文／米文龍

蔣鵬：轉(zhuǎn)換思路，另辟蹊徑

文／米文龍

蔣鵬，工學(xué)博士，研究員，博士生導(dǎo)師，享受國務(wù)院政府特殊津貼專家，北京機(jī)電研究所鍛壓工程技術(shù)中心主任，中國機(jī)械工程學(xué)會塑性工程分會精密鍛造學(xué)術(shù)委員會主任委員，主要從事金屬塑性成形技術(shù)的研究開發(fā)工作，作為項目負(fù)責(zé)人完成了超過100項的科研項目，發(fā)表論文140余篇，獲中國機(jī)械工業(yè)科技進(jìn)步一等獎1項、二等獎3項，福建省科技進(jìn)步二等獎1項，獲授權(quán)發(fā)明專利2項、實用新型專利11項。

近幾年國內(nèi)模鍛行業(yè)在大型模鍛設(shè)備的投入方面出現(xiàn)了一些值得我們注意的新情況，即不少企業(yè)爭相策劃建設(shè)萬噸乃至數(shù)萬噸的模鍛壓機(jī)。誠然近幾年隨著汽車產(chǎn)業(yè)、軌道交通行業(yè)及國防工業(yè)的發(fā)展，市場對大型模鍛件的需求確呈旺盛態(tài)勢，這種以市場為導(dǎo)向、以技術(shù)進(jìn)步為出發(fā)點(diǎn)的建設(shè)大型模鍛設(shè)備的行動也無可非議，但如此密集、大規(guī)模地上馬的這些項目，其與市場的需求相比是否有些過于飽和？帶著這個問題，本刊記者采訪了北京機(jī)電研究所鍛壓工程技術(shù)中心主任蔣鵬研究員，對于這個問題他有著一番自己獨(dú)到的見解。

FM：蔣主任您好，非常高興您能接受此次我們《鍛造與沖壓》雜志的專訪，您最近幾年主要在從事哪些方向的研究工作？

蔣鵬：近幾年我主要從事的金屬塑性成形技術(shù)的研究和開發(fā)工作包括4個方面：⑴輥鍛及相關(guān)技術(shù)；⑵精密鍛造技術(shù)；⑶鍛造生產(chǎn)線技術(shù)；⑷液態(tài)模鍛、半固態(tài)成形、復(fù)合成形等技術(shù)。結(jié)合我們北京機(jī)電研究所近幾年和企業(yè)的實際合作，下面我就主要談?wù)剬佸?、精密鍛造、鍛造生產(chǎn)線的看法。

