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生产线建设项目立项报告
一、项目概况
1、项目名称：铝及铝合金锻压生产线
2、主要产品：所有铝合金（包括部分钛合金和高温合金）的自由锻件与模锻件
3、生产规模：15000T／年（其中铝合金锻件12000T／年，其它为钛合金和高温合金锻件）
4、建设投资金额：1.5亿元
二、立项的理由（目的和意义）及主要内容（任务和目标）
1、立项的目的意义
锻压生产是向各个工业行业提供机械零件毛坯的主要途径之一。锻压生产的优越性在于：它不但能获得机械零件的形状，而且能改善材料的内部组织、提高力学性能。一般来说，对于受力大、力学性能要求高的重要机械零件，多数采用锻压方法来制造。
在飞机上端锻压件的重量占80％，坦克上端压件重量占70％，汽车上锻压件重量占60％，电力工业中的水轮机主轴、透平叶轮、转子、护环等均是锻压而成，从这些例子可以看出，锻压生产在工业行业中占有极重要的地位。
铝合金由于比重小、比强度、比刚度高等一系列优点，已大量使用在各个工业部门，铝合金锻压件更成了各个工业部门机械零件必不可少的材料。凡是用低碳钢可以锻造出的种种锻件，都可以用铝合金锻造出来。铝合金可以在锻锤、机械压力机、液压机、顶锻机、扩孔机等各种锻造设备上锻造，可以自由锻、模锻、顶锻、辊锻和扩孔。一般来说，尺寸小、形状简单、偏差要求不严的铝锻件，可以很容易的在锻锤上锻造出来，但是，对于规格大、要求剧烈变形的铝锻件，则宜选用水（液）压机来锻造。对于大型复杂的整体结构的铝锻件则非采用大型模锻水压机来生产不可。特别是近十年来，随着科学技术的进步和国民经济的发展，对材料提出了越来越高的要求，迫使铝合金锻件向大型整体化、高强高韧化、复杂精密化的方向发展，大大促进了大中型液压机的发展。
随着我国交通运输业向现代化、高速化方向发展，交通运输工具的轻量化要求日趋强烈，以铝代钢的呼声越来越大。特别是轻量化程度要求高的飞机、航天器、铁道车辆、地下铁道、高速列车、货运车、汽车、舰艇、船舶、火炮、坦克以及机械设备等的重要受力部件和结构件，近几年来大量使用铝及铝合金锻件以替代原来的钢结构构件，如飞机结构件几乎全部是用铝合金模锻件；汽车（特别是重型汽车和大中型客车）轮毂、保险杆、底座大梁；坦克的浮动轮、炮台机架；直升机的动环和不动环；火车的气缸和活塞裙；木工机械机身；纺织机械的机座、轨道和绞线盘等等都以应用铝合金模锻件来制造。而且，这种趋势正在大幅度增长，甚至某些铝合金铸件也开始采用铝合金模锻件来代替。
目前，世界上的大型锻压液压机为数不多，中国更是寥寥无几，随着国防工业的现代化和民用工业特别是交通运输业的发展，铝合金模锻件的品种和产量，不仅不能满足国内市场的需要，国际市场也有很大缺口。因此，在我国抓紧建设几条大、中型的铝合金锻压生产线是十分必要的、及时的，对国民经济的高速持续发展和国防军工现代化有重大的现实意义和长远意义。
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2、项目的主要任务和内容
项目的主要任务是：根据我国目前的国情和实力，并借助国际先进技术，在广泛调研的基础上，对铝合金锻件和模锻件的合金、状态、品种、规格、性能和用途以及生产工艺和关键技术进行分析和选择，配置合理而经济实用的主机和辅助设备及水、风、电、气等配套设施，修建厂房并安装、调试设备，最后生产出国家急需、国内外市场需要的质量合格的大、中型铝合金锻件和模锻件。并适当考虑钛合金、高温合金和钢锻件的生产。
项目的目标：建成一条年产15000T／a的大、中型铝合金（包括部分钛合金和钢铁材料）锻件与模锻件的现代化生产线，为国防军工和国民经济的部门提供大批量的合格新材料，满足国内外市场的需要。
三、铝合金锻件的特性、应用范围和市场分析
1、铝合金锻件的特性
1）密度小，钢锻件的34％，铜锻件的30％，是轻量化的理想材料；
