3、 市場(chǎng)分析
1) 鋁合金鍛件的產(chǎn)銷情況分析
由于鋁及合金鍛件具有以上一系列的優(yōu)越性,在航空航天、汽車、船舶、交通運(yùn)輸、兵器、電訊等工業(yè)部門備受青睞,應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛。據(jù)初步統(tǒng)計(jì),鋁鍛件在世界鍛件總產(chǎn)量中由1985年的0.5%上升到了2002年的15%左右,目前,世界上消耗鍛件344萬(wàn)噸左右,其中鋁鍛件占了50萬(wàn) t/a左右。鈦鍛件和高溫鍛件大約占0.5%,即1.8萬(wàn)t/a左右,鋼鐵鍛件仍然占絕大多數(shù)。從鋁加工工業(yè)的角度來(lái)看,目前全世界鋁產(chǎn)量(包括再生鋁)為3000萬(wàn)t/a以上,其中80%要變成加工材,即目前世界上加工鋁材年產(chǎn)量為2400萬(wàn)t/a左右,其中板、帶、箔材占57%左右,擠壓材占38%左右。鋁合金鍛造材料由于成本較高,生產(chǎn)技術(shù)難度較大,僅在特別重要的受力部位才應(yīng)用,近十多年來(lái),由于軍工和民用工業(yè),特別是交通運(yùn)輸業(yè)現(xiàn)代化和輕量化的需要,以鋁代鋼的要求十分迫切,因而,鋁鍛件和應(yīng)用都得到了迅猛的增長(zhǎng)。其中鋁材中的比例已由1985年的0.5%增加到了2002年的2.1%,即50萬(wàn)t/a左右。
為了滿足軍工和民用各部門對(duì)鋁及鋁合金鍛件日益增長(zhǎng)的要求,世界各國(guó)都在集中人力、物力和財(cái)力發(fā)展鋁鍛壓生產(chǎn),設(shè)計(jì)和制造各種鍛壓設(shè)備,特別是大中型水(液)壓鍛壓機(jī)。但是,由于鍛壓設(shè)備比較貴,制造周期長(zhǎng),鍛件生產(chǎn)技術(shù)比較復(fù)雜,因而很難滿足市場(chǎng)需要。目前世界上鋁鍛件的生產(chǎn)能力約為30萬(wàn)t/a左右,不能滿足消費(fèi)量50萬(wàn)t/a的需求。中國(guó)由于大中型水(液)壓鍛造設(shè)備少,生產(chǎn)能力低,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足工業(yè)部門對(duì)鋁鍛壓件的需求,年缺口量在1.5萬(wàn)t/a以上。到2010年,由于我國(guó)的汽車、飛機(jī)、船舶的大量增加,鋁鍛件的年消耗量可能達(dá)5萬(wàn)t/a以上。
2) 市場(chǎng)分析
由以上分析,鋁及鋁合金鍛件主要用于要求輕量化程度大的工業(yè)部門,根據(jù)當(dāng)前各國(guó)的應(yīng)用情況,主要的市場(chǎng)分布例舉如下。
①航空(飛機(jī))鍛件:飛機(jī)上的鍛件占飛機(jī)材料重量的80%以上,如起落架、框架、肋條、發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)環(huán)、不動(dòng)環(huán)等,一架飛機(jī)上所用的鍛件上千種,其中除了少數(shù)高溫部件是用高溫合金和鈦合金鍛件外,絕大部分已鋁化,如美國(guó)伯英哦你公司,年產(chǎn)飛機(jī)上千架,年需消耗鋁合金鍛件數(shù)萬(wàn)噸。我國(guó)研制的殲擊機(jī)等軍用飛機(jī)和民用飛機(jī)也在迅速發(fā)展,需要消耗的鋁鍛件也會(huì)逐年增加。
②航天鍛件:航天器上的鍛件主要是鍛環(huán)、輪圈、翼梁和機(jī)座等,絕大部分為鋁鍛件,只有少數(shù)的鈦鍛件。宇宙飛船、火箭、導(dǎo)彈、衛(wèi)星等的發(fā)展對(duì)鋁鍛件的需求與日俱增。如近年來(lái),我國(guó)研制的超遠(yuǎn)程導(dǎo)彈用AI-Li合金殼體鍛件,每件重達(dá)300多公斤,價(jià)值幾十萬(wàn)元。
③兵器工業(yè):如坦克、裝甲車、運(yùn)兵車、戰(zhàn)車、火箭彈、炮架、軍艦等常規(guī)武器上是用鋁合金鍛件作為承力件的數(shù)量大大增加,基本上替代了鋼鐵鍛件。