北京機(jī)電研究所在國內(nèi)的輥鍛方面做得比較早，也比較全面，20世紀(jì)80年代國家機(jī)械部牽頭，我們所在從德國奧姆科公司引進(jìn)鍛造設(shè)備成套技術(shù)的時候就引進(jìn)了自動輥鍛機(jī)，在這之前國內(nèi)只有貴州一家企業(yè)在生產(chǎn)一種手動的輥鍛機(jī)，沒有自動輥鍛機(jī)。從奧姆科引進(jìn)技術(shù)以后，自動輥鍛機(jī)就由我們所來生產(chǎn)。自那開始，輥鍛機(jī)就一直作為我們所鍛壓設(shè)備中的一個主要產(chǎn)品。不僅如此，我們在研制、生產(chǎn)輥鍛機(jī)的同時還開發(fā)了輥鍛工藝，這樣我們就可以給企業(yè)提供設(shè)備＋工藝的成套技術(shù)服務(wù)，企業(yè)使用起來也更方便。截至現(xiàn)在我們已經(jīng)向國內(nèi)提供了150多臺套輥鍛機(jī)。我認(rèn)為現(xiàn)在需要自由鍛制坯的軸類件，在未來都應(yīng)該用自動輥鍛機(jī)制坯，因為自動輥鍛機(jī)的優(yōu)點(diǎn)非常明顯，它節(jié)省材料、高效、節(jié)能。最初輥鍛機(jī)只是用來制坯的，后來開發(fā)出了用于汽車前軸的精密輥鍛工藝，國內(nèi)目前大約有30條這樣的生產(chǎn)線在生產(chǎn)汽車前軸。這種工藝對輥鍛機(jī)的要求比較高，相比制坯用的輥鍛機(jī)來說對力和能的要求都更高一些。我們?yōu)檫@個工藝專門設(shè)計了輥鍛機(jī)，原來使用的是930輥鍛機(jī)，我們把它設(shè)計成了1m，降低了轉(zhuǎn)速，增加了扭矩，電機(jī)、飛輪全部加大，這樣就可以做精密輥鍛了。精密輥鍛后坯料的一部分已經(jīng)成形了，對模鍛設(shè)備打擊力的要求也就降低了，這樣可以在小噸位的模鍛設(shè)備上生產(chǎn)汽車前軸。在這種工藝開發(fā)出來之前，國內(nèi)普遍采用16t模鍛錘或萬噸級熱模鍛壓力機(jī)生產(chǎn)線來生產(chǎn)汽車前軸，如果采用德國傳統(tǒng)的12500t熱模鍛壓力機(jī)生產(chǎn)線，投資要高達(dá)一兩億元，而采用2500t以上的摩擦壓力機(jī)配套1m輥鍛機(jī)來生產(chǎn)汽車前軸，這種配置的一條生產(chǎn)線，投資則只需要1000多萬元。雖然在效率方面摩擦壓力機(jī)配套輥鍛機(jī)的生產(chǎn)方式相對于熱模鍛壓力機(jī)生產(chǎn)線來說可能要低一些，但是它的資金投入要少得多，而且生產(chǎn)的汽車前軸內(nèi)在質(zhì)量很高，這就使民營企業(yè)生產(chǎn)汽車前軸成為了可能。從另一方面來說，如果前軸鍛件供應(yīng)不上，我國的卡車產(chǎn)量也勢必會受到制約，所以從這個角度來看，這種工藝的開發(fā)成功也為我國載重汽車的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)?，F(xiàn)在精密輥鍛＋模鍛的生產(chǎn)工藝已經(jīng)成為了國內(nèi)汽車前軸生產(chǎn)的主流工藝。

精密輥鍛＋模鍛工藝生產(chǎn)的汽車前軸鍛件

汽車前軸鍛件飛邊

精密輥鍛＋模鍛生產(chǎn)線

精密鍛造方面，我認(rèn)為精密鍛造有兩個概念，以前狹義的概念就是指鍛后有些地方不加工或者基本不加工，當(dāng)時大多指的是一些齒類件，但隨著社會的發(fā)展和技術(shù)水平的提高，現(xiàn)在精密鍛造的涵義也在擴(kuò)大，現(xiàn)在的精密鍛造我認(rèn)為指的就是整個鍛造過程的精密化。精密鍛造是鍛造的一個發(fā)展趨勢，從自由鍛到模鍛，就是一個尺寸精化的過程，所以從比較粗的模鍛件到比較精的模鍛件我認(rèn)為也是一個必然的趨勢。以前的鍛造，為什么鍛錘多？就是因為自由鍛多、胎模鍛多，真正的模鍛少。后來發(fā)展了模鍛，但是那時候也主要是錘上模鍛，錘上模鍛沒有頂出機(jī)構(gòu)，拔模斜度比較大，這樣鍛件的余量就大。再后來又逐漸發(fā)展了摩擦壓力機(jī)，摩擦壓力機(jī)可以安裝下頂出機(jī)構(gòu)，這樣鍛件的余量相對就減小了一些?，F(xiàn)在發(fā)展到了熱模鍛壓力機(jī)，上、下都帶頂出機(jī)構(gòu)，效率很高，鍛件的余量也更小。這就是一個逐漸精密化的過程，所以現(xiàn)在所說的精密鍛造一般指的都是鍛造精密化。最近我們所也在給企業(yè)做一些這方面相關(guān)的項目，比如現(xiàn)在我們給桂林福達(dá)做的曲軸生產(chǎn)線，曲軸的拔模斜度一般在1.5°左右(如果在錘上模鍛的話，其拔模斜度一般在7°左右)，這樣機(jī)加工的余量就減小了很多。我覺得要實現(xiàn)精密鍛造，非常重要的一點(diǎn)就是提高裝備水平，裝備水平的提高，可以更好地促進(jìn)鍛件精度的提高。

