2022年发动机锻造行业研究报告（附下载）.docVIP

2022年发动机锻造行业研究报告（附下载） 导语 2015年我国锻件产量为1005万吨，占全球总产量39%，大幅超过其他国家份额。2020年我国锻件产量则高达1349.2万吨，已连续多年成为全球锻件的第一大生产国和消费国。 1.锻造基本介绍 1.1锻造行业的发展历程 尽管锻造技术早在几千年前就被人们掌握，但是直到工业革命的进行，锻造技术才获得真正长足的发展。1842年，内史密斯发明双作用锤，创造了第一个由蒸汽驱动的，用于打桩和大型锻件成型的工业机器，可以锻造出各种复杂形状的锻件；1860年，哈斯韦尔构造了自由锻水压机。这些设备的出现标志锻压技术逐渐成为一门具有影响力的学科。1864和1913年屈雷斯加和密席斯先后发现了金属进行塑性变形的条件（屈服准则），此后前苏联学者古布金系统性阐述了压力加工原理，他们共同奠定了压力加工学科的理论基础。 国内的机械锻造业发展相对滞后。直至20世纪50年代，仍在使用洋务运动时期引入的英、日、德等国的蒸汽锤、电动空气锤、蒸汽增压式水压机。50年代末与60年代初，中国逐步开始锻造设备国产化进程，初步可以自制万吨级的水压机和各种类型的锻锤。受80年代改革开放浪潮的助推，锻造工业此后在我国从质到量有了全面发展。根据派克新材招股说明书，目前我国已经成为第一锻件生产大国。为迎应现代航空工业金属部件的加工要求，大压力模锻液压技术应运而生。于1934年，德国研制了70MN模锻液压机制造战斗机需要的航空铝合金锻件，并于二战期间又先后制造了300MN模锻水压机1台、150MN模锻水压机3台。由于模锻液压机对于空军装备的质量及生产能力十分重要，二战后美苏在获得德国模锻液压机实物的基础上陆续发展研制出一大批性能优异的大吨位模锻液压机。 1.2锻造工艺原理：锻件的结构性能直接关系到飞机的使用寿命和可靠性 锻造是通过塑性变形改变金属锻件机械性能和内部组织的工艺，可以提升零件自身的承力和抗冲击性能。在飞机机体及发动机结构中，承力、传力结构的重要零件一般需要进行锻造。在航空发动机中，航空锻件目前主要应用于风扇、压气机、涡轮和燃烧室等四大部件，主要起包容、连接、支撑、密封等作用，是十分重要的零部件。 锻造相对于铸造能够有效地排除气孔析晶等问题。锻造的金属材料由于制造工艺，不可避免地存在具有气孔、缩孔和树枝状晶等缺陷。在加压设备及工（模）具的作用下，坯料或铸锭会产生局部或全部的塑性变形，在加工后其形状、尺寸稳定性好，组织均匀，纤维组织合理，相比加工前其综合力学性能更佳。 锻造按工艺可分为自由锻、模锻、辗环，其中辗环技术成为制备超大型环锻件的唯一工艺方法。辗环是借助辗环机使环件产生连续局部塑性变形的先进技术，辗环可大幅度降低设备吨位和投资，具有振动冲击小、节能节材、生产效率高、生产成本低等显著优点，故随着辗环机大量投入，环轧技术被广泛使用。 1.3航空难变形环形锻件：性能+资质壁垒要求高 采用辗轧技术成形的环件具有组织致密、强度高、韧性好等优点，是铸造或其他制造技术所不能替代的。航空发动机的压气机机匣、涡轮机匣、结合环、安装边、封严环和环状火焰筒等均为高温合金和钛合金环形锻件。根据航宇科技招股书，按价值计算，航空发动机环形锻件高达发动机价值的6%，是航空发动机的关键锻件。且航空发动机环形锻件工作条件恶劣，具有耐高温、高压、高腐蚀等特点，质量稳定性及力学性能明显高于普通锻件。 环轧资质壁垒高，少数企业拥有航空难变形环形锻件生产资质。国际航空发动机制造商对供应商的管理非常严格，企业只有通过AS9100D与NADCAP等相关认证才能与取得该行业境外客户的订单。中航重机，航宇科技，派克新材已通过认证进入此领域，市场竞争程度低。其中航宇科技累计16年航空锻造经验，截至2021年上半年已累计发明专利53项；派克新材进入航空锻件领域较晚，截至2021年上半年获得发明专利33项。 2.锻件制造工艺和技术路线 2.1航空锻件未来发展趋势 难变形材料普及提升发动机性能，精密化、整体化加工工艺成为核心突破方向。在航空锻件中钛合金、高温合金的应用愈发广泛。发动机逐步向高推重比（最大推力和发动机的净重之比）、长寿面和低油耗方向发展，选材更多使用高比强度、高比刚度的高温合金（镍基、钴）及新型钛合金等难变形材料，这样可以提升发动机的耐高温性和抗形变能力，加强飞机在极端环境下的使用寿命。现代先进航空发动机大约有三分之一重量的关键零部件选用优质、高性能的钛合金材料，例如F-22和F-35飞机钛合金用量已分别高达39%和27%。 航空锻件的成型技术向精密、整体、复杂、高性能、高可靠、低成本方向发展。随着高新技术武器装备向小型化、精确化、轻量化、高可靠、低成本方向发展，对结构件及其成形技术的要求越来越高。为提高航空锻件尺寸精度，减少加工余量，精密环件轧制技术得以迅速发展