文/韓文干·第一拖拉機股份有限公司鍛造分公司

國內(nèi)鋼曲軸產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

文/韓文干·第一拖拉機股份有限公司鍛造分公司

如果把發(fā)動機比喻為汽車“心臟”的話，曲軸則是汽車“心臟中的心臟”。作為發(fā)動機中承受沖擊載荷、傳遞動力的重要零件，曲軸在工作中要承受交變載荷所引起的彎曲和剪切應力，對疲勞、耐磨和強度等性能指標都有非常高的要求，所以，在曲軸生產(chǎn)上，對材質(zhì)以及毛坯加工技術(shù)、精度、表面粗糙度、熱處理和表面強化、動平衡等要求都十分嚴格。如果其中任何一個環(huán)節(jié)質(zhì)量沒有得到保證，就可嚴重影響曲軸的使用壽命和發(fā)動機的可靠性，進而影響汽車整車的質(zhì)量乃至使用壽命。

“鑄”升“鍛”，發(fā)動機“心臟”的變革

目前，車用發(fā)動機曲軸材質(zhì)有球墨鑄鐵和鍛鋼兩類。由于球墨鑄鐵的切削性能良好，可獲得較理想的結(jié)構(gòu)形狀，且和中小馬力段的鍛鋼曲軸一樣，可以通過各種熱處理和表面強化處理來提高曲軸的抗疲勞強度、硬度和耐磨性，尤其是成本只有調(diào)質(zhì)鋼曲軸的1/3左右，所以球墨鑄鐵曲軸在國內(nèi)外得到了廣泛應用。資料表明，車用發(fā)動機曲軸采用球墨鑄鐵材質(zhì)的比例在美國為90％，英國為85％，日本為60％，此外，德國、比利時等國家也已大批量采用。因為國內(nèi)球墨鑄鐵工藝技術(shù)水平與國外的差異，車用發(fā)動機曲軸采用球墨鑄鐵在不同車型上有所區(qū)別：汽油機曲軸多數(shù)采用鍛鋼曲軸，中小型功率柴油機曲軸85％以上采用球墨鑄鐵，功率在160kW以上的發(fā)動機曲軸多采用鍛鋼曲軸。

“十一五”是我國汽車行業(yè)實現(xiàn)大發(fā)展的關(guān)鍵時期。數(shù)據(jù)表明，與“十五”末的2005年相比，國內(nèi)汽車行業(yè)實現(xiàn)了220％的增長，其中重型貨車增速超過313％，成為商用車增勢最為迅猛的力量，具體見表1。

表1“十五”末與“十一五”末國內(nèi)汽車產(chǎn)量對比     （單位：輛）

重型貨車的井噴性增長，牽引著曲軸“鑄”升“鍛”的快跑步伐。重型載貨車所需發(fā)動機功率越來越大，已從180～220kW發(fā)展到300～450kW，曲軸質(zhì)量也從60kg增加到175kg，目前國內(nèi)最大的汽車模鍛曲軸質(zhì)量已達到200kg。隨著發(fā)動機功率增大和轉(zhuǎn)速提高，對曲軸金相組織和力學性能提出更高的要求，并且形狀越來越復雜，精度要求也越來越高。這是因為，曲軸大部分是由于彎曲疲勞而損壞，鍛鋼曲軸的最大優(yōu)點是鋼材具有較高的彎曲疲勞強度，而且基本上與抗拉強度成正比，而球墨鑄鐵曲軸由于存在石墨孔穴、磷化物與合金元素的晶界偏析，因此其疲勞強度較低，而不與抗拉強度成正比。美國福特汽車公司試驗證明，對于同樣的曲軸和連桿頸支撐面寬度，鑄造曲軸的壽命只有鍛造曲軸的一半。

從技術(shù)層面分析，隨著高功率、低油耗及低排放的要求，發(fā)動機的爆發(fā)壓力從8～9MPa上升到12MPa，甚至14MPa，球墨鑄鐵曲軸難以承受，這也是鍛造曲軸比例上升的原因之一。無論是理論技術(shù)水平提升的需要，還是實際用于大馬力柴油機裝機的曲軸數(shù)量都充分表明，曲軸“鑄”升“鍛”的趨勢日益明顯。

