中國成為鋁鍛壓初級強(qiáng)國
2015年10月29日 9:27 9175次瀏覽 來源: 中國有色金屬報(bào) 分類: 鋁資訊 作者: 王祝堂
自由鍛件及模鍛件是一類重要的受力結(jié)構(gòu)零件與高精技術(shù)產(chǎn)品,中國已成為世界鋁鍛件生產(chǎn)初級強(qiáng)國,西南鋁業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司與東北輕合金有限責(zé)任公司生產(chǎn)的5m及9m級大鍛環(huán)不但滿足了中國航天工業(yè)發(fā)展的需求,而且有一批批的其他鋁合金鍛件裝上了波音公司的成千上萬架飛機(jī),件件合格,從未出過質(zhì)量事故。
截至2015年,中國擁有30MN~500MN的模鍛機(jī)約40臺,其中300MN的2臺、400MN的3臺,500MN的1臺,自行設(shè)計(jì)與制造的世界鍛壓機(jī)之王——800MN的模鍛機(jī)也已投產(chǎn),將鍛出全球最多最大的鋁、鎂、鈦等合金鍛件。2014年中國鋁鍛件的生產(chǎn)能力約194kt(含車輪鍛件)。
2015年中國鋁合金、鎂合金鍛壓工業(yè)概況見下表,總產(chǎn)能194kt/a。
典型企業(yè)
1. 東北輕合金有限責(zé)任公司
東北輕合金有限責(zé)任公司(原名哈爾濱鋁加工廠,代號一O一廠)鍛造車間1961年建成投產(chǎn),是中國首個(gè)鋁、鎂合金鍛壓項(xiàng)目,主要設(shè)備從蘇聯(lián)引進(jìn),有100MN模鍛機(jī)1臺,50MN模鍛機(jī)1臺,30MN模鍛機(jī)一臺,3MN自由鍛造機(jī)1臺,靠模銑床2臺。設(shè)計(jì)鍛件生產(chǎn)能力3.7kt/a,其中自由鍛件0.8kt/a,模鍛件2.9kt/a,產(chǎn)品的95%以上供航空航天器與軍工用,改革開放以來,航空航天產(chǎn)品雖仍是主要的,但通用工業(yè)鍛件有較大幅度增加。
2. 自力更生建設(shè)的首個(gè)鍛壓廠——西南鋁加工廠模鍛分廠
西南鋁業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司(原名西南鋁加工廠,代號一一二廠)模鍛分廠是新中國自力更生建設(shè)的首個(gè)鋁、鎂合金鍛件生產(chǎn)廠,1970年7月1日投產(chǎn),有中國第一重型機(jī)器制造有限公司(當(dāng)時(shí)名富拉爾基重型機(jī)器制造廠)設(shè)計(jì)制造的8柱立式300MN模鍛水壓機(jī)1臺、60MN自由鍛水壓機(jī)1臺,鍛件生產(chǎn)能力24.5kt/a。還有1臺125MN的臥式水壓機(jī),一方面為大型鍛件擠壓坯料,另一方面擠壓一些工業(yè)大型材。
西南鋁業(yè)(集團(tuán))有限公司鍛壓分廠正在制造1臺100MN自由鍛造機(jī),2017年年底或2018年上半年投產(chǎn)。該分廠自1970年以來為中國航空航天工業(yè)的發(fā)展提供了十多萬噸優(yōu)質(zhì)鍛件,而且還向美國出口了為數(shù)可觀的鍛件,裝備了成千上萬架波音飛機(jī)。
3. 即將投產(chǎn)的中國最大的鋁鍛造廠——南山集團(tuán)鍛造公司
山東南山鋁業(yè)股份有限公司所屬的南山航空事業(yè)部鍛造公司一期工程可于今年12月或明年初投產(chǎn),就鍛造力來說只有710MN,比第二重型機(jī)器制造有限公司1200MN的小得多,但就鋁鍛件數(shù)來說將是最多的。南山航空事業(yè)部鍛造公司有4臺鍛壓機(jī),2臺模鍛機(jī),125MN及500MN的各1臺,從德國塞姆帕爾卡姆公司(Siempelkamp)引進(jìn)。
2012年12月南山鍛造公司向塞姆帕爾卡姆公訂購1臺500MN液壓模鍛機(jī),這是迄今德國制造的最大的此類機(jī)器,底部尺寸4m×7m。另有2臺自由鍛造機(jī),25MN與60MN的各1臺,從德國威普科希德立克公司引進(jìn)。
此鍛件機(jī)可以生產(chǎn)鋁合金鍛件,也可以生產(chǎn)鈦合金鍛件。項(xiàng)目總投資15多億元,主導(dǎo)產(chǎn)品為航空航天、交通運(yùn)輸、能源、動(dòng)力機(jī)械、礦山設(shè)備等所需的鋁合金鍛造產(chǎn)品。鋁合金鍛件的附加值高,按2013年的價(jià)格計(jì)算,銷售價(jià)約9.5萬元/t。2016年南山鋁業(yè)就是世界上產(chǎn)業(yè)鏈最為完善的鋁業(yè)企業(yè),也是生產(chǎn)能力最大的單一鋁業(yè)企業(yè),所有的企業(yè)——氧化鋁廠、鋁電解廠、軋制廠、擠壓廠、鍛壓廠、自備發(fā)電廠、深加工廠等全部合理地分布于一塊20km×20km的“鋁業(yè)”土地上。這塊400km2的土地上集中了中國2015年約60%的罐料、12%雙零箔、25%硬合金板帶、40%模鍛件、4%大型高端工業(yè)擠壓材生產(chǎn)能力。
