特种合金精密环轧及自由锻件的应用前景

      一、特种合金精密环轧及自由锻件简介

      特种合金精密环轧及自由锻件主要是应用高温合金、钛合金、铝合金、轴承钢及不锈钢等特种合金金属材料辗轧成特定尺寸和形状的锻件产品，其主要应用加工航空发动机和燃气轮机机匣、航天运载火箭结构件、高速列车轮毂及轴承、导弹壳体、电机护环、风力发电设备中的轴承环、工程机械设备的回转支承等。

      二、所属行业特点分析

      特种合金精密环轧及自由锻件行业是锻压领域中的一个细分行业，产品普遍应用于航空航天、兵器装备、工程机械等高端装备制造领域。具有“特殊、专业、精密”的特点，具体表现在以下三个方面：

      1、加工对象“特殊”。高温合金、钛合金等具有难变形、耐高温、抗腐蚀、高强度等特点的特种金属材料，是航空航天、高铁轴承、高端机械、大型核电设备等高端装备的理想零部件材料。加工材料的特殊性是其区别于普通锻压行业的主要标志之一。

      2、加工设备“专业”。由于特种金属材料自身难于加工的性质，决定了其加工设备高性能的特点。特种合金精密环轧及自由锻件主要加工设备有大吨位（一般都在几千吨）数控锻压设备、大型数控辗环设备和数字控制加热炉等。高性能的生产设备一方面保证了产品的质量和技术含量，另一方面也提高了进入该行业的门槛。

      3、加工过程“精密”。特种合金对加热温度、锻压工艺、热处理参数等都有很高的要求，所以整个加工过程都需要精密的控制。例如，航空发动机常用的钛合金材料由于导热率低、锻造温度范围窄（一般为碳钢的1/3）、易与氢反应等特点，使其在锻造过程中需要根据产品的技术要求，并基于不同钛合金的相变点情况，合理的制定钛合金的锻造及热处理温度，加热过程需使用温度均匀性极高的数控电加热炉，同时为了保证钛合金坯料的淬透性和显微组织均匀，在锻造过程中往往还需要增加锻造火次。钛合金通过调整热加工的温度及变形量等，相同钛合金材料可以得到不同的相变组织，得到的机械性能区别也很大。因此，想要生产符合航空航天质量要求的产品，就必须精确的掌握相关材料各项加工参数。

      另外，由于特种合金价格昂贵，生产企业必须通过提高加工精度、减少加工余量、改善加工工艺等方式来减少原材料损耗，以最大限度降低生产成本，提高产品竞争力。同时精密的加工过程，对于保证产品质量的可靠性和一致性也有非常重要的意义。

      三、行业市场前景分析

      （一）全球锻压产品的市场容量

      根据中国锻压协会、北美锻压协会（FIA）、欧洲锻压协会（EF）的统计，2009年至2011年，全球锻压行业呈现出稳定上升的发展趋势，年产量复合增长率7.7%。2009年爆发全球性金融危机，在一定程度上影响了锻压行业的发展，全球锻压产品年产量2,203万吨，销售收入1,093亿美元。2009年至2011年，随着世界经济的好转，锻压产品的市场也逐步恢复，至2011年底全球锻压产品产量2,750万吨，实现销售收入1,436亿美元，已基本恢复到金融危机前的水平。根据中国锻压协会公布的数据显示2012年至2015年，全球锻压市场将继续保持稳步上升态势，至2015年全球锻压产品产量将达到3,556万吨，实现销售收入将达到1,778亿美元。

