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汽車鍛造零部件概述
編輯：柳強(qiáng) 來源：思瀚 三聯(lián)鍛造    2023-02-21

作為汽車工業(yè)的基礎(chǔ)，汽車零部件種類繁多，從生產(chǎn)工藝區(qū)分包括鑄造件、鍛造件、沖壓件、注塑件等，其中采用鍛造工藝制造的汽車鍛件一般用于承受沖擊或交變應(yīng)力的工作環(huán)境，在汽車行駛中發(fā)揮著重要作用。

（1）鍛造基本概念

鍛造是指在加壓設(shè)備及工（模）具的作用下，使坯料或鑄錠產(chǎn)生局部或全部的塑性變形，以獲得一定幾何尺寸、形狀的零件（或毛坯）并改善其性能的加工工藝。

鍛造實(shí)質(zhì)是利用金屬的塑性變形使金屬毛坯改變形狀和性能而成為合格鍛件的加工過程，其根本目的是利用外加載荷（沖擊載荷或靜載荷）通過鍛壓設(shè)備使金屬毛坯產(chǎn)生塑性變形，從而獲得所需形狀和尺寸的鍛件，同時(shí)使鍛件機(jī)械性能和內(nèi)部組織符合一定的技術(shù)要求。

金屬材料經(jīng)過鍛造加工后，形狀、尺寸穩(wěn)定性好，組織均勻，纖維組織合理，具有突出的綜合力學(xué)性能。機(jī)械裝備中的主承力結(jié)構(gòu)或次承力結(jié)構(gòu)件一般都是鍛造而成的，鍛件亦廣泛地應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。

鍛造的主要原材料為金屬棒料、鑄錠等。這些原材料在其冶煉、澆注和結(jié)晶過程中，不可避免的會(huì)產(chǎn)生氣孔、縮孔和樹枝狀晶等缺陷，因而鑄造工藝很難制造出能勝任需要承受沖擊或交變應(yīng)力的工作環(huán)境的零部件（例如輪轂軸承、傳動(dòng)主軸、齒圈、連桿、球頭等）。金屬棒料或鑄錠在經(jīng)過鍛造加工后，其組織、性能均能得到有效的改善和提高。金屬的塑性變形和再結(jié)晶，使粗大晶粒細(xì)化，得到致密的金屬組織，從而提高鍛件的力學(xué)性能。在模具設(shè)計(jì)時(shí)，若正確控制零件的受力方向與纖維組織走向，還可以提高鍛件的抗沖擊性能。

圖：鍛造工藝原理

（2）鍛造工藝分類

根據(jù)鍛件的尺寸和形狀、采用的工裝模具結(jié)構(gòu)和鍛造設(shè)備的不同，鍛造主要分為自由鍛和模鍛。自由鍛是指用簡(jiǎn)單的通用性工具，或在鍛造設(shè)備的上、下砧之間直接對(duì)坯料施加外力，使坯料產(chǎn)生變形而獲得所需的幾何形狀及內(nèi)部質(zhì)量的鍛件的加工方法。自由鍛以生產(chǎn)批量不大的鍛件為主，采用鍛錘、液壓機(jī)等鍛造設(shè)備對(duì)坯料進(jìn)行成形加工。模鍛是指金屬坯料在具有一定形狀的鍛模膛內(nèi)受壓變形而獲得鍛件，模鍛一般用于生產(chǎn)重量不大、批量較大的零部件。

按坯料在加工時(shí)的溫度可分為熱鍛、溫鍛和冷鍛。熱鍛指在再結(jié)晶溫度之上利用外力作用鍛壓，致使材料變形而塑性。溫鍛指在再結(jié)晶溫度之下某個(gè)合適的溫度下對(duì)金屬進(jìn)行鍛壓。冷鍛指對(duì)室溫狀態(tài)的金屬材料進(jìn)行壓力加工。三種成形工藝的應(yīng)用范圍有所不同，其中熱鍛主要應(yīng)用于輪轂和齒輪坯、轉(zhuǎn)向節(jié)、球頭拉桿、高壓共軌、曲軸、連桿等。公司采用的鍛造工藝屬于熱模鍛工藝。

（3）鍛造工藝的主要特點(diǎn)

鍛造工藝在加工零部件的過程中，具有生產(chǎn)效率高、鍛件綜合性能強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，因此被廣泛應(yīng)用于汽車、裝備制造等領(lǐng)域的關(guān)鍵及核心零部件中。鍛造加工工藝主要有以下特點(diǎn)：

①加工設(shè)備專業(yè)

鍛件生產(chǎn)線具有投資大、建設(shè)周期長(zhǎng)的特征。針對(duì)鍛造材料的特點(diǎn)，鍛造加工設(shè)備必須具備較高的性能，因此，鍛造企業(yè)通常需要投入大量資金購置專業(yè)化設(shè)計(jì)軟件、高精度數(shù)控鍛造設(shè)備、高均勻性的加熱設(shè)備、高性能的熱處理設(shè)備、數(shù)控機(jī)加工設(shè)備以及成套理化檢測(cè)設(shè)備等，以滿足不同生產(chǎn)工藝和下游客戶對(duì)生產(chǎn)的要求。

