锻造“十二五”规划连载五
时间：2012年3月2日 作者：吴顺达
[ 新闻摘要 ]《锻压行业“十二五”发展规划》之当前行业发展过程中存在的主要问题，与国际水平的差距分析
《锻压行业“十二五”发展规划》之当前行业发展过程中存在的主要问题，与国际水平的差距分析
我国精密塑性成形技术的发展与工业发达国家相比还存在较大的差距，从工艺、装备制造、基础理论研究和生产管理方面综合评价，我们的锻压行业总体落后发达国家15～20年。目前国际先进塑性成形技术向数字化、精密化、轻量化和高效化以及节材、节能和环保方向发展；先进塑性成形设备向自动化、柔性化和集成化方向发展。目前，我国锻造企业数量多，但生产规模小；设备数量多，但先进设备所占比例小，特别是高精、高效专用设备更少，例如：冷挤压液压机、机械压力机、冷(温) 锻机械压力机，高速镦锻机、伺服压力机、高速冲床等等，国产基本上是空白；数字化设计技术应用不广，专业人才力量薄弱等。
面对市场对大型铸锻件的旺盛需求，一重、二重、上重等多家大型铸锻件生产企业都明显准备不足。据介绍，2007年，中国对300MW以上机组的汽轮机、电机的低压转子需求约在210根左右，但一重由于生产能力所限，只提供了8根，而二重和上重加起来也不到8根，其余的只能靠进口解决。近年虽然有所好转，但总体趋势未变。而进口的大型铸锻件交货期长，价格一般比国内高30%-50%。
我国锻造行业单位产值的能耗为工业发达国家4倍，单位产值耗钢量为1.3～1.5倍，冲压、钣金企业的人均产量指标落后10倍，钣金、冲压企业的人均产值也相应落后，从业人员的工资落后5－10倍。超高强度钢、高强度铝合金等新材料成形技术缺乏。强化本领域的应用基础技术、共性技术、关键技术和前沿技术的研发创新，大力推进技术转移和试验验证工作，凝聚和培养一批拔尖人才，是缩小差距并进入国际先进行列的主要途径。许多基础应用技术和关键技术需要进一步研究解决，如：
(1) 缺乏具有自主知识产权的先进塑性成形技术及装备。我国先进塑性成形技术与装备开发能力弱，缺少具有自主知识产权的先进技术，对国外的技术依赖很大，关键产品的制造技术依赖于进口。尤其是新材料塑性成形技术发展速度缓慢，例如高合金化的难变形合金，钢锭的开坯难度大，开坯热加工温度的允许范围减为100-150℃,一些难变形合金甚至严格限制在70℃范围，锻造装备成形条件已不能胜任，严重影响了我国制造业的市场竞争力，迫切需要提高先进塑性成形技术与装备的水平。
(2) 基于模拟仿真的数字化成形技术需要进一步深入研究。我国在塑性成形制造过程模拟仿真技术研究方面, 特别是在精密成形过程的宏观模拟技术方面虽已取得重要进展，有关成果在生产实际中得到一定应用，并在国际学术界有一定的影响。但总的来说，我国在制造过程，特别是成形制造过程的模拟研究方面起步较晚，仍需进一步加强在精确模拟和虚拟设计等方面的更深入理论研究，要建立更为准确的多尺度、多学科、多功能、高精度、高效率的物理模型和数学模型，更深入的进行微观组织与性能模拟与预测，并在工业中获得更好、更广泛的应用。
(3) 物理实验和基础理论研究严重滞后，需要强化塑性理论、实验研究。随着国家研究所体制的改革，从事塑性成形生产理论研究和实验研究的投入越来越少，这大大限制了行业的发展，特别是实验研究需要进一步加强。
(4) 精确量化无损检测理论和设备落后。我国在对锻压零件的无损检测理论和设备的研究方面投入不足，用于检测大锻件的高端无损检测探头和设备均是国外进口，很大程度上制约和影响了我国锻造行业向精细化方向的发展。同时，锻压零件逐渐向轻量化和净形化发展，关键锻压件的质量保证能力尤显重要。随着新型材料的不断涌现和锻压件形廓日益复杂，对精确量化无损检测理论和设备研究提出了新的、更高的要求。
