1795年,英国的J.布拉默应用帕斯卡原理发明了水压机,用于打包、榨植物油等。到19世纪中期,英国开始把水压机用于锻造,水压机逐渐取代了超大型蒸汽锻锤。直到1893年英国建造了当时最大的120MN的锻造水压机,主要用来锻造大的钢锭。到19世纪末,美国制成126MN自由锻造水压机。19世纪末20世纪初,现代化工业发展迅猛,锻造液压机和模锻液压机迅速发展,德国在二战期间建造了三台15OMN的锻造水压机和一台300MN的大型模锻水压机。1955年左右,至1955年,美国己先后建成了100MN和162MN模锻水压机各一台,315MN和450MN模锻水压机各二台,苏联也在1959年后陆续建成300MN模锻水压机三台和75OMN模锻水压机二台,法国于1976年从苏联引进了一台650MN多向模锻水压机。截至20世纪末,全世界共有万吨以上模锻水压机30余台,美、苏各有10余台,约占总台数和总吨位的70%左右。
我国8万吨模锻液压机结构图
中国重型模锻液压机的建造始于20世纪60年代末,中国第一重型机器厂为西南铝加工厂制造了一台300MN模锻水压机。其后,国家又进行了650MN多向模锻水压机、600MN预应力混凝土多向模锻水压机以及200MN多向模锻压机的研究和试制。虽然因种种原因这些项目没有上马,但其间发展出来的预应力钢丝缠绕技术和超高压液压技术则被成功地应用到重型板料成形液压机(100-400MN)和重型陶瓷砖压机(48-78MN)的制造中,并已形成了批量生产。我国于1974年建成的300MN有色金属模锻水压机,12OMN自由锻造水压机等多项重大机械装备(时称“61111工程”),形成我国基础工业,航空航天武器装备和其他军事重大装备的基本制造能力。但我国现今拥有的巨型锻压设备就其能力而言,仅相当于上世纪德国40年代和美国、俄罗斯、法国50年代所拥有的锻压设备能力。美、俄、法三国在几十年前便建成了450MN-750MN世界级的大型模锻液压机并大力研发锻压工艺,奠定了生产大型整体精密模锻件的物质和技术基础,使他们研制生产的航空航天产品始终处于世界领先地位。
随着我国综合国力迅猛增长,工业实力日益雄厚,国家战略发展需求变得极为强烈,大型模锻、自由锻压机纷纷上马研制。目前中国已经开工上马的8万吨以上级模锻压机至少有3台,分别位于昆山、阎良、德阳,可分别配合上海、西安、成都等地的航空航天产业。这标志中国装备制造业整体水平进一步提升,实现了中国锻造产品从高端产品向世界顶级产品的跨越,关键大型锻件受制于外国的时代彻底结束,成为中国国民经济特别是装备制造业和维护国家安全不可缺少的重要战略装备。
更令人震惊的是,清华大学已经研发出16万吨模锻液压机,只因目前我国制造业尚不需要如此之大的模锻液压机,一旦国家需要,即可出图制造。16万吨是俄罗斯7.5万吨压机的2倍多,是美国4.5万吨的3.5倍多。惊人的数字,中国必将成为世界锻压业新的霸主。
大型模锻压机的市场前景良好
根据灵核网《2016-2020年中国模锻液压机行业市场研究及投资预测分析报告》分析,各种适合大型模锻压机的产品年需求量约46亿元;而所建设的8万吨大型模压机生产线对各种产品市场的综合占有率在50%左右,年产能力约23亿元。
(一)民(军)用飞机所需航空模锻件
