李 岩，赵业青，陈修梵，李士顺，王 磊

(1. 山东南山铝业股份有限公司国家铝合金压力加工工程技术研究中心，山东龙口265713；2. 北京南山航空材料研究院，北京100048)



铝合金锻件的国内外生产简述

李 岩1,2，赵业青1,2，陈修梵1，李士顺1，王 磊1

(1. 山东南山铝业股份有限公司国家铝合金压力加工工程技术研究中心，山东龙口265713；2. 北京南山航空材料研究院，北京100048)

文章介绍了铝合金锻件国内外生产企业尤其是航空锻件生产企业的基本情况；并对当前铝合金锻件尤其是航空锻件的生产现状提出思考，指出我国应尽力提高铝合金锻压生产水平，为自己的航空事业发展提供合格优质锻件，提高航空锻件的国产化率。

铝合金；航空锻件；生产企业；设备；产品

目前，全世界每年可以生产锻件在 500万t以上，铝合金模锻件的生产能力在 30万t/a以上，占所有锻件产能的 6%[1]。日本作为当今世界上锻压技术最先进的国家，其模锻件占其国内锻件总量的82.6%，自由锻件占5.5%，环形件占11.9%；我国模锻件占国内锻件总量的65%，自由锻件占35%；日本生产的模锻件中冷锻件占5.8%，我国的冷锻件约占1%(不含标准件)。

2013年，我国铝模锻件的生产能力约30kt(含车轮锻件)。我国铝加工材(板、带、箔、管、棒、型、线、锻件、粉、膏)的总生产能力已达33000kt/a，比2012年度的28500kt/a上升了15.8%，其中铸锭的产能(含电解铝厂生产的锭坯与再生铝厂生产的锭的产能)约46500kt/a；热轧板带的产能约12500kt/a，挤压材的约15600kt/a，铸轧带坯约7500kt/a，拉拔与锻造产品等约3100kt/a，冷轧平轧产品约12500kt/a[2]。

近几年来，航天航空、船舶、包装、高速铁路、公路运输、计算机电子、文化传媒等行业的快速发展，对高(科技)、新(合金、性能)、精(精密加工)金属锻造产品的需求日益增长，必将有力地促进锻造加工工业的平稳快速发展。

本文主要针对铝合金锻件的国内外生产尤其是航空锻件的生产企业展开调研，重点介绍国内外几家铝锻件加工企业的基本情况。国外企业包括美国铝业、美国Sifco锻造工业集团、法国奥普·杜瓦公司以及欧福控股；国内生产企业包括陕西宏远、贵州安大、西南铝业、东北轻合金有限责任公司以及宁波拓普。

1 国外铝合金锻件生产企业

航空航天锻件的主要客户为波音、空客、巴西航空、商飞等公司。以波音为例，波音的各类飞机采购锻件类型包括大、中、小型铝锻件、大、中小型钛锻件以及飞机轮箍。两大航空公司波音与空客的主要铝合金锻件供应商是美铝公司。

1.1 美国铝业公司

始建于1888年的匹兹堡，是继力拓集团及俄罗斯铝业集团之后世界第三大铝加工品生产商。目前其总部位于纽约，在30多个国家和地区有超过400个运营机构，在全球共有12.7万名雇员。2013年美铝集团销售额达230亿美元。

美国铝业公司的拉斐特锻造厂是全世界最大的也是最有代表性的铝合金锻造企业，拥有7～450MN 的各类锻压机与机械压力机 18 台，6～150MN 的锻锤 8 台，锻件生产能力约 80kt/a。此外，美国铝业公司还有克利夫兰锻压公司，其拥有2 台72MN 的与 1 台 45MN 的锻压机[3]。拉斐特锻造厂拥有最新改造的500MN液压模锻压机，由MESTA公司制造，后由辛贝尔康普公司改造完成，目前能够制造单体最大的铝合金锻件。同时，美铝与俄罗斯VSMPO公司合作，在俄罗斯萨马拉安装750MN模锻压机，生产起落架和机翼等大型铝锻件和钛锻件。

