冷、温锻造在中国的发展（上）

钢铁冷锻成形技术是一种优质、高效、低消耗的先进生产技术，被广泛应用于汽车零部件的大批量生产中。而在80年代后，冷锻生产又发展到温锻范围。冷、温锻造生产能力已成为衡量国家工业化水平的一个方面。如今，温-冷和热-冷联合成形正在成为当代汽车零部件精密锻造的发展方向。

我国冷、温锻造的起步

我国的冷锻研究和生产始于60年代初期，并形成了理论研究体系、进行了广泛的应用实践。但在相当一段时期内未能形成蓬勃发展的局面。究其原因有以下几个方面。

⑴冷锻生产的工艺特点适合于大批量的生产场合。70年代以前，我国汽车工业主要从事中型卡车的生产，而且生产品种多、规模小、布点分散，无法形成规模化生产。因此冷锻在当时的汽车工业中难以得到重视和应用（这个时期形成批量生产的汽车典型冷锻件是活塞销和轮胎螺母)。

⑵70年代，中国大陆自行车生产已达到大批量规模。但自行车零部件生产的附加值很低。因此，冷锻生产在自行车制造业得到了一定的应用和发展。另外，作为有一定批量的汽车电气生产，冷锻在汽车起动机关键零件的生产方面开始有所应用，但生产规模和技术水平进展缓慢，并少有推广到其他方面。

⑶70年代以前，我国与国外的技术和经济交流少，对国外先进技术和装备的引进困难，在一定程度上影响了国内冷、温锻造生产的发展。

⑷企业对冷、温锻造的技术估计不足，多数企业为了解决某个产品生产中的瓶颈问题而采用冷锻，把冷锻视同普通的技术革新。局部小规模的冷锻生产缺少足够的技术和经济资源支持，难以全面解决冷锻生产中面临的工艺、设备、材料、模具、表面处理、质量控制等各种问题。因此，这一类冷锻项目很难有稳定和持续的发展。

从60年代到80年代，冷锻在国外已发展到冷温锻造，而在中国因市场原因，冷锻技术虽起步较早，但发展缓慢。

在这冷锻生产困难的发展中，形成了一批中国冷锻技术的先驱，他们克服困难、艰苦奋斗，活跃在大专院校、科研院所和生产企业，在冷、温锻造研究和生产实践中，解决了很多重大课题，在学术和技术方面达到了较高的研究水平，在国内外享有盛名。

我国开展冷、温锻造专业研究的院、校和研究所数量多，分布合理，为发展冷、温锻造生产奠定了技术基础，如表1所示。

表1 我国冷温锻造专业院所分布

20世纪80年代，日本的乘用车生产中，以冷锻工艺生产的汽车零部件就占了汽车锻件总量的40%，平均每台汽车的冷锻件使用量达到40kg以上。欧洲和美国的汽车工业也是如此。冷锻几乎成为了精密锻造的代名词。

我国冷、温锻造生产现状

20世纪90年代以来，汽车生产被列为我国经济发展的支柱产业，汽车和零部件生产发展快速，给冷、温锻造生产提供了广阔的市场，很多关键零件必须用冷锻或温锻工艺制造（图1)。在这些关键零部件本土化生产中，冷温锻造获得了新的发展机遇。

图1 典型的汽车零部件冷锻毛坯

冷、温锻造的发展基本上与汽车工业发展同步增长

⑴80年代末，国内冷温锻造产品主要是自行车零部件和手表、缝纫机零件以及卡车冷锻零件，冷锻件年产量概略估计5万吨。

⑵90年代，国内摩托车生产开始进入快速发展阶段，同时乘用车的生产开始起步。部分企业由摩托车零部件的冷锻生产，逐步转向汽车零部件的冷、温锻造。这一时期的冷温锻造产量逐步发展到7万吨以上。

⑶2000～2010年，中国的汽车工业进入快速和高速发展阶段，这时期有较多的企业及时引进国外先进冷、温锻造设备和技术，为汽车关键零部件的本土化生产提供优质精密锻件。同时，国外冷、温锻造骨干企业也在中国布点，建设独资或合资企业。至2000年代末，包括三资企业，国内冷、温锻件年产量已超过20万吨。