4. 西安三角航空鍛壓公司
西安三角航空鍛壓有限公司位于西安市閆閬區(qū),是為西安飛機(jī)制造有限公司提供大型鍛件建設(shè)的,有一臺世界最大的單缸精密模鍛液壓機(jī)——400MN液壓機(jī),是清華大學(xué)顏永年教授任總設(shè)計(jì)師的團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的,中國二十二冶公司與清華大學(xué)聯(lián)合制造,是當(dāng)今世界最大的單缸鋼線纏繞液壓機(jī),2012年投產(chǎn),產(chǎn)品主要用于航空器如飛機(jī)起落架與發(fā)動(dòng)機(jī)高溫合金渦輪盤。其基本技術(shù)參數(shù)為:
總高,m 20
地面上高,m 14
地面下深,m 6
總質(zhì)量,t 3200
工作壓力,N/mm2 60
工作臺尺寸,m 3.5×4.5
最大速度,mm/s 60
5. 美國鋁業(yè)公司蘇州大型車輪鍛造廠
美國鋁業(yè)公司車輪和運(yùn)輸產(chǎn)品部(AWTP)2013年1月宣布將在中國蘇州建一個(gè)車輪專業(yè)鍛造廠,供卡車、半掛車、公共汽車使用。此舉標(biāo)志美國鋁業(yè)公司在中國大陸車輪產(chǎn)品的制造、配送、銷售和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)將全面展開。美國鋁業(yè)公司執(zhí)世界鋁合金車輪技術(shù)牛耳,特別是其表面處理技術(shù),它在蘇州還有兩個(gè)緊固件廠。
6. 神戶制鋼(蘇州)鋁業(yè)有限公司
神戶制鋼(蘇州)鋁業(yè)有限公司是日本神戶鋼鐵公司、三井物產(chǎn)公司與半田貿(mào)易集團(tuán)公司投資25億元建的一個(gè)汽車懸掛系統(tǒng)鍛件廠,它們分別占60%、25%和15%股份,鍛件生產(chǎn)能力10000件/a,已于2014年10月投產(chǎn),這實(shí)際上是一個(gè)擴(kuò)建項(xiàng)目,增加1臺60MN鍛壓機(jī)。
7. 忠相鋁業(yè)有限公司
忠相鋁業(yè)有限公司位于遼寧省遼陽經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū),是一個(gè)鍛造法蘭軸承及車輪的企業(yè),生產(chǎn)能力500萬件/a,總投資18億元,一期一臺鍛壓機(jī),2014年9月投產(chǎn)。
8. 中冶二十二冶集團(tuán)有限公司
中冶二十二冶集團(tuán)有限公司自主研發(fā)的120MN多向模鍛機(jī)于2014年10月11日鍛造出了直徑630mm的質(zhì)量65kg的超硬鋁合金車輪,其質(zhì)量比鑄造車輪的輕20%,而其抗拉強(qiáng)度卻為鑄造車輪的3倍。這種車輪經(jīng)過預(yù)鍛和終鍛兩道工序鍛制。
9. 中航重機(jī)股份有限公司
2015年6月中航重機(jī)股份有限公司的等溫鍛壓生產(chǎn)線(一期)建設(shè)項(xiàng)目160MN等溫鍛造壓力機(jī)在西安順利實(shí)現(xiàn)熱試車,是當(dāng)前國內(nèi)最大鍛壓力的等溫鍛造壓力機(jī),將極大促進(jìn)航空航天器及其發(fā)動(dòng)機(jī)鍛件的研發(fā)與生產(chǎn),對中國突破航空器及其發(fā)動(dòng)機(jī)鍛件發(fā)展瓶頸具有非常重要的意義。
160MN等溫鍛造壓力機(jī)(見圖)具有鍛壓速度和位移精確可控特點(diǎn),可滿足航空特種高溫合金、鈦合金及金屬間化合物等難變形合金鍛件的等溫超塑成形。這臺160MN等溫鍛造壓力機(jī)的設(shè)計(jì)鍛壓力為160MN,實(shí)際最大鍛壓力可達(dá)200MN,可滿足目前所有航空器結(jié)構(gòu)鈦合金精密鍛件,以及發(fā)動(dòng)機(jī)難變形合金盤、軸類鍛件的等溫精密模鍛成形。根據(jù)超塑成形理論,在等溫鍛造工藝條件下,160MN壓力機(jī)鍛造能力相當(dāng)800MN~1000MN普通鍛壓機(jī)的能力,同時(shí)鍛件品質(zhì)也有很大提高。