作为世界铝生产制造业的领导者，美铝锻件最大可以做到6.4m，重达4.1t，用于A380飞机内后侧翼梁的结构件。

美国铝业公司代表性的铝合金锻件有，F-35联合攻击战斗机大型铝结构模锻，散装头-主结构支撑，重817～2724kg 、长3～7 m的机翼和发动机翼盒部件；长期为A330和A380客机提供大型铝锻件，A380后翼梁(7085合金)是世界上最大的航空锻件。

1.2 美国Sifco工业锻造集团

美国Sifco工业锻造集团分别于2010年和2011年收购了知名的T&W锻造公司和QAF锻造公司，所以Sifco工业锻造集团由Sifco锻造、T&W锻造和QAF锻造三部分组成。集团在为航空航天和能源市场提供飞机、发动机锻件以及精密锻件方面，技术处于世界领先水平。以外，集团还为工业燃气涡轮机和石油生产商提供锻件产品。

1.2.1 Sifco锻造厂

位于俄亥俄州Cleveland，拥有15t锻锤，最大 5kt的压机，可以生产的最大铝锻件平面视图尺寸为27.87m2，重达 68kg。该锻造厂产品类型主要有，航空发动机和电源辅助装置(涡轮盘和叶轮、轴、防护罩和壳体、变速箱和驱动装置)；机身结构和系统(起落架、襟翼和缝翼滑轨、机轮和刹车、发动机舱)；直升机旋翼毂(主轴、载体、套和中心、桨叶限动块、杆端和法兰)；能源系统(油气系统、叶片)。

1.2.2 QAF锻造厂

分别位于德克萨斯州的Orange市、加利福尼亚州的Long Beach市和科罗拉多州的Colorado Springs市。QAF共拥有 12个 2500t液压机，可以生产的最大铝锻件平面视图尺寸为 11.6m2，其产品类型主要是机身结构件(包括窗框)、发动机舱结构件、冲压式空气涡轮叶片和组件、驱动装置的无缝阀门、起落架组件等，广泛用于商用和军用飞机模型当中的精密锻造和机加工航空零部件。

1.2.3 T&W锻造厂

位于俄亥俄州东北部，建立一个多世纪以来，一直为世界领先的设备制造商提供设计和加工耐用精密锻件。主要为发电厂、商用、航空航天以及国防市场提供工业燃气轮机涡轮叶片、旋叶和定子，以及不锈钢合金和碳素钢、钛、镍合金及其他耐高温材料。

1.3 法国奥普·杜瓦公司

奥普·杜瓦公司成立于1907年，1999年成为埃赫曼冶金矿业集团的成员之一，以生产高质量特殊工程用钢、航空航天用铝合金、钛合金、镍基合金、模具钢及耐热合金而闻名于世。公司员工达3800人，营业额8.63亿欧元，全世界分布有9个工厂。1957年，奥普·杜瓦公司安装了第一台生产高温合金的真空熔炼炉；1961年第一台真空电弧重熔炉投产；1967年，为斯奈克玛熔炼的首批合金用于锻造协和飞机发动机的第一个涡轮盘；1999年，成为埃赫曼集团的成员。

奥普·杜瓦公司锻造工厂在伊索尔拥有一台650MN的模锻机，在帕米尔拥有1台400MN的模锻压机；熔炼设备包括70t真空电弧炉、12t真空感应炉等。

奥普·杜瓦公司的核心业务是研发钛合金熔炼和热处理(模锻造和轧制、铸造或粉末冶金)、特殊钢、高温合金、铝合金和钛合金，是法国空中客车公司、美国波音公司的主要飞机部件供应商。同时也是发动机制造商斯耐克玛的部件供应商，如前压缩机轴、压缩机盘件、涡轮后轴、低压涡轮盘、密封轴等。