2）比强度大，比刚度大，比弹性模量大，疲劳强度高，宜用于轻量化要求高的关键受力部件，其综合性能远远高于其它材料。
3）内部组织的细密、均匀、无缺陷，其可靠性远远高于铝合金铸件和压铸件，也高于其它材料锻件。
4）铝合金的塑性好，可加工成各种形状复杂的高精度锻件，机械加工余量小，仅为铝合金拉伸厚板加工量的20％左右，大大节省了工时和成本。
5）铝锻件具有良好的耐蚀性、导热性和非磁性，这些都是钢锻件无法比拟的。
6）表面光洁、美观，表面处理性能良好，美观耐用。
可见，铝锻件具有一系列优良特征，为铝锻件代替钢、铜、镁、木材和塑料等提供了良好的条件。
2、铝合金锻件的应用领域
近几年来，由于铝材的成本下降，性能提高，品种规格扩大，其应用领域越来越大。主要应用于航天航空、交通运输、汽车、船舶、能源动力、电子通讯、石油化工、冶金矿山、机械电器等领域。主要锻造铝合金的特性及用途见表
1表1 锻造铝合金的特性及用途
分类
和金及状态
强度
耐蚀性
切屑性
焊接性
特 点
主要用途
高强
合金
2024-T6
B
C
A
D
锻造性、塑性好，耐蚀性差，是典型的硬铝合金
飞机部件，铁道车辆、汽车部件、一般结构件
7075-T6
A
C
A
D
超硬锻造合金，耐蚀性、抗应力腐蚀裂纹性差
飞机部件，宇航材料，结构部件
7075-T7
3B
B
A
D
通过适当的时效处理改善了抗应力腐蚀裂纹性能，强度低于T6
飞机、船舶、汽车部件、结构件
7175-T736
A
B
A
D
系强度、韧性、抗应力腐蚀裂纹性能均优的新型合金
飞机部件、宇航材料和承力部件
耐热
合金
2219-T6
B
B
A
A
高温下保持优秀的强度及耐蠕变性，焊接性良好
飞机、火箭部件及车辆材料
2618-T6
B
C
A
C
高温强度优秀
活塞、增压机风扇、橡胶模具、一般耐热部件
4032-T6
C
C
C
B
中温下的强度高，热膨胀系数小，耐磨损性能好
活塞和耐磨部件
耐蚀
合金
1100-0
D
A
C
A
强度低，耐腐蚀，热、冷加工性好，切屑性不良
电子通讯零件，电子计算机用记忆磁鼓等
5083-0
C
A
C
A
耐腐蚀性、焊接性及低温力学性能好，典型的海军合金
液化天然气法兰盘和石化机械，船舰部件和海水淡化结构
6061-T6
C
A
B
A
强度中等、耐蚀、抗疲劳，综合性能好
航空航天、汽车车辆材料及用转动体部件
6051-T6
C
A
B
A
韧性、耐腐蚀性优良，强度略高于606
1增压机风扇，运输机械部件等
注：A-优； B-良； C-一般； D-差
3、市场分析
1）铝合金锻件的产销情况分析
由于铝及合金锻件具有以上一系列的优越性，在航空航天、汽车、船舶、交通运输、兵器、电讯等工业部门备受青睐，应用范围越来越广泛。据初步统计，铝锻件在世界锻件总产量中由1985年的0.5％上升到了2002年的15％左右，目前，世界上消耗锻件344万吨左右，其中铝锻件占了50万 t/a左右。钛锻件和高温锻件大约占0.5％，即1.8万t/a左右，钢铁锻件仍然占绝大多数。从铝加工工业的角度来看，目前全世界铝产量（包括再生铝）为3000万t/a以上，其中80％要变成加工材，即目前世界上加工铝材年产量为2400万t/a左右，其中板、带、箔材占57％左右，挤压材占38％左右。铝合金锻造材料由于成本较高，生产技术难度较大，仅在特别重要的受力部位才应用，近十多年来，由于军工和民用工业，特别是交通运输业现代化和轻量化的需要，以铝代钢的要求十分迫切，因而，铝锻件和应用都得到了迅猛的增长。其中铝材中的比例已由1985年的0.5％增加到了2002年的2.1％，即50万t/a左右。
在铝及铝合金锻压技术上研制开发了大量的锻压新工艺、新技术，如液体模锻、等温锻造、粉末锻造、多向模锻、无斜度精密模锻、分部模锻、包套模锻等，对简化工艺、减少工序、节省能耗、扩大品质、增加规格、提高质量和生产效率、保护环境、减低劳动强度、提高经济效益等方面发挥了重大作用。专用的计算机软件对控制锻造温度、锻压力、变形程度（欠压量）和工艺润滑等主要工艺参数，控制制品尺寸和内部组织、力学性能等提供了可靠的保证。