      （二）全球锻压产品的市场分布

      在全球锻件市场规模总体保持稳定增长的同时，生产重心逐渐转向中国、印度等发展中国家。从锻件产量来看，中国和欧洲是全球最主要的锻件生产基地，2013年，两大地区占据全球锻件产量的62%。欧盟凭借其强大的技术优势和广阔的应用市场，占据全球锻件市场21%的份额。而中国作为世界上最大的发展中国家，锻件产量占全球的41%，但仍有很大的发展空间，特别是在大型高端锻件、特种合金精密锻件等领域。究其原因，一方面，与发达国家相比中国具有明显的人力成本优势，与其他发展中国家相比中国又拥有较为完善的工业体系；另一方面，中国已经进入了以市场为主导的重工业化时期，在国家政策的大力支持下，航空航天、工程机械、交通运输、节能环保等相关的装备制造业将得到快速发展，这必然会增加市场对锻件的需求，为锻造行业的发展提供良好的市场环境。正因如此，国外巨头纷纷将大量技术含量不高、附加值低的低端锻件生产转向中国，一些企业在国内设立了分子公司，另外一些则加大了对中国锻件的采购力度。

      根据欧洲锻压协会（EF）、北美锻压协会（FIA）、日本锻压协会（JFA）和中国锻压协会公布的数据，全球锻压市场按照产品结构主要可分为：模锻件及冲压件市场、环轧件市场和自由锻件市场。

      尽管全球锻件市场正在发生产业转移，但高端锻件市场仍然被欧美日等发达国家所占据，而低端锻件市场则被中国、印度等发展中国家所占有。国外先进锻造企业依靠长期的技术积累和强大的研发能力，掌握了先进的锻造工艺，但其生产成本较高，在低端锻件领域难以与中国、印度等发展中国家相抗衡，因而把注意力集中于技术和附加值相对较高的高端锻件领域。而中印等发展中国家则依靠低廉的成本和快速发展的市场得以占领低端锻件领域，但缺乏先进的锻造设备和锻造工艺，很多高端锻件产品，如特种合金锻件，还依赖于国外进口，高端锻件的缺乏成为限制这些国家下游装备制造业发展的重要因素。随着产业转移的深入和自身高端装备制造业的发展，这种局面正在改变，国内部分锻造企业通过吸收引进技术，加强研发合作和技术积累，在锻造技术工艺上已经取得长足进步，其高端锻件产品已经能够逐步替代进口产品，并且部分企业还进入跨国公司的全球采购体系。

      （三）特种合金精密环轧及自由锻件的应用及市场需求情况

      根据欧洲锻压协会的最新统计，2013年全球的环轧件市场约占全球锻压市场的6.3%，其中中国的环形件产量约占全球环形件产量的48.8%；自由锻件产量约占全球锻压产品总产量的18.5%，其中中国自由锻件产量占全球自由锻件产量的62.8%。

      在锻件产品中，环轧件的占比虽然较小，但其在下游应用领域中却占据着非常重要的地位，尤其是特种合金精密环轧件，是航空航天、高速列车、能源设备、工程机械、船舶、兵器装备等高端装备核心构件。特种合金自由锻件的主要应用产品为飞机结构件、风电主轴等。特种材料精密环轧及自由锻件的直接及间接应用情况如下图所示：

      特种合金精密环轧及自由锻件的直接应用领域为航空发动机结构件、燃气轮机结构件、轴承和回转支承结构件、火箭和导弹壳体、高铁轮毂、大型法兰、齿轮等；其终端应用领域为航空航天装备、发电设备、高铁设备、兵器装备、工程机械和船舶等。

      （四）行业的竞争情况

      从行业的竞争格局来看，国外特种合金精密锻压行业以英国、美国、德国和日本走在世界前列，依托高端的生产设备及先进的加工工艺，能够生产出大尺寸、高精度、高性能的产品。高端的产品结构具有更高的附加值，同时也占据着全球主要的高端应用市场。

      同国外的先进技术水平相比，我国锻压行业仍处于一个相对落后的位置。国内大部分锻压企业主要从事普通碳钢材料锻件的生产，对特种合金的加工能力整体不足、产品技术含量及附加值低、工艺水平相对落后、应用领域以低端零部件制造业为主。随着国民经济的发展，以及国家对高端装备制造业和重要基础零部件行业的大力支持，国内锻压行业也在逐步朝着“专、精、特“的方向发展。国内具有一定规模的特种合金精密环轧锻件生产企业较少，主要以资金雄厚的大型国有航空配套企业为主，如中航重机等。

      文章由锻压展整理发布。