1.4 欧福控股集团

是一家具有百年历史的家族企业，在高质量有色轻质合金材料及相关部件的研发和生产方面处于世界领先地位。其主要业务涉及航空航天、汽车、建筑及通用工程等领域，以世界领先的技术和工艺生产铝合金、镁合金、铜合金、镍合金、钛合金零部件，能生产超过100种的标准合金和特殊合金。目前，全球已发展了7家子公司，其中，3家位于德国，1家位于美国，1家位于匈牙利，1家位于南非，1家位于我国沈阳。欧福的主要客户为高档汽车(如梅赛德斯、宝马、奥迪和保时捷)生产商，以及空中客车、波音及飞机引擎制造商。

欧福集团锻造业务的总生产能力为10000件/d，锻件重量从几克到2000kg不等，锻压机规格从1.1 MN到300 MN。其可生产的最大平面视图面积达2万m2，是世界上面积最大的锻件。欧福集团的铝合金锻件类型包括航空发动机、机翼的耳轴枢轴、机身骨架结构件、机翼、尾翼和旋翼及起落架、汽车悬挂系统和车轮。

欧福科技(沈阳)有限公司是德国独资企业，成立于2010年，主要从事汽车及民用航空零部件的研发、制造和加工。采用精密模锻工艺，所用设备是世界领先的全自动模锻生产线，涉及的材料主要为铝、镁、铜、镍、钛等轻质合金，是我国有色金属模锻方面第一家为高档汽车供货的OEM制造厂。

2 国内铝合金锻件生产企业

我国航空航天器生产中，铝合金锻件的用量较多，约占铝总用量的 15%。目前我国军用飞机用锻件与发射航天器用大锻环等均由西南铝业(集团)有限责任公司与东北轻合金有限责任公司生产，两家公司的锻件生产能力还有很大的增长空间。当前制造支线客机 ARJ21 与大飞机C919 所用铝合金锻件则全部为进口，主要供应商是美国铝业公司的拉斐特厂。但预计这种进口局面将不会持续太长时间，根据我国商用飞机公司的规划，2018 年制造大飞机的铝材国产化率可达 30%，而锻件的国产化率可能会更高一些。西南铝业(集团)有限责任公司十多年前就已为波音飞机公司提供铝合金锻坯，用这些锻坯加工的零件装备了成千上万架波音飞机，已形成完整的航空航天锻件生产体系，并且拥有 53 年的生产经验与技术储备。所以，2022 年以后除个别新合金锻件以外，95% 以上的各种航空航天锻件我国将都能实现国产[3]。

2.1 中航工业陕西宏远航空锻造有限公司

公司创建于1965年，是我国航空工业集团公司直属中航重机股份有限公司旗下的大型锻造专业化企业，承担着国内所有在役在研飞机和发动机型号关键锻件的研制与生产。创建50年来，为我国航空、航天、兵器、船舶、机械、交通、电力等行业的发展做出了重要贡献。

该公司是国内航空领域民机行业主要的锻件供应商；是波音、空客等飞机部件制造商和英国罗罗、美国GE世界两大发动机公司在国内唯一锻件合格供应商，能够解决民用飞机的国际适航问题，因此已成为ARJ21飞机在国内的锻件供应商之一。

公司拥有100MN等温锻专用油压机、80MN电动螺旋压力机、16MN水压机、31.5MN油压机、2.5M、2M、1.2M、0.3M等系列环轧设备。主要产品种类为各种钢、铝合金、铜合金、镁合金、钛合金及高温合金等。产品类型主要有2500mm以下的杆形件，Φ1000mm以下盘型件，钛、铝、高温合金的等温锻件和各种冲压件，Φ100～Φ2200mm、高度250mm以下的环形件，1500mm以下汽轮机动、精锻叶片以及各类冲压件等。