⑷2010年以来，国内汽车工业由高速发展转向调整和有序发展阶段，各重点冷温锻造企业也都在酝酿进行技术改造，优化产品结构，策划更大的发展。近期内，冷温锻件年产量有望达到30万吨。

冷、温锻造生产企业的地域分布

如表2所示，中国冷温锻造企业的地域分布，既有集中分布的特点，也有向汽车工业集中地区聚拢的趋势。

表2 我国冷温锻造企业的地域分布

⑴江苏和浙江是冷温锻造集中的地区。

国内三个冷温锻造的骨干企业：江苏森威精锻有限公司、江苏太平洋精锻科技股份有限公司和江苏飞船股份有限公司，集中在江苏省苏中-苏北一带，3厂相距不过100公里左右，都位于沿海高速公路或其支线附近。3个企业总销售额超过15亿元。

浙江省集中了国内等速万向节冷、温锻造中小企业数十家，每年提供数千万件等速万向节壳体的冷温锻件，为国内外的汽车零部件企业和汽车售后市场提供配套。

⑵在东北、天津、山东、江苏、浙江、广东、重庆等汽车工业集中的地区，分别集聚了一批冷温锻造中小企业。

⑶在广东和香港地区，集中了全世界大部分手表壳体和表带的冷温锻造生产企业，以及大量电子产品的精密冷锻生产企业。

⑷中国大陆的冷温锻造企业集中在沿海经济发达地区和集聚在汽车产业周边，大部分企业位于交通干线附近，与钢厂和客户间的运输方便，地理位置分布合理。

冷、温锻造技术引进投资大、回 高

新发展的冷锻生产以汽车关键零部件本土化生产为背景、以引进先进技术和设备为依托。引进项目投资额巨大，但项目投产后市场前景广阔。

典型企业如江苏森威精锻有限公司、江苏太平洋精锻有限公司和江苏飞船股份有限公司等企业，分别引进了冷、温锻造和闭塞锻造技术，从事汽车等速万向节、汽车差速器齿轮和汽车变速箱齿坯方面的生产。总投资额虽然巨大，但企业采取了与市场同步发展的策略，使每一期的投资都能及时得到效益回 。

90年代初，这3个工厂年销售额都不超过3000万元，经20多年分阶段的投资发展，每个企业总投资额都达到数亿元以上。2011年，这3个企业年销售额分别达到3.8～7.8亿元，增长了20～30倍。

另外，因为关键技术与国外汽车零部件行业同步，所以，引进技术后吸引了更多的汽车零部件跨国客户。

但由于冷、温锻造投资大和技术含量高的特点，使一般中、小企业难以进入。因此，锻造行业像江苏森威等与国内汽车产业同步增长的企业并不太多。

这一时期，国内冷、温锻造发展有一个与其他国家不同的规律，其他国家和地区冷温锻造都是从简单零件开始，锻造难度和技术水平遵循逐步提高的规律。但国内发展冷温锻造主要是为了解决汽车零部件国产化生产难题，因此，投资的重点一开始就针对汽车差速器齿轮和汽车等速万向节等高难度精密成形项目。

少量国际先进的自动化锻造线与大量单工位手动生产线同时并存的局面

为了解决汽车等速万向节和差速器、汽车变速箱等产品的本土化生产，有关企业引进了具有当代国际先进水平的多工位自动温锻压力机和精密成形模具技术，引进了温、冷联合成形工艺、闭塞锻造和分流锻造等先进成形技术，分别按照欧洲、美国和日本等先进的技术标准生产冷温锻造产品。这一类生产线具有着高精度、高强度、高生产率的特点，与国际先进水平同步。因而也容易被汽车零部件跨国公司认可，生产的精密锻件能顺利进入OE配套。

根据汽车售后市场低投入、低成本生产的特点，大部分冷温锻造中小企业使用单工位液压机和通用压力机组成温锻和冷锻生产线，设备虽然简陋，但应用了带石墨涂层的温锻感应加热技术、毛坯加热温度的选别技术、温锻模具的喷雾冷却技术、温锻控制冷却技术等先进工艺，因此，生产线投资不大，但生产的冷温锻件质量合格，而较低的生产成本提高了这些企业在汽车售后市场的竞争力。