④汽車是使用鋁合金鍛件最有前途的行業(yè),也是鋁鍛件的最大用戶。主要用作輪轂(特別是重型汽車和大中型客車),保險(xiǎn)杠、底座大梁和其它一些中小型鋁鍛件,其中,鋁輪轂是用量最大的鋁鍛件,主要用于大客車、卡車和重型汽車上。近年來(lái),在中小型汽車、摩托車和高級(jí)轎車上也開始應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì),世界上近年來(lái)鋁輪轂用量的年增長(zhǎng)速度達(dá)20%以上,目前使用量達(dá)1億個(gè)以上。我國(guó)剛剛起步,但是一汽、二汽等大型汽車企業(yè)正在開始研發(fā)。隨著汽車產(chǎn)量的增加(2005年我國(guó)汽車產(chǎn)量預(yù)計(jì)達(dá)600萬(wàn)輛/年,世界汽車產(chǎn)量可能要突破8000萬(wàn)輛/年),鋁輪轂和其它鋁鍛件的用量將會(huì)得到驚人的發(fā)展。
⑤能源動(dòng)力工業(yè)上,鋁鍛件會(huì)逐漸替代某些鋼鍛件制作機(jī)架、護(hù)環(huán)、動(dòng)環(huán)和不動(dòng)環(huán)以及煤礦運(yùn)輸車輪、液化天然氣法蘭盤、,一般都是大中型鍛件。
⑥船舶和艦艇上大量使用鋁鍛件作機(jī)架、動(dòng)環(huán)和不動(dòng)環(huán)、炮臺(tái)架等。
⑦在機(jī)械制造業(yè)上,目前主要用于木工機(jī)械、紡織機(jī)械等作機(jī)架、滑塊、連桿,以及交線攀等,僅紡織機(jī)用絞線盤鋁鍛件,我國(guó)每年就需要數(shù)萬(wàn)件,重1000多噸。
⑧模具工業(yè)上用鋁合金模鍛件制作橡膠模具、鞋模具及其它輕工模具,年用量上萬(wàn)噸。
四、鍛壓生產(chǎn)的發(fā)展
1、 國(guó)外發(fā)展?fàn)顩r與水平
鍛件生產(chǎn)是一個(gè)很古老的行業(yè),但鋁合金鍛件的大量生產(chǎn)應(yīng)用是從1950年代才開始的。經(jīng)過(guò)幾十年的現(xiàn)代化改造,無(wú)論在工業(yè)裝備上,模具設(shè)計(jì)和制造上,生產(chǎn)工藝和技術(shù)上,還是在產(chǎn)品品種規(guī)格、生產(chǎn)規(guī)模和質(zhì)量等方面都得到了飛速發(fā)展,尤其是美國(guó)、俄國(guó)、德國(guó)、日本、法國(guó)、意大利、捷克、奧地利、瑞士等國(guó)的鍛壓生產(chǎn)的發(fā)展水平達(dá)到了相當(dāng)高的程度。目前,全世界由鍛造廠數(shù)百家,鍛壓機(jī)數(shù)千臺(tái),年產(chǎn)鍛件近500萬(wàn)t/a,其中鋁合金模鍛件30萬(wàn)t/a左右(年消耗近50萬(wàn)t/a)。全球有大小水(液)壓鍛壓機(jī)500余臺(tái),其中100MN以上的大型水(液)壓鍛壓機(jī)40多臺(tái),300MN以上的中型水(液)壓鍛壓機(jī)約有20臺(tái)。300MN以上的重型鍛壓機(jī)的分布情況是:俄國(guó)4臺(tái),其中一臺(tái)為750MN,為世界之最;美國(guó)5臺(tái),其中包括2臺(tái)450MN的;法國(guó)1臺(tái),為650MN;德國(guó)2臺(tái);中國(guó)1臺(tái);羅馬尼亞1臺(tái);英國(guó)1臺(tái)等。這些鍛壓水(液)壓機(jī)的主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、多功能、自動(dòng)化程度高、配備有操作機(jī)、快速換模裝置、平面配置機(jī)合理、有利于連續(xù)作業(yè)、生產(chǎn)效率高。此外,隨著鋁合金模鍛件大型化、精密化程度提高,大型精密多向模鍛壓機(jī)日益受到重視,各國(guó)已擁有多臺(tái)大型多向模液壓機(jī),其中美國(guó)3臺(tái),最大為300MN;法國(guó)1臺(tái)為650 MN;英國(guó)1臺(tái)為300 MN;中國(guó)1臺(tái)為100 MN;俄國(guó)2臺(tái)為200 MN和500 MN;德國(guó)1臺(tái)為350 MN。