鍛鋼曲軸加工企業(yè)的歷史沿革

受益于汽車市場的蓬勃發(fā)展，曲軸配套企業(yè)也得到長足發(fā)展。目前，國內(nèi)汽車鍛造曲軸生產(chǎn)較有實力的企業(yè)近五十家，這些曲軸加工企業(yè)在汽車曲軸市場獲得了良好發(fā)展，享受著汽車工業(yè)高速發(fā)展帶來的收益。

中國的汽車曲軸加工企業(yè)大致分兩類：一類是汽車整車或發(fā)動機生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)部配套的曲軸加工廠，如一汽集團內(nèi)本部的一汽一發(fā)，東風集團的東風商用車發(fā)動機廠，中國重汽集團的杭發(fā)、復強等，與相對獨立的曲軸配套企業(yè)相比，這些內(nèi)部曲軸配套企業(yè)因為擁有得天獨厚的隸屬關(guān)系，在產(chǎn)品、市場、資金、價格等方面都具有較為明顯的優(yōu)勢。另一類是獨立的曲軸配套企業(yè)，這些企業(yè)產(chǎn)品配套于發(fā)動機廠，運營上卻與主機廠沒有任何關(guān)系。例如天潤曲軸、遼寧五一八內(nèi)燃機配件、桂林福達汽車部件、遼寧北方曲軸、濱州海德曲軸、江蘇松林汽車零部件、凌源鴻發(fā)曲軸制造、青海潔神裝備制造、荊州環(huán)宇汽車零部件等公司。

鋼曲軸毛坯

從歷史淵源看，受汽車行業(yè)發(fā)展帶動及自身變化影響，目前的曲軸加工企業(yè)主要由三部分組成：一是傳統(tǒng)的主機廠所屬的加工業(yè)，實際上，它們只是發(fā)動機生產(chǎn)鏈上的一環(huán)，甚至可以說只是實現(xiàn)整機產(chǎn)出的一道工序，與單純的曲軸加工企業(yè)相比，這些廠家盡管也會因主機產(chǎn)銷而出現(xiàn)起伏，但“背靠大樹好乘涼”，總體保持表現(xiàn)出相對穩(wěn)定的發(fā)展勢頭。二是在市場洗禮中演變而來的企業(yè)，這類企業(yè)因為有相對悠久的歷史，在產(chǎn)品品質(zhì)、規(guī)模供應能力及市場適應性等方面積累了寶貴的經(jīng)驗。如現(xiàn)在的天潤曲軸股份有限公司前身曾經(jīng)是“山東曲軸總廠”，江蘇松林汽車零部件有限公司前身曾是“江蘇曲軸總廠”，相反，以前有些規(guī)模較大的曲軸加工企業(yè)則因不能適應市場競爭而逐漸暗淡，例如江南曲軸廠等。三是新崛起的曲軸加工企業(yè)，這類企業(yè)曾經(jīng)有過相關(guān)的汽車配件經(jīng)歷，他們瞅準柴油機整機生產(chǎn)企業(yè)在分工越來越細的環(huán)境中，會從降低采購管理難度考慮有意識培育規(guī)模大、信譽好的零部件加工企業(yè)的機會，以優(yōu)勢兵力高調(diào)進入，并把產(chǎn)品開發(fā)、保證供應、品質(zhì)提升作為維系、擴大份額的關(guān)鍵，千方百計滿足柴油機廠的需求步伐，成為相關(guān)主機生產(chǎn)企業(yè)良好的合作伙伴，從而贏得更大發(fā)展空間。例如，遼寧五一八內(nèi)燃機配件有限公司前身是丹東市518拖拉機廠，始建于1951年，2004年2月24日與香港兆彩實業(yè)有限公司合資重組，成為股權(quán)多元化的現(xiàn)代企業(yè)，建廠初期主要生產(chǎn)輪式拖拉機，新世紀前后，在供應鍛鋼曲軸毛坯的基礎(chǔ)上，延伸產(chǎn)業(yè)鏈，直接向柴油機廠和配件市場供應成品曲軸。桂林福達最初主要生產(chǎn)離合器等產(chǎn)品，2003年開始規(guī)模加工鍛鋼曲軸，現(xiàn)在主供玉柴主機及其配件市場等等。

曲軸加工

“三足鼎立”

一輪又一輪的市場洗禮，“強者恒強”的法則再度被印證。通過擴大勢力范圍，延伸產(chǎn)業(yè)鏈、兼并擴張等，位于膠東半島的天潤公司、位于鴨綠江畔的遼寧五一八和位于“山水甲天下”桂林的福達三家在再一輪競爭中脫穎而出，且呈現(xiàn)出愈來愈明顯的“三足鼎立”之勢。