锻模的设计与制造是铝合金锻压技术的关键，锻件的CAD/CAM系统已十分成熟和普及，在美国，CAD/CAM系统正在被CIM（计算机一体化）所代替。CIM包括成套技术、计算机技术、CAD/CAM技术、机器人、专家系统、加工计划、控制系统以及自动材料处理等，为模锻件的优化设计和工艺改进提供了条件。如在汽车工业上，对前梁、羊角、轮毂、曲轴等零件进行设计和工艺过程优化，可使优化设计后的羊角减重15％，轮毂减重30％，曲轴减重20％，而且大大提高生产效率，降低能耗。
在产品品种和质量上获得了突破性进展，目前世界上研制开发的锻造铝合金，有上百种、几十个状态，可大批量生产不同合金、不同状态、不同性能、不同功能、各种形状、各种规格、各种用途的铝合金锻件，规模在30000t/a以上的大型企业已有十余家。目前世界上可生产的铝合金模锻件的最大投影面积达5M2（750MN），最长的铝锻件可达15M，最重的铝锻件达1.5t，最大的锻环直径达7.5M，完全可满足最大的飞机、飞船、火箭、导弹、卫星、舰艇、航母以及发电设备、起重设备等的需要。产品的内部组织、力学性能和尺寸精度也能满足各种用户的要求，在产品开发上达到了相当高的水平。
由于近年来，世界各国在大、中型锻压液压机的新建和改建方面力度不大，因此，总的来说，世界铝合金锻件的生产尚不能满足交通运输轻量化对铝锻件的需求，有必要新建若干条现代化大、中型铝锻压生产线。
国外在钛锻件和高温锻件的生产方面也取得很大的进展，有了相当高的水平。
2、国内发展现状和水平分析
锻压生产在我国已有悠久的历史，在3300多年以前的殷墟文化早期，锻压已用于兵器生产。解放前，锻压生产十分落后。解放后，锻压生产迅速发展，125MN以下的自由锻水压机、300MN以下的模锻水压机、160KN以下的模锻锤、1600KN以下的摩擦压力机、80000KN以下的热模锻压力机已成系列装备了各个锻压厂。我国仅有300MN、100MN、60MN、50MN、30MN五台大、中型铝锻压水（液）压机和一台100MN多向模压水压机，年产能力仅10000t/a左右，最大模锻件投影面积为2 M2（铝合金），1.2 M2（钛合金）,最大长度7M，最大宽度3.5M，锻环最大直径φ3.5M以及盘径为φ534～φ730mm的铝合金绕线盘。产品品种相对较小，例如工业发达国家的模锻件已占全部锻件的80％左右，而我国只占26％左右。国外模锻件的设计、模具制造方面早已引入计算机技术，锻模CAD和锻造过程仿真已进入实用化阶段，而我国很多锻压厂在这方面才刚刚起步。工艺装备的自动化水平和工艺技术水平也相对落后。
根据以上分析可知，目前我国铝合金锻压工业无论在工艺装备上；模具设计与制造上；生产工艺技术上和新工艺、新材料开发上；还是在产品品种与规格上；产品产量与规模上；生产效率与批量生产上；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对铝合金锻件日益增长的需求，更跟不上交通运输（如飞机、汽车、高速火车、轮船等）轻量化要求以铝锻件替代钢锻件的步伐。为此，我国应集中人力、物力和财力，尽快提高我国铝合金锻压生产的工艺装备水平和生产工艺技术水平,并尽快新建若干条60～500MN现代化铝合金锻压液压机生产线，以尽快缩小与国外先进水平的差距，最大限度的满足国内外市场的需求。
五、承建单位的基本情况与有利条件
六、典型产品与生产规模
七、生产工艺流程与主要技术工序分析
八、主要设备和辅助设备及配套设施
九、资金估算与来源
十、经济技术分析
十一、安全环保
十二、平面分布
注：五～十二章详细论述要在可行性分析报告中编写。
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