航空锻造行业报告（30页）

行业报告下载 2023年03月07日 07:32 管理员

锻造是传统金属加工工艺，核心为金属材料的热变形和热处理。锻造是一种通过锻压设备对金属坯料施加压力，使其发生塑性形变并获得优良性能和尺寸的加工方法。相较于铸造和机械加工，经过锻造的金属可以消除在冶炼过程中产生的铸态疏松、焊态孔洞等缺陷，并可获得较细的金属晶粒，保留完整的金属流线，从而达到优化内部金属组织结构，提升金属性能的目的。相较于冲压，锻造属于热工艺加工，锻造过程对于金属材料内部结构重塑起到较大作用，在加工过程中难以检测产品质量，同时经过锻造的产品热处理环节也对产品性能有较大影响。因此锻造工艺的核心在于金属材料的热变形和热处理。锻造过程的难点为设备与工艺的结合，设备对于工艺实现至关重要。对于锻造企业来说，锻压设备为核心资产，决定锻造企业生产能力和工艺实现。锻压设备根据施加压力的方式不同可分为锻锤类（冲击能量限制）、机械压力类（冲力和行程限制）、螺旋压力机类（能量限制）、液压机类（冲力限制），生产时需根据锻件的尺寸、结构、材料以及工艺要求进行设备选择。锻压设备是实现特定锻造工艺的关键，根据三角防务招股说明书，公司多种类型锻件生产专利均围绕核心设备 400MN 锻压机展开。由于锻压设备大多单价较高，如何最大化利用锻压设备并使其与锻造工艺结合，是锻造过程的难点。锻造根据成型工艺不同分为自由锻、模锻、碾环。

根据成形机理不同，锻造可分为自由锻、模锻、碾环、特殊锻造等。由于自由锻件材料利用率较低，产品一致性较难保证，在航空锻造领域模锻与碾环逐步取代自由锻成为主流工艺。碾环工艺即径向轧制，在航空发动机环形件制备中应用广泛，且可以制备超大型环件，据《高温合金环形件环扎工艺研究进展》，碾环工艺制备的高温合金环形件较自由锻件表面质量好、尺寸精度高、组织更均匀。自由锻目前往往成为制胚的主要手段，操作灵活且成本较低。模锻可用于形状复杂锻件制造，适用于批量生产。模锻指借助专用模锻设备，利用模锻模具成型的锻造工艺，具有生产效率高、劳动强度低、尺寸精确、加工余量小、可锻制复杂形状锻件的优点，适用于批量生产。模锻根据模具形状可分为开式模锻和闭式模锻，其中闭式模锻材料利用率更高，锻件金属流线型更好，更适用于难变形金属材料锻造，但对毛坯要求较为精确，否则会造成模具损毁。根据变形温度可分为热模锻、冷模锻、温模锻，其中冷模锻与温模锻锻造精度更高，是未来的发展方向。航空大型锻件一体化成形是重要发展方向，大型锻压设备是关键。航空模锻件整体化可显著提高构件整体刚性，减少装配误差并减少机加台时，减轻飞机结构重量并降低材料消耗。据《大型航空模锻件的生产现状及发展趋势》， F102 歼击机采用长度达 3.2m 的铝合金整体大梁精密模锻件取代原设计的 272 种零件和 3200 个铆钉，使得飞机减重 45.5-54.5kg，解决机加工工时 50%；安 22 运输机机身采用 20 个大型隔框整体模锻件，共减少 800 个零件，减轻飞机机体重量 1000kg，减少机加工工时 15-20%。

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