1795年,英國的J.布拉默應用帕斯卡原理發明了水壓機,用于打包、榨植物油等。到19世紀中期,英國開始把水壓機用于鍛造,水壓機逐漸取代了超大型蒸汽鍛錘。直到1893年英國建造了當時最大的120MN的鍛造水壓機,主要用來鍛造大的鋼錠。到19世紀末,美國制成126MN自由鍛造水壓機。19世紀末20世紀初,現代化工業發展迅猛,鍛造液壓機和模鍛液壓機迅速發展,德國在二戰期間建造了三臺15OMN的鍛造水壓機和一臺300MN的大型模鍛水壓機。1955年左右,至1955年,美國己先后建成了100MN和162MN模鍛水壓機各一臺,315MN和450MN模鍛水壓機各二臺,蘇聯也在1959年后陸續建成300MN模鍛水壓機三臺和75OMN模鍛水壓機二臺,法國于1976年從蘇聯引進了一臺650MN多向模鍛水壓機。截至20世紀末,全世界共有萬噸以上模鍛水壓機30余臺,美、蘇各有10余臺,約占總臺數和總噸位的70%左右。
我國8萬噸模鍛液壓機結構圖
中國重型模鍛液壓機的建造始于20世紀60年代末,中國第一重型機器廠為西南鋁加工廠制造了一臺300MN模鍛水壓機。其后,國家又進行了650MN多向模鍛水壓機、600MN預應力混凝土多向模鍛水壓機以及200MN多向模鍛壓機的研究和試制。雖然因種種原因這些項目沒有上馬,但其間發展出來的預應力鋼絲纏繞技術和超高壓液壓技術則被成功地應用到重型板料成形液壓機(100-400MN)和重型陶瓷磚壓機(48-78MN)的制造中,并已形成了批量生產。我國于1974年建成的300MN有色金屬模鍛水壓機,12OMN自由鍛造水壓機等多項重大機械裝備(時稱“61111工程”),形成我國基礎工業,航空航天武器裝備和其他軍事重大裝備的基本制造能力。但我國現今擁有的巨型鍛壓設備就其能力而言,僅相當于上世紀德國40年代和美國、俄羅斯、法國50年代所擁有的鍛壓設備能力。美、俄、法三國在幾十年前便建成了450MN-750MN世界級的大型模鍛液壓機并大力研發鍛壓工藝,奠定了生產大型整體精密模鍛件的物質和技術基礎,使他們研制生產的航空航天產品始終處于世界領先地位。
隨著我國綜合國力迅猛增長,工業實力日益雄厚,國家戰略發展需求變得極為強烈,大型模鍛、自由鍛壓機紛紛上馬研制。目前中國已經開工上馬的8萬噸以上級模鍛壓機至少有3臺,分別位于昆山、閻良、德陽,可分別配合上海、西安、成都等地的航空航天產業。這標志中國裝備制造業整體水平進一步提升,實現了中國鍛造產品從高端產品向世界頂級產品的跨越,關鍵大型鍛件受制于外國的時代徹底結束,成為中國國民經濟特別是裝備制造業和維護國家安全不可缺少的重要戰略裝備。
更令人震驚的是,清華大學已經研發出16萬噸模鍛液壓機,只因目前我國制造業尚不需要如此之大的模鍛液壓機,一旦國家需要,即可出圖制造。16萬噸是俄羅斯7.5萬噸壓機的2倍多,是美國4.5萬噸的3.5倍多。驚人的數字,中國必將成為世界鍛壓業新的霸主。
大型模鍛壓機的市場前景良好
根據靈核網分析,各種適合大型模鍛壓機的產品年需求量約46億元;而所建設的8萬噸大型模壓機生產線對各種產品市場的綜合占有率在50%左右,年產能力約23億元。
(一)民(軍)用飛機所需航空模鍛件