2006年11月,中国航材进出口公司与俄罗斯苏霍伊飞机制造公司达成协议,进口500架SU-80GP支线客机,散件进口国内组装。这实际上是巴西航空与中国哈尔滨飞机工业公司合作生产的E145飞机,是法国空客在天津组装的A320系列飞机之后的第三条总装线转移到中国,组装线上大部分产品来自国外。法国空客在中国组装的A320系列飞机中,"中国制造"的比例不超过15%~20%。目前,空中客车已在西安制造A320系列飞机的机翼;在成都和西安生产舱门;此外还在成都生产A320系列飞机的第11段地板梁、起落架舱盒、一号隔框等部件。有了大型模锻压机后,组装飞机的国产化比例将会不断提高。
ARJ-21新型涡扇支线飞机是我国民机产业发展的重点项目,拥有自主知识产权,也是我国航空工业可持续发展的重要机遇。新一代支线客机共需锻件31项。有了大型模锻压机后,ARJ-21新型涡扇支线飞机的国产化率和其发动机的质量水平将会得到提高。
飞豹、998工程、大运、J11、J10、JH7等机型的框、梁、轴、臂、杆等,都有相当数量需要大型模锻压机才能生产的大型模锻件。
(二)燃气(烟气)轮机用大型轮盘锻件
轻型和重型燃气轮机将作为海军水面舰用主动力,西气东输的增压站也要用燃气轮机,石化工业利用炼油厂尾气开发所需烟气轮机,目前国内使用的涡轮盘锻件都是向国外购买的,是极具市场前景的产品。
(三)各类发动机叶片
汽轮机、燃气轮机、烟气轮机、航空发动机都有相当数量的叶片。仅国内东汽、哈汽、上汽三家30万千瓦以上的汽轮机以及燃气轮机,可用大型模锻压机生产末级叶片。
(四)大型船用模锻件产品
适合在大型模锻压机上生产的船用锻件主要是大型船用柴油机锻件,如曲轴、连杆、气缸盖、十字轴和齿轮等,它们都是大型船舶上的关键传动与受力部件。采用自由锻工艺生产"曲臂"毛坯原材料利用率低、曲臂纤维组织不合理,质量得不到保证。采用大型模锻压机模锻"曲臂"毛坯,将大大提高原材料利用率和生产效率,改善曲臂性能。
(五)电站及其他用大型模锻件
发电机护环是火电机组中承受高应力、强腐蚀环境的零件,产品质量要求高、制造难度大,国内需求大部分为进口产品。随着电力工业的快速发展,对具有良好抗蚀能力的高强度大型发电机护环的需求逐年增加。
高强度齿轮广泛应用于各种行业传动装置中,如工程装备用减速器、风力发电机增速器等大型整锻齿轮、大型吊钩、十字轴等产品也有大量需求。
总之,从产品覆盖范围可以看出,大型模锻压机对我国航空、航天、船舶、核电、风电、石油、化工等重点工程都具有重要的支撑作用。
大型模锻压机建设已经进入实质阶段
大型模锻压机的研发必须立足"以我为主"的方针,实施"产、学、研"相结合的技术路线,立足于自主开发;同时也要坚持对外实行"分步引进、为我所用"的开放式技术策略。由二重、机械科学院、中南大学、清华、西重所、燕大、重大、北京航材院、西北工大、南昌航空工业学院等单位联合攻关,所设计的大型模锻压机具有本体结构重量轻,液压系统具有高的可靠性和安全性,电气控制系统能按预先设定的工艺曲线自动操作,并能对压机的工作情况在线进行监控等特点,体现了当今世界上最先进的技术水平。
二重为了加快发展,在积极争取政府政策支持的同时,也同金融系统保持了良好的战略合作关系。国家开发银行已经对包括大型模锻压机在内的项目授信35亿元,其他金融机构也表示愿意对二重的项目进行融资。这些都为大型模锻压机的启动与运行提供了有利的保障。
近几年,二重围绕产品开发和技术等级提高,进行了一定规模的技术改造,弥补了十多年技改的不足,同时也为今后的发展奠定了坚实的基础。此次大型模锻压机的建设和投产,将大大提高我国装备制造业的国际竞争力和二重的国际知名度。更多模锻液压机最新信息,请直接进入灵核网了解。
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