精密曲軸鍛件

怎樣才能稱之為精密化呢？對于這個問題，國家有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定鍛件分為普通級和精密級，以前認(rèn)為普通級是比較容易達(dá)到的，精密級是比較難達(dá)到的，但是從現(xiàn)在的裝備和工藝水平來看，精密級可以說是比較容易達(dá)到了，所以我覺得現(xiàn)在咱們國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)是不是也應(yīng)該修訂一下。

鍛造生產(chǎn)線方面，最近國內(nèi)上了很多高水平的鍛造自動化生產(chǎn)線，這引起了世界范圍內(nèi)的注意，我們很多生產(chǎn)線配套的裝備也都是非常先進(jìn)的，比如直接進(jìn)口德國、俄羅斯的設(shè)備，或者使用國內(nèi)一重、二重等自行研制的先進(jìn)設(shè)備等，國內(nèi)的大型設(shè)備基本上都使用了自動化系統(tǒng)。這些高水平的自動化生產(chǎn)線投產(chǎn)以后，我們國家的模鍛件尤其是大型模鍛件，總體的生產(chǎn)水平會有一個明顯的提高。像這些大型的自動化生產(chǎn)線，有很多我們也都參與了工作，有的甚至是提供了從模具、模架，到工藝設(shè)計、調(diào)試，再到自動化系統(tǒng)的全面服務(wù)。在這個過程中我們思考了很多問題，發(fā)現(xiàn)了很多問題，也解決了很多問題?，F(xiàn)在國外的企業(yè)也開始慢慢認(rèn)可我們北京機(jī)電研究所做的生產(chǎn)線了，比如蒂森克虜伯在南京投了一條生產(chǎn)線，它的自動化系統(tǒng)就是我們在給它做。

大型電動螺旋壓力機(jī)自動化生產(chǎn)線

FM：您剛才提到國內(nèi)上了很多高水平的鍛造自動化生產(chǎn)線，這對于提升我國大型模鍛件的生產(chǎn)水平有很好的促進(jìn)作用，那哪些鍛件可以稱之為大型模鍛件呢？對于大型模鍛件的生產(chǎn)來說，其生產(chǎn)裝備主要有哪些呢？

熱模鍛壓力機(jī)自動化生產(chǎn)線

蔣鵬：我對大型模鍛件的定義是，需要萬噸級以上鍛造設(shè)備來成形的、重量大于100kg的模鍛件都應(yīng)該稱之為大型模鍛件。例如，汽車行業(yè)比較常見的大型模鍛件有重型載貨汽車的前軸和大功率柴油機(jī)的曲軸等，它們都是批量很大的汽車鍛件產(chǎn)品；軌道交通行業(yè)比較常見的大型模鍛件是鐵路貨車鉤尾框，其展開鍛造長度達(dá)2m多，采用模鍛工藝生產(chǎn)后其使用壽命得到了明顯的提高；煤礦機(jī)械用的刮板和銷軌也是比較大的模鍛件，以前主要靠進(jìn)口，現(xiàn)逐漸被國產(chǎn)代替，相信隨著核心技術(shù)的掌握最終會被完全替代。除此之外，汽輪機(jī)的末級葉片和石油、化工等領(lǐng)域用的閥門等也是一些比較常見的大型模鍛件。