(5) 轻型新材料塑性成形制造技术与装备急需进一步开发。我国在轻金属及新材料的精密塑性成形技术研究与开发方面，与国外发达国家相比还有较大差距。我国汽车铝锻件较少（平均每辆汽车约5公斤），而本田汽车公司每辆汽车使用量达40公斤。
(6) 在精密塑性成形技术基础研究、工业化应用及产品开发等领域有待进一步发展。以镁合金为例，我国镁的储量、产量及出口量均处于世界首位，但由于原镁生产技术较落后，出口产品绝大多数是廉价的镁锭，而军工生产所需要的高性能镁合金板材和型材还需要从俄罗斯进口。我国在铝镁合金、钛合金等温精密塑性成形、薄壁件精确塑性成形等方面与美国等工业发达国家相比仍有较大差距。
(7) 资源节约型、环境友好型的先进塑性成形技术与装备急需研究。安全、环保、节能将成为汽车工业技术发展的主题。围绕环保、轻量化和可回收再利用，汽车零部件材料及其成形技术需要不断开发，以促进制造技术的发展。尤其是在材料/零件设计/工艺/装备一体化技术发展方面。到2015年，我国汽车工业总体科技水平与世界先进水平的差距将从目前的15年缩短到7～8年，零部件出口额占汽车产品出口额比例不低于30%，关键零部件国内自制率不低于50%。汽车行业的发展，迫切需要如超高强度钢热成形等先进成形技术的发展，以促进关键零部件制造技术的全面提高。
(8) 装备-工艺-模具分离现象严重。锻压行业模具寿命低制约着生产效率的提高，我国模锻模具寿命平均仅为国外先进水平的二分之一，甚至三分之一。主要是模具材料和模具热处理与国外有较大差距，另外操作不规范也是原因之一。锻压行业的发展需要坚持“装备-工艺-模具”一体化同步发展的途径。
(9) 缺乏联合创新机制使原材料制约了锻压技术的发展。众所周知，非调质钢的优点是省略热处理工艺，不仅节约热处理能耗，而且没有“三废”排放。所以既节能，又环保，是绿色产品，为绿色锻造创造条件。现在推广应用非调质钢难的原因主要有两方面：一是非调质钢的价格高于调质钢，锻造企业不愿意使用，这是重要原因；二是标准管理上的缺少和不科学，国内仍然用调质钢技术标准来检查判断非调质钢的力学性能。国外非调质钢发展很快，其品种不断扩大，标准不断更新，不仅大量用于汽车锻件，且推广应用到其他制造业，国外90%以上曲轴和连杆均采用非调质钢，汽车锻件中约有30%采用非调质钢。
(10) 新材料研发有待加强。新材料的发展水平，已成为衡量一个国家科技发展水平和国民经济实力的重要标志之一。随着汽车工业的进一步发展，汽车加强了对减重、环保和新材料的应用，除了设计方法外，采用新材料和新制造技术是汽车减重和环保的主要途径。高新技术材料、高性能先进复合材料、高比模、高比强、高性能陶瓷材料及新型功能材料都是未来汽车工业发展中必不可少的。
(11) 目前实际存在的传统工业结构和部门条块管理模式，不利于锻压行业与原材料制造行业以及锻件用户之间的紧密联系、协同攻关和联合创新，迫切需要建立一种新的合作机制，推动建立“材料-设计（产品）-锻压（制造技术）-使用（性能）”的一体化研究链。
(12) 国产通用模锻设备存在的问题及面临的形势。国内目前仍以能耗高、效率低的摩擦压力机、老式模锻锤为主，大吨位的热模锻压力机、离合器式螺旋压力机、电动螺旋压力机、冷(温) 锻机械压力机、全自动锻造线绝大多数是从国外引进的。特别是冷(温) 锻机械压力机, 国内目前仍处于研发、试制阶段。为实现节能减排、可持续发展的目标，国内现有锻造设备急需更新、改造，提高国内热模锻压力机、离合器式螺旋压力机、电动螺旋压力机、冷(温) 锻机械压力机、特种锻压设备以及加热炉和全自动锻造线的研发、制造水平是当务之急。
