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环形锻件行业现状、壁垒及2021年发展趋势前景预测(附报告目录)
发布日期:2021-08-10 12:02:33

环形锻件行业现状、壁垒及2021年发展趋势前景预测(附报告目录)

1、航空航天领域环形锻件发展现状分析

环形锻件(简称“环件”)是航空发动机的关键锻件,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。环形锻件的性能和质量在相当大的程度上决定着航空关键构件的使用性能和服役行为,环形锻件的组织性能往往直接关系到飞机的使用寿命和可靠性。环形锻件是否整体、优质、精密化,对飞机、航空发动机的经济可承受性影响同样十分显著。因此,近似于零件外廓的异形环件的生产质量和制造技术对于降低发动机研制成本和提高发动机研制生产能力都具有十分重要的影响。

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环形锻件主要采用价格昂贵的高温合金和钛合金制造,按价值计算,航空发动机环形锻件约占航空发动机价值的 6%

相关报告:北京普华有策信息咨询有限公司《2021-2027年环形锻件行业发展前景预测及投资战略研究分析报告

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当前我国中低端锻件产能过剩,但航空航天领域的部分关键锻件与国外发达国家尚存在较大差距,比如我国部分关键锻件材料利用率低、环件的组织性能均匀性和稳定性不高、环件尺寸精度低、研制周期长。造成上述状况的根本原因是我国高端装备发展过程中长期“重型号、轻工艺”、“重产品、轻工艺”,即重型号设计、轻工艺研究,在工艺领域又“重冷(加工制造工艺)轻热(成形制造工艺)”,没有从锻造技术对飞机发动机更新换代具有显著的推动作用的认识高度进行统筹安排,对于先进辗轧技术方面的研究未能得到足够重视,工艺水平落后,缺乏先进的工艺控制手段和系统理论架构的支持。

近年来,随着我国经济实力的增强和国防科学技术的发展,各行业对辗轧环件的应用需求都呈现大幅度增长。在我国目前批产和在研的各种型号航空发动机中,高温合金、钛合金等难变形材料大型环件的应用十分广泛。提高我国环件辗轧技术水平已经成为提高我国武器装备研制生产能力和性能水平的一个共性问题。一方面,各种新型难变形材料的应用日益广泛,迫切需要科学的工艺设计手段以确保工艺质量;另一方面,对环件的尺寸精度、冶金质量、生产成本和生产周期的要求更加严格,从而对我国目前相对落后的环件辗轧技术提出了严峻挑战。

2、环形锻件行业进入壁垒分析

由于锻件的性能和质量在相当大的程度上决定着航空关键构件的使用性能和服役行为,因此航空发动机对于锻件的材料、质量、性能的要求都非常高,目前国内仅有少数企业能够进行高性能、高精度环形锻件产品的研制生产。一般企业进入该行业存在相当大的壁垒,主要体现在技术工艺、资质、人才、质量管理等方面。

进入壁垒高使得行业新进入者需要储备技术人才和有经验的技术工人,储备充足的技术和资金,进而取得行业及客户资质认证、提升技术工艺、参与客户的新品研制及产品定型批产,从进入本行业到具备一定竞争力的周期较长。行业进入壁垒高主要有技术工艺壁垒、资质壁垒、人才壁垒及质量管理壁垒。具体内容见普华有策《2021-2027年环形锻件行业发展前景预测及投资战略研究分析报告》。

3、环形锻件行业发展趋势及前景预测

1)向着大型化、精密化、数字化等方向发展

大涵道比航空发动机向着“大风扇、小心脏”方向发展,为适应航空发动机的研制需求,航空锻件也向着大型化、精密化方向发展,环件制造技术向着大型化、精密化、自动化、数字化、柔性化发展。

过去受工艺水平和设备条件的限制,环形轧制技术在生产应用中主要局限于矩形截面或不太复杂的异形环件,许多截面复杂的环件通常通过简化锻件形状进行轧制,截面轮廓主要通过切削加工成形,切削加工量大,锻造材料利用率低,因此发展难变形材料复杂异形环件精密轧制技术是未来环形轧制技术的重要发展方向,产品制造过程控制将更加数字化、智能化。

2)新一代的难变形材料、轻质合金、复合材料应用步伐加快

航空发动机的不断发展,对环件制造技术提出了更高的技术经济要求。一方面,各种新型难变形材料、轻质合金、复合材料的应用日益广泛,迫切需要科学的工艺设计手段以确保工艺质量;另一方面,对环件的尺寸精度、冶金质量、生产成本和生产周期的要求更加严格。新的金属材料和复合材料的研发,能够让航空发动机零部件重量更轻、强度更高、耐热和耐腐蚀性更好。未来“更强”、“更耐热”、“更轻”、“ 更便宜的新材料让未来的航空发动机推力更大、更省油、更可靠、更耐久、更便于维修、成本更低。

3)从单一学科向多学科交叉方向发展

为了适应和满足高端装备发展对产品高性能和个性化需求,航空发动机锻件的研制和开发过程将与以信息技术、新材料技术为代表的高新技术相互融合,跨学科融合发展,实现先进材料成形制造技术和制造工艺突破,推动产品结构和产业的优化升级。一方面,通过计算机技术、数字控制技术的融入和新材料的应用,提高锻件性能指标,满足高端装备发展的需求。另一方面,通过信息化软件和信息化技术的应用,可以缩短锻件设计、制造周期,大大提高生产效率。

4)绿色制造发展趋势下,发展先进材料精密成形制造工艺的重要性日益突出

绿色制造主要包括产品轻量化、工艺精密化两个方面,产品轻量化主要是指通过使用先进材料,实现锻件结构尺寸的减少,减少材料用量,达到减重的效果;工艺精密化主要是指发展精密成形制造工艺,包括近净成形制造工艺、复杂异形环件精密轧制技术等。绿色制造是工业转型升级的必由之路,绿色制造也成为锻造行业发展的必然趋势。