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锻造大国工业的基石
发布日期:2022-05-13 05:13   来源:未知   阅读:

  锻造是在加压设备及工(模)具的作用下,使坯料或铸锭产生局部或全部的塑性变形,以获得一定几何尺寸、形状的零件(或毛坯)并改善其组织和性能的加工方法。

  金属成型工艺主要包括铸造、塑性成型、机加工、焊接、粉末冶金、金属注射成型、金属半固态成型、3D打印等。其中,铸造和锻造历史最久、应用最广且不可替代。

  以飞机为例,锻件制成的零件重量约占飞机机体结构重量的 20%—35%和发动机结构重量的30%—45%,是决定飞机和发动机的可靠性、寿命和经济性的重要因素之一。航空发动机的涡轮盘、后轴颈(空心轴)、叶片,机身的肋筋板、支架、机翼梁、吊挂,起落架的活塞杆、外筒等都是涉及飞机安全的重要锻件。

  1893年,美国伯利恒钢铁公司制造出世界首台万吨自由锻造水压机,苏、德随即跟上步伐。

  20世纪初,随着重型机械设备的发展,水压机的吨位迅速提高。在1905年首次出现以油为工作介质的油压机,性能得到进一步改善。1934年,前苏联在新克拉玛托尔斯克重型机械厂(NM)建成了第一台10000吨的水压机。同年,德国研制成功7000吨模锻液压机。此后,德国在1944年前相继制造了30000吨模锻水压机1台、15000吨模锻水压机3台。

  二战结束后各国锻造设备得到快速发展,1950年,美国开始实施“空军重型压机计划”,决定由联邦政府出资建造两台世界最大的45000吨和两台31500吨模锻压机。1955年,美国梅斯塔(MESTA)重型机器厂为美国铝业(A )建造了1台 45000吨模锻压机和1台31500吨模锻压机。同年,美国劳威(LOEWY)公司也为威曼高登(Wym n-Grd n)建成了1台45000吨模锻压机和1台31500 吨模锻压机,这4台大型模锻压机为美国后来称霸世界航空工业奠定了雄厚的基础。

  我国锻造工业起步较晚,1967 年,中国第一重型机器厂建成亚洲最大的 30000 吨级模锻水压机。该机于1973年9月投产,并服役至今,对于提高我国特种高强度合金锻件加工能力,做出重要贡献,被誉为中国工业“四大国宝”之一。

  2013年,德阳二重自主研制世界最大的8万吨级模锻液压机投产,一举打破了前苏联保持了51年的世界纪录,实现了我国锻造产品从高端向顶级的跨越,关键大型锻件受制于国外的时代彻底结束。这台8万吨级模锻液压机,地上高 27米、地下15米,总高42米,设备总重2.2万吨。

  值得一提的是,2018年,C919大飞机的最大、最复杂的关键承力锻件——主起外筒实现国产化,就是这台80000吨级的模锻液压机完成的。

  巨型模锻液压机,是象征重工业实力的国宝级战略装备,是衡量一个国家工业实力和军工能力的重要标志,世界上能研制的国家屈指可数。截止到目前,世界上拥有4万吨级以上模锻压机的国家只有中国、美国、俄罗斯和法国。

  锻件产品有多规格、多品种、定制化的特点,锻件行业的发展与下游客户的定制需求密不可分,需要与主要客户建立相对稳定的合作伙伴关系。特别是军用领域,客户对各供应商提供的产品的质量、技术等要求极高,为保证产品的一致性和稳定性,一旦确认一种装备的供应关系,通常该装备的供应关系会长期且稳定。

  目前来看,国内不同的锻造企业在主要方向上术业有专攻。比如,三角防务300775)偏重于航空航天锻件,技术上偏向于模锻和自由锻;派克新材和航宇科技则在技术上偏向于辗环,业务范围包括船舶锻件、电力锻件、航空锻件、航天锻件、石化锻件;通裕重工300185)则主营电力锻件,包括风电、火电和核电。

  中航重机航空锻造业务相对全面,模锻、自由锻和环锻齐头并进,截至目前,中航重机600765)旗下参控股公司共有20家。2016-2021年间,中航重机营业收入和净利润持续增长,2021年营业收入达 87.9亿元,同比增长 31%;归母净利润达8.9亿元,同比增长159%。在此期间,公司锻造产品营业收入占比自 65%提升到了75%;由于剥离了低效资产,公司毛利率和归母净利率近年来稳步提升,2021年毛利率达到 28.3%,归母净利率达到10.1%。

  派克新材业务范围广泛,主营产品涵盖辗制环形锻件、自由锻件、精密模锻件等各类金属锻件,可应用于航空、航天、船舶、电力、石化以及其他各类机械等多个行业领域。公司拥有3600T油压机、3150T快锻机等多台压力机,1.2m-10m 多台精密数控辗环机和多向辅助设备400余台。

  2016年至今,派克新材营业收入、归母净利润持续稳定增长,2021年营业收入已达 17.3亿元,同比增长69%,归母净利润达到3亿元,同比增长82%。公司航空航天锻件营收占比逐年提升,2016-2021年由7%扩大到41%;毛利率与归母净利率逐年提升,2021 年毛利率达到29.0%,归母净利率达到 17.5%。

  三角防务主要为军品服务,公司400MN模锻液压机由清华大学设计,是目前我国自主研制、开发,拥有核心技术的大型模锻液压机,也是目前世界上最大的单缸精密模锻液压机,具有刚性好、压力稳定、压制精度高、生产工艺范围宽广、批量锻件一致性好等特点。帮助公司参与新一代战斗机、大型运输机等军工装备重要型号的预研到定型的整个阶段,成功进入主机厂供应商体系,预计为公司赢得长期稳定订单。

  今年2月,三角防务发布定增预案,将向航空精密模锻、航发叶片、航空部装、航天火箭箭体等方向扩张,产业链横向、纵向扩张双双展开,公司将充分受益于军机批量列装、民机国产替代的利好。

  市场壁垒、技术壁垒、资质壁垒,共同决定了锻造行业良好的竞争格局,完全有理由相信,目前这些领军的企业未来将会斩获更多的订单。

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