天潤曲軸股份有限公司是目前中國規(guī)模最大的曲軸專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)，擁有“曲軸工程技術(shù)研究中心”、“國家博士后科研工作站”、“國家級技術(shù)中心”等，對新產(chǎn)品、新工藝、新材料等方面的研究水平處于國內(nèi)領(lǐng)先地位，曲軸覆蓋濰柴、錫柴、大柴、玉柴、上柴、東風康明斯、西安康明斯、意大利依維柯、東安發(fā)動機等。2010年，天潤公司實現(xiàn)收入13.93億元,同比增長79.85％,銷售曲軸77.99萬件,同比增長37.67％。為捍衛(wèi)“最大”，2011年以來，天潤公司更是動作頻頻：4月26日公告，擬在現(xiàn)有廠區(qū)內(nèi)投資2.11億元建設(shè)PZS750F型電動螺旋壓力機鍛造生產(chǎn)線項目，建成后將年新增35萬件曲軸毛坯鍛造能力，產(chǎn)品為50～105kg的曲軸鍛件，客戶包括濰柴、錫柴、康明斯、上柴、印度利蘭、吉亞通和依維柯等；5月11日公告，擬在濰坊市寒亭區(qū)建設(shè)一個占地400畝的工業(yè)園區(qū)，其中一期投資4億元，新建一條占地150畝、年產(chǎn)10萬件重型曲軸的加工生產(chǎn)線；8月份，成功收購江蘇松林，完成其在江浙市場的戰(zhàn)略布局。

遼寧五一八公司擁有16條以上國內(nèi)一流水平的成品曲軸加工線，年產(chǎn)各種鍛鋼成品曲軸50萬件，產(chǎn)品覆蓋重卡、中卡及輕卡用的三缸、四缸、六缸多系列的鍛鋼曲軸毛坯及成品，配套主機廠主要有濰柴動力股份、上海柴油機股份、一汽道依茨大柴、重慶康明斯發(fā)動機、珀金斯動力、無錫柴油機廠、廣西玉柴等國內(nèi)重型柴油機企業(yè)，而且還有曲軸產(chǎn)品出口到國外。2006年，遼寧五一八生產(chǎn)鍛件4萬噸，曲軸14萬件，實現(xiàn)銷售收入4.75億元，同比增長34％；2007年10月底，成品曲軸首次突破了二十萬件大關(guān)；2009年實現(xiàn)鍛件產(chǎn)量5.68萬噸，銷售收入11.13億元，鍛鋼曲軸在中重型載貨車柴油機市場占有率達30％。隨著其新投的8000t和14000t熱模鍛壓力機自動化生產(chǎn)線到位，大型曲軸產(chǎn)出能力將實現(xiàn)翻番增長。根據(jù)規(guī)劃，“十二五”期間遼寧五一八將沖擊50億元。

桂林福達在固守玉柴市場的同時，積極外延。2005年7月，與東風康明斯發(fā)動機有限公司共同投資組建福達東康曲軸有限公司，2008年上半年實現(xiàn)產(chǎn)值8600萬元，上繳各項稅款約900萬元。2009年，桂林福達再度與東風汽車集團股份有限公司乘用車公司合作，出資5億在武漢孝感開發(fā)區(qū)成立武漢福達曲軸有限公司，專門生產(chǎn)東風汽車集團股份有限公司乘用車公司所需的發(fā)動機曲軸50萬件，其中2011年5月一期項目完成后具備12萬件的生產(chǎn)能力，2012年7月二期項目完成后新增12萬件生產(chǎn)能力。與東風公司的合作，使桂林福達開辟了除玉柴之外的新市場，加快了其新的市場布局。同時，為了使曲軸毛坯資源跟上并促進戰(zhàn)略落地，桂林福達積極實現(xiàn)產(chǎn)品上伸，2009年3月成立自己的鍛造公司，直接形成了自己的曲軸鍛造能力。2010年7月18日，8000t熱模鍛生產(chǎn)線建成試產(chǎn)，2011年06月28日，14000t熱模鍛壓力機建成。隨著總投資8.3億元的14000t、12500t、8000t和6300t等四條熱模鍛自動生產(chǎn)線的完全達產(chǎn)，桂林福達將形成年產(chǎn)精密鍛件10萬噸的規(guī)模，曲軸競爭力也將得到進一步增強。