鍛造鋁合金,有上百種、幾十個狀態,可大批量生產不同合金、不同狀態、不同性能、不同功能、各種形狀、各種規格、各種用途的鋁合金鍛件,規模在30000t/a以上的大型企業已有十餘家。目前世界上可生產的鋁合金模鍛件的最大投影面積達5M2(750MN),最長的鋁鍛件可達15M,最重的鋁鍛件達1.5t,最大的鍛環直徑達7.5M,完全可滿足最大的飛機、飛船、火箭、飛彈、衛星、艦艇、航母以及發電設備、起重設備等的需要。產品的內部組織、力學性能和尺寸精度也能滿足各種用戶的要求,在產品開發上達到了相當高的水平。

由於近年來,世界各國在大、中型鍛壓液壓機的新建和改建方面力度不大,因此,總的來說,世界鋁合金鍛件的生產尚不能滿足交通運輸輕量化對鋁鍛件的需求,有必要新建若干條現代化大、中型鋁鍛壓生產線。

國外在鈦鍛件和高溫鍛件的生產方面也取得很大的進展,有了相當高的水平。

2、  國內發展現狀和水平分析

鍛壓生產在我國已有悠久的歷史,在3300多年以前的殷墟文化早期,鍛壓已用於兵器生產。解放前,鍛壓生產十分落後。解放後,鍛壓生產迅速發展,125MN以下的自由鍛水壓機、300MN以下的模鍛水壓機、160KN以下的模鍛錘、1600KN以下的摩擦壓力機、80000KN以下的熱模鍛壓力機已成系列裝備了各個鍛壓廠。我國僅有300MN、100MN、60MN、50MN、30MN五台大、中型鋁鍛壓水(液)壓機和一台100MN多向模壓水壓機,年產能力僅10000t/a左右,最大模鍛件投影面積為2 M2(鋁合金),1.2 M2(鈦合金),最大長度7M,最大寬度3.5M,鍛環最大直徑φ3.5M以及盤徑為φ534~φ730mm的鋁合金繞線盤。產品品種相對較小,例如工業已開發國家的模鍛件已占全部鍛件的80%左右,而我國只占26%左右。國外模鍛件的設計、模具製造方面早已引入計算機技術,鍛模CAD和鍛造過程仿真已進入實用化階段,而我國很多鍛壓廠在這方面才剛剛起步。工藝裝備的自動化水平和工藝技術水平也相對落後。

根據以上分析可知,目前我國鋁合金鍛壓工業無論在工藝裝備上;模具設計與製造上;生產工藝技術上和新工藝、新材料開發上;還是在產品品種與規格上;產品產量與規模上;生產效率與批量生產上;產品質量與效益等方面都與國外先進水平存在較大差距。不僅不能滿足國內外市場對鋁合金鍛件日益增長的需求,更跟不上交通運輸(如飛機、汽車、高速火車、輪船等)輕量化要求以鋁鍛件替代鋼鍛件的步伐。為此,我國應集中人力、物力和財力,儘快提高我國鋁合金鍛壓生產的工藝裝備水平和生產工藝技術水平,並儘快新建若干條60~500MN現代化鋁合金鍛壓液壓機生產線,以儘快縮小與國外先進水平的差距,最大限度的滿足國內外市場的需求。