2006年11月,中國航材進出口公司與俄羅斯蘇霍伊飛機制造公司達成協議,進口500架SU-80GP支線客機,散件進口國內組裝。這實際上是巴西航空與中國哈爾濱飛機工業公司合作生產的E145飛機,是法國空客在天津組裝的A320系列飛機之后的第三條總裝線轉移到中國,組裝線上大部分產品來自國外。法國空客在中國組裝的A320系列飛機中,"中國制造"的比例不超過15%~20%。目前,空中客車已在西安制造A320系列飛機的機翼;在成都和西安生產艙門;此外還在成都生產A320系列飛機的第11段地板梁、起落架艙盒、一號隔框等部件。有了大型模鍛壓機后,組裝飛機的國產化比例將會不斷提高。
ARJ-21新型渦扇支線飛機是我國民機產業發展的重點項目,擁有自主知識產權,也是我國航空工業可持續發展的重要機遇。新一代支線客機共需鍛件31項。有了大型模鍛壓機后,ARJ-21新型渦扇支線飛機的國產化率和其發動機的質量水平將會得到提高。
飛豹、998工程、大運、J11、J10、JH7等機型的框、梁、軸、臂、桿等,都有相當數量需要大型模鍛壓機才能生產的大型模鍛件。
(二)燃氣(煙氣)輪機用大型輪盤鍛件
輕型和重型燃氣輪機將作為海軍水面艦用主動力,西氣東輸的增壓站也要用燃氣輪機,石化工業利用煉油廠尾氣開發所需煙氣輪機,目前國內使用的渦輪盤鍛件都是向國外購買的,是極具市場前景的產品。
(三)各類發動機葉片
汽輪機、燃氣輪機、煙氣輪機、航空發動機都有相當數量的葉片。僅國內東汽、哈汽、上汽三家30萬千瓦以上的汽輪機以及燃氣輪機,可用大型模鍛壓機生產末級葉片。
(四)大型船用模鍛件產品
適合在大型模鍛壓機上生產的船用鍛件主要是大型船用柴油機鍛件,如曲軸、連桿、氣缸蓋、十字軸和齒輪等,它們都是大型船舶上的關鍵傳動與受力部件。采用自由鍛工藝生產"曲臂"毛坯原材料利用率低、曲臂纖維組織不合理,質量得不到保證。采用大型模鍛壓機模鍛"曲臂"毛坯,將大大提高原材料利用率和生產效率,改善曲臂性能。
(五)電站及其他用大型模鍛件
發電機護環是火電機組中承受高應力、強腐蝕環境的零件,產品質量要求高、制造難度大,國內需求大部分為進口產品。隨著電力工業的快速發展,對具有良好抗蝕能力的高強度大型發電機護環的需求逐年增加。
高強度齒輪廣泛應用于各種行業傳動裝置中,如工程裝備用減速器、風力發電機增速器等大型整鍛齒輪、大型吊鉤、十字軸等產品也有大量需求。
總之,從產品覆蓋范圍可以看出,大型模鍛壓機對我國航空、航天、船舶、核電、風電、石油、化工等重點工程都具有重要的支撐作用。
大型模鍛壓機建設已經進入實質階段
大型模鍛壓機的研發必須立足"以我為主"的方針,實施"產、學、研"相結合的技術路線,立足于自主開發;同時也要堅持對外實行"分步引進、為我所用"的開放式技術策略。由二重、機械科學院、中南大學、清華、西重所、燕大、重大、北京航材院、西北工大、南昌航空工業學院等單位聯合攻關,所設計的大型模鍛壓機具有本體結構重量輕,液壓系統具有高的可靠性和安全性,電氣控制系統能按預先設定的工藝曲線自動操作,并能對壓機的工作情況在線進行監控等特點,體現了當今世界上最先進的技術水平。
二重為了加快發展,在積極爭取政府政策支持的同時,也同金融系統保持了良好的戰略合作關系。國家開發銀行已經對包括大型模鍛壓機在內的項目授信35億元,其他金融機構也表示愿意對二重的項目進行融資。這些都為大型模鍛壓機的啟動與運行提供了有利的保障。
近幾年,二重圍繞產品開發和技術等級提高,進行了一定規模的技術改造,彌補了十多年技改的不足,同時也為今后的發展奠定了堅實的基礎。此次大型模鍛壓機的建設和投產,將大大提高我國裝備制造業的國際競爭力和二重的國際知名度。更多模鍛液壓機最新信息,請直接進入了解。
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