多向模鍛壓機(jī)屬于精密鍛壓設(shè)備,配備了PLC系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),可對(duì)能量、行程、壓力、速度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié),對(duì)關(guān)鍵部件最佳工作點(diǎn)進(jìn)行控制,對(duì)各工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和顯示,對(duì)系統(tǒng)故障、設(shè)備過(guò)載、過(guò)溫和失控等進(jìn)行預(yù)報(bào)和保護(hù),對(duì)制品質(zhì)量進(jìn)行控制。有的還包括偏移檢測(cè)、同步系統(tǒng)、工作臺(tái)和機(jī)架變形補(bǔ)償、磁包存儲(chǔ)器、集成電路、光纖通訊、彩色屏等,可實(shí)現(xiàn)全機(jī)或全機(jī)列,甚至整個(gè)車間的自動(dòng)控制與科學(xué)管理。
在鋁及鋁合金鍛壓技術(shù)上研制開發(fā)了大量的鍛壓新工藝、新技術(shù),如液體模鍛、等溫鍛造、粉末鍛造、多向模鍛、無(wú)斜度精密模鍛、分部模鍛、包套模鍛等,對(duì)簡(jiǎn)化工藝、減少工序、節(jié)省能耗、擴(kuò)大品質(zhì)、增加規(guī)格、提高質(zhì)量和生產(chǎn)效率、保護(hù)環(huán)境、減低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高經(jīng)濟(jì)效益等方面發(fā)揮了重大作用。專用的計(jì)算機(jī)軟件對(duì)控制鍛造溫度、鍛壓力、變形程度(欠壓量)和工藝潤(rùn)滑等主要工藝參數(shù),控制制品尺寸和內(nèi)部組織、力學(xué)性能等提供了可靠的保證。
鍛模的設(shè)計(jì)與制造是鋁合金鍛壓技術(shù)的關(guān)鍵,鍛件的CAD/CAM系統(tǒng)已十分成熟和普及,在美國(guó),CAD/CAM系統(tǒng)正在被CIM(計(jì)算機(jī)一體化)所代替。CIM包括成套技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、CAD/CAM技術(shù)、機(jī)器人、專家系統(tǒng)、加工計(jì)劃、控制系統(tǒng)以及自動(dòng)材料處理等,為模鍛件的優(yōu)化設(shè)計(jì)和工藝改進(jìn)提供了條件。如在汽車工業(yè)上,對(duì)前梁、羊角、輪轂、曲軸等零件進(jìn)行設(shè)計(jì)和工藝過(guò)程優(yōu)化,可使優(yōu)化設(shè)計(jì)后的羊角減重15%,輪轂減重30%,曲軸減重20%,而且大大提高生產(chǎn)效率,降低能耗。
在產(chǎn)品品種和質(zhì)量上獲得了突破性進(jìn)展,目前世界上研制開發(fā)的鍛造鋁合金,有上百種、幾十個(gè)狀態(tài),可大批量生產(chǎn)不同合金、不同狀態(tài)、不同性能、不同功能、各種形狀、各種規(guī)格、各種用途的鋁合金鍛件,規(guī)模在30000t/a以上的大型企業(yè)已有十余家。目前世界上可生產(chǎn)的鋁合金模鍛件的最大投影面積達(dá)5M2(750MN),最長(zhǎng)的鋁鍛件可達(dá)15M,最重的鋁鍛件達(dá)1.5t,最大的鍛環(huán)直徑達(dá)7.5M,完全可滿足最大的飛機(jī)、飛船、火箭、導(dǎo)彈、衛(wèi)星、艦艇、航母以及發(fā)電設(shè)備、起重設(shè)備等的需要。產(chǎn)品的內(nèi)部組織、力學(xué)性能和尺寸精度也能滿足各種用戶的要求,在產(chǎn)品開發(fā)上達(dá)到了相當(dāng)高的水平。
