我国弹簧钢生产现状与进展展望.docx

我国弹簧钢生产现状及开展展望时间:2015-11-26关键词：一、引言随着国家振兴高端装备制造业,我国企业对高端装备所需的关键零部件与根基件制造要求提高。弹簧是装备制造业的关键根基件，量大面广、品种繁杂，用以控制机件的运动、缓和冲击或段动、贮蓄能量、测量力的大小等，广泛应用于汽车、铁路、工程机械、电子电器等国民经济的各个领域。目前，我国高性能弹簧制造的保障能力缺乏，高档汽车、重载铁路等行业用高级弹簧仍需进口。随着汽车轻量化、重大技术装备大型化及参数极限化，高级弹簧的需求量快速增长。同时，高性能弹簧制造需求的日益增加，也对弹簧钢的品种和性能提出了越来越高的要求。目前，我国弹簧钢产品仍存在工艺水平及质量控制不稳定、高端品种和特殊品种需要依赖进口等一系列问题，与国际先进水平仍有较大差距。本文在分析了我国弹簧行业开展现状及趋势的根基上，阐述了我国弹簧钢生产消费的现状以及未来的市场需求，同时，对我国弹簧钢品种质量现状及需求趋势进展了分析，指明了弹簧钢产品的重点开展方向。二、我国弹簧行业的开展现状及趋势1 .开展现状近年来，我国弹簧行业产品规模、品种不断扩大，己拥有气门弹簧、悬架弹簧、膜片弹簧、减震弹簧、液压弹簧、油泵弹簧、碟形弹簧、高温弹簧、卡簧、拉簧、扭簧、压簧、涡卷簧以及异性弹簧等1600多个品种的弹簧产品，广泛应用于汽车、机械、电子电气、日用五金等国民经济各个领域。据国家统计局统计数据显示，2014年，我国弹簧产量到达1494万吨，同比增长6.74%。产量居前五位的省份为山东省、浙江省、江苏省、河南省和广东省，产量分别为33.4万吨、21万吨、18.7万吨、17.8万吨和13.7万吨，5省市合计产量104.6万吨，占全国的70.1%,集中度较高。目前，我国拥有弹簧及弹性元件制造企业1000余家，其中螺旋弹簧制造企业500余家、钢板弹簧制造企业300余家、气弹簧制造企业100余家、其他弹性元件制造企业100余家。从企业分布情况上看，浙江、广东、福建和上海为弹簧企业聚集地；企业数量以浙江省为首,尤其集中在诸暨、温州及其附近地区。2 .存在问题弹簧作为装备制造的根基件、零部件之一，其规模品种的扩大、质量水平的提高是保障机械装备主机性能提高的先决条件。但是，我国弹簧行业的产业构造长期以来形成了低档普通弹簧供过于求、高档产品（高强度、高应力、异性件、特种材料）供不应求的被动形势。弹簧产品已经不能完全满足高端装备制造业的开展需要，轿车用悬架簧、气门弹簧、离合器弹簧以及机车、机械、电力、军工等行业用高级弹簧仍需要进口。此外，目前我国弹簧产品的性能与国外同类产品也有一定差距，如弹簧的负荷精度、垂直度精度等方面都存在差距，集中反响在性能不稳定、有些重要质量指标离散性大、使用寿命不稳定，特别是当主机要求弹簧在高速、高应力工况下工作时，矛盾更为突出。3 .开展趋势弹簧产品主要消费市场包括交通运输、日用五金、仪器仪表及电子电器、工矿配件以及海外出口。交通运输市场包括为汽车、摩托车、柴油机和铁道等行业提供配套和维修件弹簧,这是目前我国弹簧行业最重要、最有开展前途的市场。据悉，汽车、铁路行业的弹簧需求量占我国弹簧消费总量的80%以上。未来,得益于国家的相关政策刺激及相关产业的振兴规划,我国汽车、铁路、仪表仪器等行业均将保持快速稳定开展。在良好的外部环境及下游需求稳定增长的背景下，我国弹簧行业将保持稳定开展，弹簧产品规模将继续扩大。此外，一些新兴产业领域，如常规武器、核电和飞机制造，也将给弹簧行业带来新的增长点0未来，加强对弹簧新产品的开发，扩大弹簧产品的品种规格，提高高档弹簧产品比例，是我国弹簧行业可持续开展的必然趋势。我国弹簧产品将向着高强度、高寿命、轻量化、小型化、异形件、组合件方向开展，如表1所示。