現(xiàn)在生產(chǎn)這些大型模鍛件的生產(chǎn)線主要有這么幾類：一是熱模鍛壓力機(jī)生產(chǎn)線；二是摩擦壓力機(jī)生產(chǎn)線；三是模鍛錘生產(chǎn)線。目前來說，熱模鍛壓力機(jī)生產(chǎn)線是最先進(jìn)的，因為它更容易實現(xiàn)自動化、鍛件精度更高、生產(chǎn)效率也更高，對于生產(chǎn)線來說，生產(chǎn)效率是其中一個非常重要的參考指標(biāo)。不過它也有缺點(diǎn)，缺點(diǎn)就是造價昂貴，設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要有較高的維修水平，因此在中小企業(yè)中應(yīng)用得不是很多。摩擦壓力機(jī)生產(chǎn)線投資少，但是摩擦壓力機(jī)抗偏載能力差，無法進(jìn)行多模膛鍛造，因此相應(yīng)地工藝也會受到限制。而且摩擦壓力機(jī)生產(chǎn)線一般都是手工操作，工人的勞動強(qiáng)度也要大一些。模鍛錘生產(chǎn)線的特點(diǎn)是能量小、力比較大，鍛造一個零件需要多次打擊才能成形，比如汽車前軸就需要打十多錘。它的工藝靈活性比較好，小型的模鍛錘甚至都不需要制坯設(shè)備，它可以制坯與模鍛一起完成。大型的模鍛錘雖然需要制坯設(shè)備，不過相對熱模鍛壓力機(jī)和摩擦壓力機(jī)來說，更換品種和零件還是要容易一些。它的缺點(diǎn)是，老式的空氣錘能耗大，雖然“換頭”改造成電液錘后能耗問題得到了很好的解決，但是振動強(qiáng)、噪聲大、操作性差這幾個問題卻一直得不到很好的解決，所以最近幾年新上的模鍛錘生產(chǎn)線比較少。

對于大型模鍛件的生產(chǎn)來說，我認(rèn)為大型螺旋壓力機(jī)的國產(chǎn)化我們需要重視起來，還有就是大型模鍛件生產(chǎn)中的工藝及模具問題。特別是模具，大型模鍛件成形所需要的工作壓力都比較大，在高溫高壓下，模具很容易失效，所以如何提高模具壽命、采取何種潤滑方式就成為了一個非常重要的問題。如果做成自動化生產(chǎn)線，那么對工藝、模具、潤滑等的要求會更高，我們在給企業(yè)做成套生產(chǎn)線時在這方面就有深刻的體會。

FM：最近幾年國內(nèi)的鍛造企業(yè)上了很多的萬噸線，這給大型模鍛件的生產(chǎn)提供了有力的保障，但另一方面市場是否真有如此多的需求呢？對于這個問題，您是如何看待的？能否給目前仍想要上大型模鍛裝備的企業(yè)提點(diǎn)建議呢？

蔣鵬：我也有這方面的擔(dān)憂，現(xiàn)在我們大型模鍛生產(chǎn)線是不是上的有點(diǎn)多？產(chǎn)能是否過剩了？從現(xiàn)在我對汽車行業(yè)等的了解來看，可能是有點(diǎn)供大于求了。不過這個問題我覺得是不是也可以這樣看，以曲軸為例，現(xiàn)在還有一部分曲軸是鑄造的，以前是鍛造能力供應(yīng)不上所以才選擇鑄造的，現(xiàn)在我們的鍛造能力上來了，而且鍛件的價格也下來了，在設(shè)計上如果將鑄造曲軸改為鍛造曲軸，那這就相當(dāng)于給我們鍛造曲軸的生產(chǎn)企業(yè)多打開了一條路，所以我覺得在未來幾年我們的鍛件生產(chǎn)企業(yè)是不是可以在這方面多下點(diǎn)功夫，多爭取一些相比原來額外的市場份額。第二個是擴(kuò)大出口市場，現(xiàn)在我們的鍛件水平上去了，我覺得我們完全可以到國際市場上堂堂正正地跟國外企業(yè)比質(zhì)量，然后再比價格。質(zhì)量上我和你一樣，價格上卻比你稍微低一些，這樣去跟它們競爭，而不是像以前那樣以超低的價格跟它們競爭，這樣獲取的利潤才會多。第三個是我們自己也要多想辦法降低成本，包括提高生產(chǎn)效率、提高材料利用率、降低能源消耗等。在提高材料利用率方面我舉個例子，現(xiàn)在很多曲軸鍛造生產(chǎn)線都沒有配輥鍛機(jī)，特別是一些稍微小一些的曲軸鍛造生產(chǎn)線，一般直接就模鍛成形了，但我們在給桂林福達(dá)設(shè)計鍛造生產(chǎn)線時得到的經(jīng)驗是，比如8000t的熱模鍛壓力機(jī)生產(chǎn)線，配輥鍛機(jī)和不配輥鍛機(jī)相比，對于有些曲軸來說，材料利用率還是有比較大的差距的，一般會有5%～10%的差距，這種差距的話我建議還是應(yīng)該配一臺輥鍛機(jī)。這樣不僅可以提高材料利用率，而且輥鍛時還可以去一下氧化皮，這對鍛件外部質(zhì)量的提高也是有所助益的。