由于近年來(lái),世界各國(guó)在大、中型鍛壓液壓機(jī)的新建和改建方面力度不大,因此,總的來(lái)說(shuō),世界鋁合金鍛件的生產(chǎn)尚不能滿足交通運(yùn)輸輕量化對(duì)鋁鍛件的需求,有必要新建若干條現(xiàn)代化大、中型鋁鍛壓生產(chǎn)線。
國(guó)外在鈦鍛件和高溫鍛件的生產(chǎn)方面也取得很大的進(jìn)展,有了相當(dāng)高的水平。
2、 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀和水平分析
鍛壓生產(chǎn)在我國(guó)已有悠久的歷史,在3300多年以前的殷墟文化早期,鍛壓已用于兵器生產(chǎn)。解放前,鍛壓生產(chǎn)十分落后。解放后,鍛壓生產(chǎn)迅速發(fā)展,125MN以下的自由鍛水壓機(jī)、300MN以下的模鍛水壓機(jī)、160KN以下的模鍛錘、1600KN以下的摩擦壓力機(jī)、80000KN以下的熱模鍛壓力機(jī)已成系列裝備了各個(gè)鍛壓廠。我國(guó)僅有300MN、100MN、60MN、50MN、30MN五臺(tái)大、中型鋁鍛壓水(液)壓機(jī)和一臺(tái)100MN多向模壓水壓機(jī),年產(chǎn)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(zhǎng)度7M,最大寬度3.5M,鍛環(huán)最大直徑φ3.5M以及盤徑為φ534~φ730mm的鋁合金繞線盤。產(chǎn)品品種相對(duì)較小,例如工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模鍛件已占全部鍛件的80%左右,而我國(guó)只占26%左右。國(guó)外模鍛件的設(shè)計(jì)、模具制造方面早已引入計(jì)算機(jī)技術(shù),鍛模CAD和鍛造過(guò)程仿真已進(jìn)入實(shí)用化階段,而我國(guó)很多鍛壓廠在這方面才剛剛起步。工藝裝備的自動(dòng)化水平和工藝技術(shù)水平也相對(duì)落后。
根據(jù)以上分析可知,目前我國(guó)鋁合金鍛壓工業(yè)無(wú)論在工藝裝備上;模具設(shè)計(jì)與制造上;生產(chǎn)工藝技術(shù)上和新工藝、新材料開發(fā)上;還是在產(chǎn)品品種與規(guī)格上;產(chǎn)品產(chǎn)量與規(guī)模上;生產(chǎn)效率與批量生產(chǎn)上;產(chǎn)品質(zhì)量與效益等方面都與國(guó)外先進(jìn)水平存在較大差距。不僅不能滿足國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)對(duì)鋁合金鍛件日益增長(zhǎng)的需求,更跟不上交通運(yùn)輸(如飛機(jī)、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(guó)應(yīng)集中人力、物力和財(cái)力,盡快提高我國(guó)鋁合金鍛壓生產(chǎn)的工藝裝備水平和生產(chǎn)工藝技術(shù)水平,并盡快新建若干條60~500MN現(xiàn)代化鋁合金鍛壓液壓機(jī)生產(chǎn)線,以盡快縮小與國(guó)外先進(jìn)水平的差距,最大限度的滿足國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的需求。
五、承建單位的基本情況與有利條件
六、 典型產(chǎn)品與生產(chǎn)規(guī)模
七、 生產(chǎn)工藝流程與主要技術(shù)工序分析
八、 主要設(shè)備和輔助設(shè)備及配套設(shè)施
九、 資金估算與來(lái)源
十、 經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析
十一、 安全環(huán)保
十二、 平面分布
注:五~十二章詳細(xì)論述要在可行性分析報(bào)告中編寫。