3、 市場(chǎng)分析
1) 鋁合金鍛件的產(chǎn)銷(xiāo)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(chē)、船舶、交通運輸、兵器、電訊等工業(yè)部門(mén)備受青睞,應用范圍越來(lái)越廣泛。據初步統計,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。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用,近十多年來(lái),由于軍工和民用工業(yè),特別是交通運輸業(yè)現代化和輕量化的需要,以鋁代鋼的要求十分迫切,因而,鋁鍛件和應用都得到了迅猛的增長(cháng)。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(mǎn)足軍工和民用各部門(mén)對鋁及鋁合金鍛件日益增長(cháng)的要求,世界各國都在集中人力、物力和財力發(fā)展鋁鍛壓生產(chǎn),設計和制造各種鍛壓設備,特別是大中型水(液)壓鍛壓機。但是,由于鍛壓設備比較貴,制造周期長(cháng),鍛件生產(chǎn)技術(shù)比較復雜,因而很難滿(mǎn)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(mǎn)足消費量50萬(wàn)t/a的需求。中國由于大中型水(液)壓鍛造設備少,生產(chǎn)能力低,遠遠不能滿(mǎn)足工業(yè)部門(mén)對鋁鍛壓件的需求,年缺口量在1.5萬(wàn)t/a以上。到2010年,由于我國的汽車(chē)、飛機、船舶的大量增加,鋁鍛件的年消耗量可能達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(mén),根據當前各國的應用情況,主要的市場(chǎng)分布例舉如下。
、俸娇(飛機)鍛件:飛機上的鍛件占飛機材料重量的80%以上,如起落架、框架、肋條、發(fā)動(dòng)機動(dòng)環(huán)、不動(dòng)環(huán)等,一架飛機上所用的鍛件上千種,其中除了少數高溫部件是用高溫合金和鈦合金鍛件外,絕大部分已鋁化,如美國伯英哦你公司,年產(chǎn)飛機上千架,年需消耗鋁合金鍛件數萬(wàn)噸。我國研制的殲擊機等軍用飛機和民用飛機也在迅速發(fā)展,需要消耗的鋁鍛件也會(huì )逐年增加。
、诤教戾懠汉教炱魃系腻懠饕清懎h(huán)、輪圈、翼梁和機座等,絕大部分為鋁鍛件,只有少數的鈦鍛件。宇宙飛船、火箭、導彈、衛星等的發(fā)展對鋁鍛件的需求與日俱增。如近年來(lái),我國研制的超遠程導彈用AI-Li合金殼體鍛件,每件重達300多公斤,價(jià)值幾十萬(wàn)元。
、郾鞴I(yè):如坦克、裝甲車(chē)、運兵車(chē)、戰車(chē)、火箭彈、炮架、軍艦等常規武器上是用鋁合金鍛件作為承力件的數量大大增加,基本上替代了鋼鐵鍛件。
、芷(chē)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(hù)。主要用作輪轂(特別是重型汽車(chē)和大中型客車(chē)),保險杠、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(chē)、卡車(chē)和重型汽車(chē)上。近年來(lái),在中小型汽車(chē)、摩托車(chē)和高級轎車(chē)上也開(kāi)始應用。據統計,世界上近年來(lái)鋁輪轂用量的年增長(cháng)速度達20%以上,目前使用量達1億個(gè)以上。我國剛剛起步,但是一汽、二汽等大型汽車(chē)企業(yè)正在開(kāi)始研發(fā)。隨著(zhù)汽車(chē)產(chǎn)量的增加(2005年我國汽車(chē)產(chǎn)量預計達600萬(wàn)輛/年,世界汽車(chē)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。
、菽茉磩(dòng)力工業(yè)上,鋁鍛件會(huì )逐漸替代某些鋼鍛件制作機架、護環(huán)、動(dòng)環(huán)和不動(dòng)環(huán)以及煤礦運輸車(chē)輪、液化天然氣法蘭盤(pán)、,一般都是大中型鍛件。
、薮昂团炌洗罅渴褂娩X鍛件作機架、動(dòng)環(huán)和不動(dòng)環(huán)、炮臺架等。
、咴跈C械制造業(yè)上,目前主要用于木工機械、紡織機械等作機架、滑塊、連桿,以及交線(xiàn)攀等,僅紡織機用絞線(xiàn)盤(pán)鋁鍛件,我國每年就需要數萬(wàn)件,重1000多噸。
、嗄>吖I(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、 國外發(fā)展狀況與水平
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)應用是從1950年代才開(kāi)始的。經(jīng)過(guò)幾十年的現代化改造,無(wú)論在工業(yè)裝備上,模具設計和制造上,生產(chǎn)工藝和技術(shù)上,還是在產(chǎn)品品種規格、生產(chǎn)規模和質(zhì)量等方面都得到了飛速發(fā)展,尤其是美國、俄國、德國、日本、法國、意大利、捷克、奧地利、瑞士等國的鍛壓生產(chǎn)的發(fā)展水平達到了相當高的程度。目前,全世界由鍛造廠(chǎng)數百家,鍛壓機數千臺,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500余臺,其中100MN以上的大型水(液)壓鍛壓機40多臺,300MN以上的中型水(液)壓鍛壓機約有20臺。300MN以上的重型鍛壓機的分布情況是:俄國4臺,其中一臺為750MN,為世界之最;美國5臺,其中包括2臺450MN的;法國1臺,為650MN;德國2臺;中國1臺;羅馬尼亞1臺;英國1臺等。這些鍛壓水(液)壓機的主要特點(diǎn)是結構緊湊、多功能、自動(dòng)化程度高、配備有操作機、快速換模裝置、平面配置機合理、有利于連續作業(yè)、生產(chǎn)效率高。