第二重——中國最大的鍛造基地之一
截至2015年,中國第二重型機(jī)器制造有限公司有4臺鍛造機(jī),自由鍛2臺,120MN與160MN各1臺,400MN及800MN的模鍛壓機(jī),從而成為世界最大的鍛造基地之一。擁有世界最大的800MN模鍛壓機(jī),被譽(yù)為“重裝之王”,于2013年1月投產(chǎn)。由二重副總工程師陳曉慈任總設(shè)計(jì)師的團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì),二重自主制造、自主安裝的,總高約42m,地上27m,地下深15m,相當(dāng)于13層樓高,總重約22kt,可在800MN壓力以內(nèi)任意無級調(diào)壓鍛造,最大模鍛力可達(dá)1000MN,同步精度高,抗偏載能力強(qiáng),可實(shí)現(xiàn)無級調(diào)壓調(diào)速。
從2003年800MN模鍛壓機(jī)申請立項(xiàng)到2013年4月進(jìn)入試生產(chǎn)階段,論證5年,建造5年,可謂10年磨一劍,先后一千余人參與建造,中國二重開始了10年的追夢歷程,在吸收、消化、再創(chuàng)新基礎(chǔ)上,二重突破超大、超長、超重零部件的極限制造,實(shí)現(xiàn)了最新技術(shù)與固有技術(shù)的結(jié)合,成功地研制成功800MN大型模鍛壓機(jī),使中國成為擁有全球最高級別模鍛裝備的國家。目前,僅有美國、俄羅斯、法國有類似設(shè)備,其中最大的為俄羅斯的750MN模鍛壓機(jī)。
800MN模鍛壓機(jī)的投產(chǎn),將徹底改變中國大型模鍛件長期依賴進(jìn)口、受制于人的被動(dòng)局面,對實(shí)現(xiàn)大型模鍛產(chǎn)品的自主保障具有重要的意義,為中國走向制造強(qiáng)國掀開了歷史的新歷程。從此,中國航空航天器、船舶艦艇、裝甲兵器中最難制造的大件,動(dòng)力發(fā)電、海洋工程、西氣東輸、深部開采等各行各類需要的性能最高的、尺寸最大的、結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的構(gòu)件都可以通過800MN模鍛壓機(jī)悉數(shù)精密成形。
對中國鍛壓設(shè)備有重大貢獻(xiàn)的顏永年教授
中國一重及二重對中國鋁合金鍛造工業(yè)的發(fā)展作出了重大貢獻(xiàn),先后于上世紀(jì)60年代后期完成300MN模鍛壓機(jī)的制造與2012年完成800MN模鍛壓機(jī)的制造、安裝與調(diào)試。
清華大學(xué)教授與博士生導(dǎo)師顏永年從事材料成形研發(fā)45年,在漫長的學(xué)術(shù)和工程生涯中,開展先進(jìn)制造技術(shù)的研發(fā)工作,形成了三個(gè)關(guān)聯(lián)的方向:高壓成形、快速成形和生物成形。提出了等剪應(yīng)力纏繞、預(yù)應(yīng)力剖分-坎合、離散-截積成形和類組織前體制造等理論和方法。1994年完成400MN鈑式換熱器液壓機(jī)的制造與投產(chǎn),2009年完成360MN和150MN世界最大的重大的重型厚壁鋼管垂直液壓機(jī)組的投產(chǎn),2012年完成科技部“十一五”重大科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目400MN航空模鍛單缸液壓機(jī)和江蘇省科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目300MN單缸精密模鍛液壓機(jī)5臺,它們都是具有世界先進(jìn)水平的重型裝備。
顏永年2007年退休,除任中國3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟首席顧問外,2012年以來先后創(chuàng)建了昆山永年先進(jìn)制造技術(shù)有限公司、江蘇永年激光成形技術(shù)有限公司、江蘇永年重型機(jī)械有限公司,并任董事長。
由顏永年教授任總設(shè)計(jì)師的團(tuán)隊(duì)正在負(fù)責(zé)制造600MN超高壓物理液壓機(jī)、200MN分模垂直擠壓液壓機(jī)、1200MN超重型垂直擠壓機(jī),它們或是世界首臺,或是世界最大者??傆?jì)已完成或正在制造的≥100MN的液壓機(jī)有11臺套。
責(zé)任編輯:陳鑫
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