2.2 中航工业贵州安大航空锻造有限责任公司

始建于1966年，是专门从事航空发动机、飞机和燃气轮机锻件生产的专业化上市公司。公司主要为国内航空发动机、飞机和燃气轮机制造厂商提供优质锻件，同时为航天、兵器、电力、汽车、工程机械、船舶、石油化工等行业提供模锻件、环轧件、盘锻件。主要产品是航空发动机、机身等各类环轧件和闪光焊件；机身、机翼、垂尾、吊挂、翼身组合件等飞机结构锻件。

公司与陕西宏远同为国内航空领域民机行业主要的锻件供应商。公司主要设备为0.8～3m环轧机为主体的环件生产线，配备80 MN热模锻、10～80 MN等温锻生产线、闪光焊生产线、热处理生产线、原材料配送生产线和以数控中心为主体的模具制造和粗加工生产线。

公司主要技术研究领域为： 1)环形锻件精密辗轧技术领域；2)等温/近等温/热模锻造技术领域；3)盘形锻件轧制技术领域；4)整体模锻技术领域；5)薄壁环形件成形技术领域；6)数字模拟技术领域。

2.3 西南铝业(集团)有限责任公司

该公司是我国生产规模最大、技术装备最先进、品种规格最齐全、综合实力最强的综合性特大型铝加工企业之一，是我国航空航天、国防军工材料研发保障基地、高精尖铝材研发生产基地和高精铝材出口基地。

公司锻造生产线包括挤压、模压两条生产线和辅助生产线。挤压生产线主要有125MN卧式水压挤压机、感应加热炉、立式淬火炉、时效炉、15MN拉伸机、大十二辊矫直机、高速带锯机及机械加工等辅助设备。模压生产线主要有300MN立式模锻水压机、100MN立式多向模锻水压机、60MN立式自由锻水压机、Φ5m轧环机、坯料加热炉、高温合金炉、模具加热炉、立式淬火炉、时效炉及机械加工等辅助设备。

该锻造厂生产的5m级大锻环，结束了我国不能生产超大规格铝合金锻环的历史。继而生产的6m级大锻环，填补了国内空白，对提升我国航天工业配套水平具有划时代的意义。公司为神九提供板材和锻环，用于飞船蒙皮、结构件、火箭推进器连接环件和飞船结构件。2013年，公司成功试制出特大型弧形模锻件，并顺利通过用户技术检测，填补了国内在此类锻件生产上的空白。特大型弧形模锻件主要应用于航空领域的关键件，对模锻工艺要求极高，是高技术含量和高附加值的加工产品。

该锻造厂生产的铝合金模锻件产品的最大规格为投影面积2m2，锻件最大长度7m，最大宽度3.5m。

2.4 东北轻合金有限责任公司

公司被誉为我国最大的铝镁合金加工基地，可提供700多种规格的特别重要的受力锻件，为轻纺、交通、建筑、矿山和机械工业等部门提供罐笼、盘头、冷挤管、内燃机活塞、轮毂、压型板等100多种规格的锻件和深加工产品。

哈尔滨东轻特种材料有限责任公司是其下属11个子公司之一，主要生产铝、镁合金管材、棒材、型材、线材、模锻件、自由锻件及深加工制品，如纺织用精编机整体盘头、内燃机车用的活塞、煤矿用铝合金箕斗、罐笼等。该公司的主要锻压设备有100 MN模压水压机1台、50 MN模压水压机1台、30 MN模压水压机1台、30 MN自由锻水压机1台、10 MN曲柄压力机1台、2.5 MN曲柄压力机1台、3 MN辊锻机1台、2台淬火炉、3台时效炉。主要产品规格为最大单件重300kg，模锻件投影面积为0.06～0.33m2；自由锻件最大外形尺寸2000mm，最大单件重 1500kg；生产的锻环尺寸为Φ2900～Φ400 mm /Φ2800～Φ300mm×(30～435)mm。