此外,隨著(zhù)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日益受到重視,各國已擁有多臺大型多向模液壓機,其中美國3臺,最大為300MN;法國1臺為650 MN;英國1臺為300 MN;中國1臺為100 MN;俄國2臺為200 MN和500 MN;德國1臺為350 MN。多向模鍛壓機屬于精密鍛壓設備,配備了PLC系統和計算機控制系統,可對能量、行程、壓力、速度進(jìn)行自動(dòng)調節,對關(guān)鍵部件最佳工作點(diǎn)進(jìn)行控制,對各工作狀態(tài)進(jìn)行監控和顯示,對系統故障、設備過(guò)載、過(guò)溫和失控等進(jìn)行預報和保護,對制品質(zhì)量進(jìn)行控制。有的還包括偏移檢測、同步系統、工作臺和機架變形補償、磁包存儲器、集成電路、光纖通訊、彩色屏等,可實(shí)現全機或全機列,甚至整個(gè)車(chē)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(kāi)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,對簡(jiǎn)化工藝、減少工序、節省能耗、擴大品質(zhì)、增加規格、提高質(zhì)量和生產(chǎn)效率、保護環(huán)境、減低勞動(dòng)強度、提高經(jīng)濟效益等方面發(fā)揮了重大作用。專(zhuān)用的計算機軟件對控制鍛造溫度、鍛壓力、變形程度(欠壓量)和工藝潤滑等主要工藝參數,控制制品尺寸和內部組織、力學(xué)性能等提供了可靠的保證。
鍛模的設計與制造是鋁合金鍛壓技術(shù)的關(guān)鍵,鍛件的CAD/CAM系統已十分成熟和普及,在美國,CAD/CAM系統正在被CIM(計算機一體化)所代替。CIM包括成套技術(shù)、計算機技術(shù)、CAD/CAM技術(shù)、機器人、專(zhuān)家系統、加工計劃、控制系統以及自動(dòng)材料處理等,為模鍛件的優(yōu)化設計和工藝改進(jìn)提供了條件。如在汽車(chē)工業(yè)上,對前梁、羊角、輪轂、曲軸等零件進(jìn)行設計和工藝過(guò)程優(yōu)化,可使優(yōu)化設計后的羊角減重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(kāi)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、各種規格、各種用途的鋁合金鍛件,規模在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5M2(750MN),最長(cháng)的鋁鍛件可達15M,最重的鋁鍛件達1.5t,最大的鍛環(huán)直徑達7.5M,完全可滿(mǎn)足最大的飛機、飛船、火箭、導彈、衛星、艦艇、航母以及發(fā)電設備、起重設備等的需要。產(chǎn)品的內部組織、力學(xué)性能和尺寸精度也能滿(mǎn)足各種用戶(hù)的要求,在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)上達到了相當高的水平。
由于近年來(lái),世界各國在大、中型鍛壓液壓機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(mǎn)足交通運輸輕量化對鋁鍛件的需求,有必要新建若干條現代化大、中型鋁鍛壓生產(chǎn)線(xiàn)。
國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,有了相當高的水平。
2、 國內發(fā)展現狀和水平分析
鍛壓生產(chǎn)在我國已有悠久的歷史,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、300MN以下的模鍛水壓機、160KN以下的模鍛錘、1600KN以下的摩擦壓力機、80000KN以下的熱模鍛壓力機已成系列裝備了各個(gè)鍛壓廠(chǎng)。我國僅有300MN、100MN、60MN、50MN、30MN五臺大、中型鋁鍛壓水(液)壓機和一臺100MN多向模壓水壓機,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(cháng)度7M,最大寬度3.5M,鍛環(huán)最大直徑φ3.5M以及盤(pán)徑為φ534~φ730mm的鋁合金繞線(xiàn)盤(pán)。產(chǎn)品品種相對較小,例如工業(yè)發(fā)達國家的模鍛件已占全部鍛件的80%左右,而我國只占26%左右。國外模鍛件的設計、模具制造方面早已引入計算機技術(shù),鍛模CAD和鍛造過(guò)程仿真已進(jìn)入實(shí)用化階段,而我國很多鍛壓廠(chǎng)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)水平也相對落后。
根據以上分析可知,目前我國鋁合金鍛壓工業(yè)無(wú)論在工藝裝備上;模具設計與制造上;生產(chǎn)工藝技術(shù)上和新工藝、新材料開(kāi)發(fā)上;還是在產(chǎn)品品種與規格上;產(chǎn)品產(chǎn)量與規模上;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外先進(jìn)水平存在較大差距。不僅不能滿(mǎn)足國內外市場(chǎng)對鋁合金鍛件日益增長(cháng)的需求,更跟不上交通運輸(如飛機、汽車(chē)、高速火車(chē)、輪船等)輕量化要求以鋁鍛件替代鋼鍛件的步伐。為此,我國應集中人力、物力和財力,盡快提高我國鋁合金鍛壓生產(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現代化鋁合金鍛壓液壓機生產(chǎn)線(xiàn),以盡快縮小與國外先進(jìn)水平的差距,最大限度的滿(mǎn)足國內外市場(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)規模
七、 生產(chǎn)工藝流程與主要技術(shù)工序分析
八、 主要設備和輔助設備及配套設施
九、 資金估算與來(lái)源
十、 經(jīng)濟技術(shù)分析
十一、 安全環(huán)保
十二、 平面分布
注:五~十二章詳細論述要在可行性分析報告中編寫(xiě)。