国内引进的冷、温锻造先进装备

⑴多工位自动温锻生产线(图2)。

图2 2000吨五工位自动温锻压力机

⑵闭塞锻造用多向液压冷锻压力机(图3)。

图3 多向液压机

⑶多工位自动冷锻压力机。

⑷与之配套的压力机外围设备：数控伺服步进梁式自动送料机、带石墨涂层装置的温锻感应加热炉、模具自动冷却与润滑装置、控制冷却装置、高速圆盘锯、精密断料机等等。

⑸特种锻造技术和设备。

因汽车零部件特种成形需要，国内少数企业引进了当代先进的冷摆辗成形技术和设备、径向成形技术和设备、以及振动挤压技术及设备等等。引进这些技术和设备的企业有国内企业，更多的是外资和中外合资企业。

模具技术

冷温锻造技术引进初期，大部分企业都遇到了模具国产化的问题。经过20多年的发展，多数企业已建成了本企业独立配套的模具体系。

⑴出现了冷温锻造模具专业供应厂商，如太仓久信精密模具有限公司等，专门为冷、温锻造企业提供成形工艺和模具设计与制作，并提供服务。

⑵数控加工和真空热处理已深入冷温锻造模具制造领域。

⑶冷温锻模具制造的传统技术——数控放电加工技术被普遍应用。

⑷模具先进制造技术——数控高速铣硬铣加工技术(图4)，在冷温锻模具制造领域崭露头角，以其制模加工的快速、高精度和高质量优点被看好，有被推广普及的趋势。

图4 高速铣及其应用

⑸淬硬钢的硬车代磨技术在在冷温锻模具制造领域得到推广应用，硬质合金的车削成形技术已被少数企业掌握。

⑹模具表面渗层和涂层改性技术得到应用，如热锻/温锻模具的表面氮化、硫氮共渗、冷锻模具的PVD/CVD处理已有较多应用的案例。

CAE在冷、温锻造方面的应用

近年来，在中国大陆的高校，CAE已成为塑性成形专业的重要课程，特别是在研究生的学业中，CAE为必修课。但企业应用尚不够广泛，学校和企业在CAE方面的合作也有待深入的发展。

冷、温锻造材料

国内钢厂尚不能像欧洲、日本钢厂那样，向客户提供冷、温锻造的特殊棒材。但国内已有若干钢厂能按欧洲和日本标准大批量生产冷锻线材(图5)。这些钢厂分布在天津、南京和上海附近。冷锻线材基本满足国内冷镦和多工位冷成形企业的需求(图6)。

图5 冷锻线材

图6 冷锻线材生产的汽车冷锻件

冷、温锻造设备

80年代，国内仿制过一批梅氏冷锻压力机，总量超过了100台，目前尚有40～50台在用。

小批量制造过400吨、630吨和1000吨液压冷锻压力机，大约20～30台。

90年代及以后，国内压力机厂商看到了冷锻发展的希望，陆续开发过一些液压和机械传动的冷锻压力机，但都没有形成批量规模。

台湾地区向大陆提供了相当数量的冷锻压力机，主要是高效率、短行程的冷锻压力机，用于自行车和家电及电子产品的冷锻生产，但不太适合于汽车零部件冷温锻造。

作为汽车零部件冷、温锻造的关键设备，如多工位自动温锻压力机，以及长行程多工位冷锻压力机，主要从欧洲和日本引进。

设备制造厂针对冷、温锻造特点改良了四柱式液压机，多台手动压力机用输送滑槽连接，组成简易的温锻生产线，用于汽车零部件的冷温锻造生产。在国内这样的温锻生产线有100条以上（图7)。

图7 温锻线

上述手动生产线虽简陋，但应用了如石墨涂层、毛坯加热温度选别、模具喷雾冷却-润滑和温锻控制冷却等当代精密锻造的先进技术，生产的锻件能达到当代主机厂接受的合格标准。

《冷、温锻造在中国的发展》(下) 见《锻造与冲压》2020年第11期