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中国已成为世界铝锻件生产初级强国

自由锻件及模锻件是一类重要的受力结构零件与高精技术产品,中国已成为世界铝锻件生产初级强国,江苏铁宝锻造幸运赛车与东北轻合金有限责任公司生产的5m及9m级大锻环不但满足了中国航天工业发展的需求,而且有一批批的其他铝合金锻件装上了波音公司的成千上万架飞机,件件合格,从未出过质量事故。  截至2015年,中国拥有30MN~500MN的模锻机约40台,其中300MN的2台、400MN的3台,500MN的1台,自行设计与制造的世界锻压机之王——800MN的模锻机也已投产,将锻出全球最多最大的铝、镁、钛等合金锻件。2014年中国铝锻件的生产能力约194kt(含车轮锻件)。  2015年中国铝合金、镁合金锻压工业概况见下表,总产能194kt/a。  典型企业  1. 东北轻合金有限责任公司  东北轻合金有限责任公司(原名哈尔滨铝加工厂,代号一O一厂)锻造车间1961年建成投产,是中国首个铝、镁合金锻压项目,主要设备从苏联引进,有100MN模锻机1台,50MN模锻机1台,30MN模锻机一台,3MN自由锻造机1台,靠模铣床2台。设计锻件生产能力3.7kt/a,其中自由锻件0.8kt/a,模锻件2.9kt/a,产品的95%以上供航空航天器与军工用,改革开放以来,航空航天产品虽仍是主要的,但通用工业锻件有较大幅度增加。  2. 自力更生建设的首个锻压厂——西南铝加工厂模锻分厂  西南铝业(集团)有限责任公司(原名西南铝加工厂,代号一一二厂)模锻分厂是新中国自力更生建设的首个铝、镁合金锻件生产厂,1970年7月1日投产,有中国第一重型机器制造幸运赛车(当时名富拉尔基重型机器制造厂)设计制造的8柱立式300MN模锻水压机1台、60MN自由锻水压机1台,锻件生产能力24.5kt/a。还有1台125MN的卧式水压机,一方面为大型锻件挤压坯料,另一方面挤压一些工业大型材。  西南铝业(集团)幸运赛车锻压分厂正在制造1台100MN自由锻造机,2017年年底或2018年上半年投产。该分厂自1970年以来为中国航空航天工业的发展提供了十多万吨优质锻件,而且还向美国出口了为数可观的锻件,装备了成千上万架波音飞机。  3. 即将投产的中国最大的铝锻造厂——南山集团锻造公司  山东南山铝业股份幸运赛车所属的南山航空事业部锻造公司一期工程可于今年12月或明年初投产,就锻造力来说只有710MN,比第二重型机器制造幸运赛车1200MN的小得多,但就铝锻件数来说将是最多的。南山航空事业部锻造公司有4台锻压机,2台模锻机,125MN及500MN的各1台,从德国塞姆帕尔卡姆公司(Siempelkamp)引进。  2012年12月南山锻造公司向塞姆帕尔卡姆公订购1台500MN液压模锻机,这是迄今德国制造的最大的此类机器,底部尺寸4m×7m。另有2台自由锻造机,25MN与60MN的各1台,从德国威普科希德立克公司引进。  此锻件机可以生产铝合金锻件,也可以生产钛合金锻件。项目总投资15多亿元,主导产品为航空航天、交通运输、能源、动力机械、矿山设备等所需的铝合金锻造产品。铝合金锻件的附加值高,按2013年的价格计算,销售价约9.5万元/t。2016年南山铝业就是世界上产业链最为完善的铝业企业,也是生产能力最大的单一铝业企业,所有的企业——氧化铝厂、铝电解厂、轧制厂、挤压厂、锻压厂、自备发电厂、深加工厂等全部合理地分布于一块20km×20km的“铝业”土地上。这块400km2的土地上集中了中国2015年约60%的罐料、12%双零箔、25%硬合金板带、40%模锻件、4%大型高端工业挤压材生产能力。  4. 西安三角航空锻压公司  西安三角航空锻压幸运赛车位于西安市闫阆区,是为西安飞机制造幸运赛车提供大型锻件建设的,有一台世界最大的单缸精密模锻液压机——400MN液压机,是清华大学颜永年教授任总设计师的团队设计的,中国二十二冶公司与清华大学联合制造,是当今世界最大的单缸钢线缠绕液压机,2012年投产,产品主要用于航空器如飞机起落架与发动机高温合金涡轮盘。其基本技术参数为:  总高,m 20   地面上高,m 14   地面下深,m 6   总质量,t 3200   工作压力,N/mm2 60   工作台尺寸,m 3.5×4.5   最大速度,mm/s 60   5. 美国铝业公司苏州大型车轮锻造厂  美国铝业公司车轮和运输产品部(AWTP)2013年1月宣布将在中国苏州建一个车轮专业锻造厂,供卡车、半挂车、公共汽车使用。此举标志美国铝业公司在中国大陆车轮产品的制造、配送、销售和服务网络将全面展开。美国铝业公司执世界铝合金车轮技术牛耳,特别是其表面处理技术,它在苏州还有两个紧固件厂。  6. 