2.5 宁波拓普集团有限公司

集团主要有动力底盘系统事业部、饰件系统事业部、悬架系统事业部和电子系统事业部四个板块。锻件生产集中在悬架系统事业部，主要生产各类控制臂、摆臂、球头总成、拉杆、稳定杆连杆等汽车前后悬架和锻铝类产品。悬架系统工厂拥有ABB焊接机器人、数控车床、数控加工中心、各种加工专机及自动装配线、无损渗透探伤机、高能压力机、辊锻机、25MN自动锻造生产线等多台套先进的设施设备。

3 铝合金锻件生产的思考

美铝作为波音与空客锻件的主要供货商，拥有拉斐特大型锻造厂，我国的锻造事业若要快速发展，需要建一个特大型像拉斐特的铝合金锻造厂。2013年，南山铝业年产 14000t大型精密模锻件项目的建立，填补了我国没有特大型锻造厂的空白。这个项目的建成标志着我国拥有了全世界第二大铝合金锻压厂，这个工厂仅次于美国铝业公司的拉斐特锻压厂。该项目的总投资在 35 亿元以上，主要生产航空航天、能源、交通运输、矿山设备、动力机械等行业所需的锻造产品。预计在2016 年，南山铝业将成为世界上铝产业链最为完善的企业，同时也囊括了生产能力最大的单一铝加工企业[4-5]。这标志着我国正在向世界铝合金锻压大国、强国迈进。

与此同时，要大力发展我国的航空锻件事业，在我国工艺技术、模具设计等达不到国际知名企业水平的情况下，可以从成为主要航空公司供货商起步，逐步发展自己的锻造业，为我国自主研发的支线客机以及大飞机提供合格锻件，使其国产化比率提高，结束我国大型及精密模锻件全部依赖进口的局面。

4 结束语

铝合金锻件是新型能源、航空航天、交通运输业等行业制造关键受力部件不可或缺的材料，在国民经济和国防军工工业中占有特殊重要地位。我国铝及铝合金锻压，无论在工艺装备、模具设计与制造、产品与规模、生产效率与批量化生产、产品质量与效益等方面都与国外先进水平存在较大差距，不仅不能满足国内外市场的需求，更跟不上交通运输轻量化的要求。因此，应集中人力、物力和财力，尽快提高我国铝合金锻压生产装备水平和生产工艺水平，尽快建成几条大中型铝合金锻压生产线，缩小与国外先进水平的差距，满足国内外市场的需求。

[1] 刘静安，盛春磊. 铝合金锻压生产技术及锻件的开发与应用[J]. 有色金属加工, 2012. 41(1): 1-5.

[2] 王祝堂. 我国铝工业现状及对生产能力过剩的思考. 全国铝加工技术及应用交流会. 2013.

[3] 王祝堂. 国内外铝合金锻造项目建设进展[N]. 世界有色金属, 2012(6): 68-69.

[4] 王祝堂. 铝合金锻件还有发展空间(下)[N]. 我国有色金属报, 2012-3-8(006).

[5] 王祝堂. 铝加工业风云回眸[N]. 我国有色金属报, 2014-1-16(006).

COverview of Aluminum Forging Production in Worldwide

LI Yan1, 2, ZHAO Yeqing1, 2, CHEN Xiufan1, LI Shishun1, WANG Lei1

(1. National Engineering Research Center for Plastic Working of Aluminum Alloys, Shandong Nanshan Aluminum Co., Ltd., Longkou 265713, China;2. Beijing Nanshan Institute of Aeronautical Materials, Beijng 100048, China)

The paper reviewed aluminum forging processing companies at home and abroad, esp. aviation forgings manufacturers; it put forward considerations on production status of aluminum forgings, esp. aviation forgings; it pointed out that great efforts should be made to improve the level of aluminum forging production, thereby providing quality forgings for China’s aviation industry and increasing the proportion of aviation forgings produced at home.

aluminum alloy; aviation forgings; manufacturer; facilities; products

2015-02-12

李岩(1982-)，女，博士，工程师，主要从事金属材料锻造技术的研究工作。

TG319

A

1671-6795(2015)05-0001-04