(13) 冲压、钣金企业的自动化、信息化水平与国际先进水平差距较大。美国企业闭环控制的自动化生产更加安全可靠，便于整条生产线运行的维护。企业都有自己的工装模具维护车间，模具上安装或内嵌有各种传感器，例如检测冲头是否穿过板坯的传感器，检测板坯是否到达工位。这些传感器的应用极大的提高了整条生产线的安全可靠性。国内多数企业使用的设备自动化水平低，精度不高，效率低，而进口国外设备价格过高。应该研发专业设备，赶超国外水平。目前需要研发的设备有:喷涂设备、电镀替代技术与设备、高精度校平机、折弯机和-高度自动化激光切割机。
(14) 加速封头冷成形的工艺开发研究。近十年封头行业的平均增长在30%-35%，封头企业主要在压力容器的出口方面，受到进口国的监控，如美国、欧盟等许可证的要求，即使拥有许可，对材料的指定性要求较高，国内材料不能满足要求，导致进口材料，出口产品的现象，形成贸易壁垒。封头有冷成形和热成形两种方式，其在设备、工艺、技术、管理上完全不同，高端产品需要采用冷成形方法，企业转型投资较大，需要国家的政策扶持。冷成形封头的优势在于：经过冷成形后，封头产品性能更稳定、尺寸公差更小（由原来的10-20mm，达到3-4mm），可以提高机械化和自动化程度。目前国内封头热成形行业缺少热成形模压设备及配套设备，需要大规格专用加热设备、热处理设备、切割设备；在国外广泛应用封头冷成形，产品性能好、精度高，属于高端产品，封头冷成形是中国封头行业的发展方向。
(15) 企业管理信息化程度亟待加强。国外先进企业管理信息系统普遍应用，提高了公司的管理水平和生产效率。企业都有自己的管理信息系统MRPⅡ，原材料供应商所供应的材料都带有条形码，在入库时，通过扫描，原材料的各种信息自动进入生产数据库，伴随着原材料进入加工过程，各个加工环节的电脑主机自动将加工信息输入到数据库，并且这些信息将一直被附带到最终产品上。
(16) 我国锻压行业专业化水平低，“专、精、特”不足，重复投入、低水平建设现象严重。现有的产业结构及管理模式，造成企业只注重近期市场和局部利益。当前的许多新技术仅局限于科研院所研究人员的试验模拟，同企业的实际生产结合不力，导致基础数据积累不足或不可靠，需要院校与企业配合起来使研究成果与现场控制相结合，加快研究成果向产业的转移，加强基础研究与批量生产的紧密结合，加速先进技术在产业环境下的推广应用。
(17) 人才队伍建设不适应技术发展和技术创新的需要。企业人才队伍技术水平与需求差距较大，满足不了“十二五”技术进步的要求，呼吁企业加强自身培训和再教育，院校根据企业的需求进行人才的培养，在金属塑性成形专业领域，培养博士、硕士人才固然必要，但更多的需求是工程技术人员和技师，以及一大批既有一定技术理论又有实际操作技能的技术工人队伍。锻压行业人才危机和匮乏即体现在各类人才培养比例不当，也体现在锻压专业在人们心中失宠。德国、日本企业在生产中积累的各种生产诀窍和工艺装置，可谓是现代先进制造技术和各类技术人才聪明才智的完美结合。中国企业应当重视企业文化的建设，加速各类人才的培养，培育员工的创新意识，注重企业知识库的积累，运用员工的聪明才智逐渐完善企业的制造技术和工艺设备。
(18) 行业技术标准对行业技术发展和生产水平提高具有重要意义，标准的修订或制定是一项十分重要的基础工作。相对来说，我国锻压行业工艺基础研究不足，标准工作和标准的水平跟不上发展需要，例如汽车行业锻件材料的技术标准，已经跟不上技术进步的速度，制约了企业先进技术的推广和应用。