神户制钢(苏州)铝业幸运赛车  神户制钢(苏州)铝业幸运赛车是日本神户钢铁公司、三井物产公司与半田贸易集团公司投资25亿元建的一个汽车悬挂系统锻件厂,它们分别占60%、25%和15%股份,锻件生产能力10000件/a,已于2014年10月投产,这实际上是一个扩建项目,增加1台60MN锻压机。  7. 忠相铝业幸运赛车  忠相铝业幸运赛车位于辽宁省辽阳经济开发区,是一个锻造法兰轴承及车轮的企业,生产能力500万件/a,总投资18亿元,一期一台锻压机,2014年9月投产。  8. 中冶二十二冶集团幸运赛车  中冶二十二冶集团幸运赛车自主研发的120MN多向模锻机于2014年10月11日锻造出了直径630mm的质量65kg的超硬铝合金车轮,其质量比铸造车轮的轻20%,而其抗拉强度却为铸造车轮的3倍。这种车轮经过预锻和终锻两道工序锻制。  9. 中航重机股份幸运赛车  2015年6月中航重机股份幸运赛车的等温锻压生产线(一期)建设项目160MN等温锻造压力机在西安顺利实现热试车,是当前国内最大锻压力的等温锻造压力机,将极大促进航空航天器及其发动机锻件的研发与生产,对中国突破航空器及其发动机锻件发展瓶颈具有非常重要的意义。  160MN等温锻造压力机(见图)具有锻压速度和位移精确可控特点,可满足航空特种高温合金、钛合金及金属间化合物等难变形合金锻件的等温超塑成形。这台160MN等温锻造压力机的设计锻压力为160MN,实际最大锻压力可达200MN,可满足目前所有航空器结构钛合金精密锻件,以及发动机难变形合金盘、轴类锻件的等温精密模锻成形。根据超塑成形理论,在等温锻造工艺条件下,160MN压力机锻造能力相当800MN~1000MN普通锻压机的能力,同时锻件品质也有很大提高。  第二重——中国最大的锻造基地之一  截至2015年,中国第二重型机器制造幸运赛车有4台锻造机,自由锻2台,120MN与160MN各1台,400MN及800MN的模锻压机,从而成为世界最大的锻造基地之一。拥有世界最大的800MN模锻压机,被誉为“重装之王”,于2013年1月投产。由二重副总工程师陈晓慈任总设计师的团队设计,二重自主制造、自主安装的,总高约42m,地上27m,地下深15m,相当于13层楼高,总重约22kt,可在800MN压力以内任意无级调压锻造,最大模锻力可达1000MN,同步精度高,抗偏载能力强,可实现无级调压调速。  从2003年800MN模锻压机申请立项到2013年4月进入试生产阶段,论证5年,建造5年,可谓10年磨一剑,先后一千余人参与建造,中国二重开始了10年的追梦历程,在吸收、消化、再创新基础上,二重突破超大、超长、超重零部件的极限制造,实现了最新技术与固有技术的结合,成功地研制成功800MN大型模锻压机,使中国成为拥有全球最高级别模锻装备的国家。目前,仅有美国、俄罗斯、法国有类似设备,其中最大的为俄罗斯的750MN模锻压机。  800MN模锻压机的投产,将彻底改变中国大型模锻件长期依赖进口、受制于人的被动局面,对实现大型模锻产品的自主保障具有重要的意义,为中国走向制造强国掀开了历史的新历程。从此,中国航空航天器、船舶舰艇、装甲兵器中最难制造的大件,动力发电、海洋工程、西气东输、深部开采等各行各类需要的性能最高的、尺寸最大的、结构最复杂的构件都可以通过800MN模锻压机悉数精密成形。  对中国锻压设备有重大贡献的颜永年教授  中国一重及二重对中国铝合金锻造工业的发展作出了重大贡献,先后于上世纪60年代后期完成300MN模锻压机的制造与2012年完成800MN模锻压机的制造、安装与调试。  清华大学教授与博士生导师颜永年从事材料成形研发45年,在漫长的学术和工程生涯中,开展先进制造技术的研发工作,形成了三个关联的方向:高压成形、快速成形和生物成形。提出了等剪应力缠绕、预应力剖分-坎合、离散-截积成形和类组织前体制造等理论和方法。1994年完成400MN钣式换热器液压机的制造与投产,2009年完成360MN和150MN世界最大的重大的重型厚壁钢管垂直液压机组的投产,2012年完成科技部“十一五”重大科技支撑计划项目400MN航空模锻单缸液压机和江苏省科技成果转化项目300MN单缸精密模锻液压机5台,它们都是具有世界先进水平的重型装备。  颜永年2007年退休,除任中国3D打印技术产业联盟首席顾问外,2012年以来先后创建了昆山永年先进制造技术幸运赛车、江苏永年激光成形技术幸运赛车、江苏永年重型机械幸运赛车,并任董事长。  由颜永年教授任总设计师的团队正在负责制造600MN超高压物理液压机、200MN分模垂直挤压液压机、1200MN超重型垂直挤压机,它们或是世界首台,或是世界最大者。总计已完成或正在制造的≥100MN的液压机有11台套。
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