目前來說，大型模鍛件的市場供求關(guān)系已經(jīng)發(fā)生一些變化了，由供不應(yīng)求在向供大于求轉(zhuǎn)變，所以再上大型模鍛裝備的話我覺得一定要有特色，或者是有特色的產(chǎn)品，或者是有特色的工藝、技術(shù)，或者是有特定的市場，在把市場情況調(diào)研充分了以后再決定是否上大型模鍛裝備，這樣比較理智、冷靜。

FM：與國外發(fā)達(dá)國家相比，我國大型模鍛件的生產(chǎn)水平如何？

蔣鵬：在大型模鍛件的生產(chǎn)方面，雖然最近新上了一些自動化生產(chǎn)線，但是總體來說我國的自動化程度還是太低，我覺得未來幾年自動化將是一個很重要的發(fā)展趨勢。我們的工藝、技術(shù)，有的是很先進(jìn)的，甚至是超過國外發(fā)達(dá)國家的，比如現(xiàn)在我們國家汽車前軸的精密輥鍛工藝就已經(jīng)用在了大型自動化生產(chǎn)線上，但是其他的很多工藝、技術(shù)還是要差一些，這是一個綜合因素導(dǎo)致的結(jié)果，跟我們總體的工業(yè)水平有關(guān)系。不過我覺得我們近些年的進(jìn)步還是很大的，這個差距在縮小，而且我認(rèn)為，經(jīng)過我們大家一致的努力，我們在整體上達(dá)到世界先進(jìn)水平是一個必然的事情，而且這個時間不會很長。

FM：近兩年我們鍛造行業(yè)的形勢都不是很好，有些企業(yè)遇到了非常大的困難，您認(rèn)為造成目前這種狀況的原因主要是什么？未來我們鍛造企業(yè)又該如何做呢？

蔣鵬：鍛造行業(yè)尤其是模鍛行業(yè)，基本上是伴隨著汽車行業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的，近幾年汽車行業(yè)的發(fā)展增速有所回落，所以鍛造行業(yè)的增長也沒有像之前一段時間那樣迅猛，也回落下來了，這也是一個必然趨勢，畢竟汽車行業(yè)也不可能一直高速發(fā)展下去。在這種發(fā)展不是很快的情況下，鍛造企業(yè)如果還是按照之前的思路應(yīng)對，那日子肯定不會好過。在以前鍛造行業(yè)發(fā)展特別快的時候，鍛造企業(yè)可以不太追求產(chǎn)品質(zhì)量、技術(shù)含量，只要把鍛件生產(chǎn)出來就基本上都有客戶來購買。現(xiàn)在在市場增量不多但競爭對手激增的情況下，就要靠技術(shù)水平、產(chǎn)品質(zhì)量、成本控制來和其他企業(yè)爭奪市場了。我覺得最后的競爭還是會落在技術(shù)水平上，這其中包括工藝水平、裝備水平和管理水平，所以未來鍛造企業(yè)要想獲得持續(xù)的發(fā)展，在這幾方面一定要多下功夫。

編后語

非洲每年干旱時，很多動物都會冒著被湖泊里鱷魚拖下水而送命的危險卻仍然拼命地去湖泊里喝水，而猴子卻在湖泊周圍低洼的地方開始挖洞，當(dāng)洞足夠深的時候，水就滲出來了，猴子不用冒著被鱷魚拖下水的危險而安全地喝到了水，這就是另辟蹊徑的力量。條條大路通羅馬，身為企業(yè)的掌權(quán)者，要深謀遠(yuǎn)慮，根據(jù)經(jīng)濟(jì)形勢、市場環(huán)境、自身的情況等選擇最適合自己企業(yè)發(fā)展的道路，換個思路，另辟蹊徑，很可能就會海闊天空、柳暗花明。