②加工工藝復(fù)雜

鍛件的主要功能是在工作中承受外力或傳遞力矩，通常需要特殊的工藝處理以滿足其所需性能。鍛件產(chǎn)品主要生產(chǎn)流程包括下料、加熱、鍛造、熱處理、機(jī)加工、理化檢測(cè)等多個(gè)環(huán)節(jié)，加工過程涉及冶金、金屬加工、熱處理和機(jī)械設(shè)計(jì)制造技術(shù)等多學(xué)科、多領(lǐng)域技術(shù)，技術(shù)集成度較高。此外，鍛件產(chǎn)品具有典型的多品種、多規(guī)格、定制化的特點(diǎn)，不同產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)差異較大，需要企業(yè)具備大量的專業(yè)化技術(shù)工人，在生產(chǎn)過程中精確控制各種技術(shù)參數(shù)，以保證產(chǎn)品質(zhì)量。

（4）汽車鍛造零部件發(fā)展概況

汽車產(chǎn)業(yè)作為多國(guó)的支柱型產(chǎn)業(yè)，其零部件產(chǎn)業(yè)規(guī)模大，是鍛造工藝特別是熱模鍛工藝的重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域。模鍛工藝生產(chǎn)的鍛件中主要為汽車鍛件，各年汽車鍛件產(chǎn)量占模鍛件產(chǎn)量比例均在 60%以上，近幾年汽車鍛件產(chǎn)量保持穩(wěn)定發(fā)展的態(tài)勢(shì)。

注 1：數(shù)據(jù)來源，中國(guó)鍛壓協(xié)會(huì)；

注 2：截至本招股說明書簽署日，2021 年度數(shù)據(jù)尚未公布。

經(jīng)過多年的發(fā)展，我國(guó)建立了較為完整的汽車鍛造零部件產(chǎn)業(yè)鏈配套體系，技術(shù)水平與鍛造業(yè)強(qiáng)國(guó)的差距逐漸縮小。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各產(chǎn)業(yè)向高質(zhì)量發(fā)展階段轉(zhuǎn)變，主要呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢(shì)：

①鍛造原材料從普通鋼材向有色金屬發(fā)展

汽車輕量化以及新能源汽車的深入發(fā)展，進(jìn)一步擴(kuò)大了新材料鍛件的應(yīng)用，特別是輕合金鍛造技術(shù)，促進(jìn)有色金屬鍛造的開發(fā)和使用力度，例如鋁合金、鎂合金等有色金屬鍛造零部件。

②關(guān)鍵鍛件國(guó)產(chǎn)化趨勢(shì)加速

我國(guó)汽車鍛件零部件在規(guī)模與發(fā)展速度上取得了很大進(jìn)步，同時(shí)在關(guān)鍵零部件領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展，國(guó)產(chǎn)化趨勢(shì)加速。我國(guó)開發(fā)了高壓共軌系統(tǒng)的核心零部件，如高壓共軌管、柱塞套、噴油嘴、汽油高壓共軌系統(tǒng)不銹鋼油軌系列精鍛件等零部件，成功實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。

③逐步采用自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化生產(chǎn)

根據(jù)中國(guó)鍛壓協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，鍛造企業(yè)人工成本占銷售額的比例從 2015 年的11.87%降低到2020年的10.64%，降幅超過了10%，隨著自動(dòng)化設(shè)備的采用，一線操作人員的整體素質(zhì)大幅提高。自動(dòng)生產(chǎn)線使鍛造企業(yè)產(chǎn)線布局更加合理，貼近實(shí)際生產(chǎn)需求，勞動(dòng)環(huán)境和生產(chǎn)條件已有大幅改善。

基于自身轉(zhuǎn)型升級(jí)需求，在相關(guān)部委及地方政府支持下，我國(guó)企業(yè)已紛紛對(duì)原有工廠、車間進(jìn)行自動(dòng)化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化升級(jí)改造，或者建立新型數(shù)字化車間、智能工廠。當(dāng)前全球制造業(yè)格局正在進(jìn)行新一輪洗牌，對(duì)于我國(guó)制造業(yè)來說，必將會(huì)推進(jìn)企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，以提升企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)抵抗能力。

④新能源汽車蓬勃發(fā)展促進(jìn)鍛造技術(shù)創(chuàng)新

新能源汽車快速發(fā)展，呈現(xiàn)加速普及的態(tài)勢(shì)。新能源汽車雖然在動(dòng)力系統(tǒng)方面與內(nèi)燃機(jī)汽車截然不同，但車輛行駛要求仍需符合汽車的一般要求，對(duì)安全、性能等方面并未放松要求。因此，新能源汽車對(duì)性能優(yōu)良的鍛造汽車零部件依然有著旺盛的需求，且新能源汽車為平衡汽車安全、性能與續(xù)航里程，對(duì)輕量化金屬鍛件、空心鋼材鍛件等既具備良好的綜合力學(xué)性能，重量又相對(duì)較輕的鍛件產(chǎn)生新的需求，促進(jìn)了空心鋼材鍛件以及鋁合金、鎂合金等有色金屬鍛件的技術(shù)創(chuàng)新。