2021年中航重机公司锻铸造技术与民航锻件市场研究报告（44页）.pdf

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1、模锻件大型化和整体化趋势推动航空锻造技术加速发展。机体质量减小。大型模锻件减小飞机机体质量，并提高机体刚性，据李凤梅大型模锻件与航空工业，飞机机体减重 5kg 可使飞机起飞质量减轻 50kg，远程导弹减轻 1kg 可增加射程 100km；可靠性提升。大型模锻件的使用消除了昂贵的多件组合件的电子束焊接工序以及大量紧固件及其积累误差引起的间隙和装配问题，减少机械加工的工时降低成本的同时大大减轻了飞机质量并提高了其可靠性，同时也为设计师提供了设计的灵活性；节省成本。整体件比多件组合件减少了模具数量，降低了模具费用。获得大型整体构件可采用焊接结构件、大型精密铸件、大型整体模锻件以及铝合金大型构件的厚板

2、数控加工等方法。如：F-102 歼击机模锻的 7075 铝合金整体翼梁精锻件由 315MN 模锻液压机制造，该模锻件长 3.6m、最大宽度 457mm、厚度 4.7mm，取代原设计的 272 个零件和 3200 个铆钉，使飞机减重 45.5-54.5kg，节约机械加工工时 50%，提高了构件刚度并大大降低了成本。波音 747 客机主起落架模锻的 Ti6Al-4V 钛合金整体梁模锻件由 450MN 模锻液压机制造，该模锻件投影面积约为4.06 ，模锻件重量 1545kg，比原设计减轻质量 113.5kg。随着航空产业的不断发展，对材料和锻件的强度、强韧性等性能要求逐渐提高。在军机材料选材方面，主

3、要考虑的因素有：非常规机动带来的减重要求；超音速巡航导致的抗持续加温要求；由隐身引出的对应用吸波材料的要求。钛合金、高温合金等材料的应用日益广泛，钛合金具有：密度低、比强度高。代替结构钢和高温合金，大幅减轻结构质量；耐热性好。经合金化后的热强钛合金最高使用温度可达 500-600，结构钛合金的使用温度也可达 300-400常用的 Ti-6Al4V 能在 350下长期工作；耐蚀性强。钛在中性和氧化性气氛及众多恶劣环境中具有比其它常用金属材料更优异的耐蚀性能，受环境条件制约的程度小；高韧性、高弹性；无磁性。目前钛合金已广泛应用于飞机结构材料及发动机材料，如飞机起落架部件、框、蒙皮和壳体等，发动机压

4、气机盘、鼓筒、叶片、转子、机匣等。美国在 80 年代以后设计的各种先进军用战斗机和轰炸机中钛的用量已在 20%以上，如美国第四代战斗机 F-22 中飞机钛合金用量达飞机总质量的 41%，F-22 主要使用了两种钛合金 Ti-62222 和 Ti-6Al-4V。在 F-22 的后机身段钛的结构质量达 55%，多为耐热钛合金，其中也采用了 Ti-6Al-4VELI；隔框为整体式 Ti-6Al-4V 锻件，该锻件长 3.8m、宽 1.7m、重 1590kg，投影面积大于 5 ；中机身段 30%为钛，有 4 个锻造的钛合金整体式承力框，其中最大的重 2770kg，投影面积 5.53 ；机翼结构中钛占

5、42%主翼梁是由钛合金锻件切削而成。相较于战斗机，大型运输机的选材更侧重经济性和安全性，俄罗斯的伊尔 76 上的钛合金用量达到了 12%。航空锻造行业存在较高的技术、设备及资金壁垒。技术壁垒：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，因此航空锻件对于设备及技术要求更高，尤其军机装备的锻造产品对某一具体参数及指标要求更加苛刻。锻造业务属于重资产型基础制造领域，随着市场需求的升级换代，对设备能力迅速提升跟进的要求越来越高。设备壁垒：模锻压机作为大型精密模锻件生产制造的主要设备，单位价值高昂，除去设备购置费及安装费，技术研发及后期维护更新费用需要持续大量的投入，所以锻铸企业对于模锻压机及其配套设施的投入成本高、新产品变现周期长、建成后重复建设可能性小。资金壁垒：根据公司年报及招股说明书，按照主营业务划分，中航重机、派克新材、航宇科技三家公司的锻造业务中直接原材料占到主营成本构成的 70%左右，原材料的采购及运营需要占用大量流动性资金，对企业资金的周转及储备提出了较高的要求。