表1：弹簧产品开展方向下游行业典型产品弹簧开展方向汽车悬架弹簧、发动机气门弹簧、稳定杆弹簧向高疲劳寿命和高抗松驰方向开展，从而减轻重量铁道机车车辆、载重汽车和工程机械大型弹簧和钢板弹簧向高强度和高精度方向开展，以稳定产品质量日用五金床垫、沙发、门较链、玩具、打火机等五金弹簧向小型化方向开展仪器仪表及电子电器电动机电刷弹簧、开关弹簧、摄像机和照相机弹簧，以及计算机配件弹簧、仪器仪表配件弹簧等向着既高强度化又小型化的方向开展工矿配件纺机摇架弹簧到化工弹簧、电站开关、支吊架弹簧、推土机弹簧、矿山振动筛用悬架弹簧等向高疲劳性能、高抗腐蚀性方向开展海外出口钢板弹簧向少片变截面升簧、变刚度簧开展三、弹簧行业开展对我国弹簧钢产品需求分析1.生产消费情况(1)生产现状弹簧钢是指由于在淬火和回火状态下的弹性，而专门用于制造弹簧和弹性元件的钢。按化学成分，分为非合金弹簧钢碳素弹簧钢)和合金弹簧钢。我国弹簧钢主要钢种分类情况见表2。据特钢协会统计，2014年我国弹簧钢产量约为286.3万吨，其中碳素弹簧钢106.7万吨，合金弹簧钢179.6万吨。我国弹簧钢重点生产企业有杭钢集团、湘潭钢铁、邢台钢铁、宝钢集团、武钢集团、东北特钢、兴澄特钢等。表2弹簧钢的分类弹簧钢钢种典型牌号主要应用领域碳素弹簧钢65#、70#、85#多用于工作温度不高的小型弹簧，如汽车、拖拉机、铁道车辆及一般机械用的弹簧碳素弹簧钢65Mn主要用于制造各种小截面扁簧、圆簧、发条等硅镭弹簧钢60Si2Mn.60Si2MnA用途广泛，制造各种弹簧硅锚弹簧钢60Si2CrA.60Si2CrVA多用于制造载荷大的重要大型弹簧珞镭弹簧钢55CrMnA多用于制造大截面的各种重要弹簧珞钮弹簧钢SOCrVA适宜制造工作应力振幅高、疲劳性能要求严格的弹簧、如阀门弹簧、喷油嘴弹簧、气缸胀圈、安全阀簧等鸨辂供弹簧钢30W4Gr2VA主要用于工作温度500°C以下的耐热弹簧，如汽轮机主蒸汽阀弹簧、锅炉安全阀弹簧等(2)消费现状我国弹簧产业规模不断扩大，带动我国弹簧钢市场需求日趋增加。2014年，我国弹簧钢消费量约320万吨。其中，汽车和铁路行业弹簧钢需求量最大，占弹簧钢全部消费量的80%以上；汽车用弹簧扁钢是合金弹簧钢需求量最大的品种，约占合金弹簧钢的70%,(3)需求预测我国汽车、铁路等装备制造业的开展，将继续带动弹簧产品的生产需求，未来一段时间内，弹簧钢消费量将保持稳步增加。预计2015年我国弹簧钢需求量约330万吨，2020年或将到达370万吨,2.品种质量情况目前，我国弹簧钢产品仍然存在中低端产品过剩但高端品种以及特殊品种难以提供、一般的力学特性能到达但工艺水平及质量控制不稳定等一系列问题，局部高档次及深加工品种仍需要依赖进口。(1)品种方面目前，高档次及深加工弹簧钢的生产不能满足需求，需要进口弥补。进口品种主要为轿车用弹簧钢、铁道用弹簧圆钢、油泵阀门弹簧钢丝等。其中，国产轿车用弹簧圆钢每年需进3000000t;汽车阀门用弹簧钢丝每年需进口200Ot左右；汽车悬架弹簧用弹簧钢70%从国外进口；汽车汽门弹簧和汽车稳定杆的弹簧钢那么100%采用国外进口钢材。未来，为满足高端弹簧根基零部件国产化的开展需求，应不断开发高性能弹簧钢产品，一方面是向高强度方向开展，要求在高应力下同时提高疲劳寿命和抗松弛性能；另一方面是向功能性方向开展，根据不同的用途，要求其具有耐蚀性、非磁性、导电性、耐磨性、耐热性等。(2)质量方面目前，我国弹簧钢在纯洁度、抗疲劳性、外表质量以及质量稳定性等方面与国外仍存在较大差距，无法满足高档乘用车悬架簧、气门弹簧、铁路及重载货车专用弹簧等对弹簧钢性能的要求。未来，为满足弹簧高可靠度的开展要求，应不断改善弹簧钢产品的质量，严格控制其化学成分，降低非金属夹杂，提高外表质量和尺寸精度，进而提高弹簧钢质量的稳定性。四、弹簧钢产品重点开展方向1 .高强度汽车悬架弹簧用弹簧钢目前，我国弹簧钢仍无法满足高档乘用车悬架簧用钢的性能需求，强度1200MPa及以上悬架弹簧产品用弹簧钢全部依赖进口。早在20世纪90年代，日本就已经研究出用于应力到达1200MPa、1300MPa的悬架弹簧用钢，已经投入市场的有UHSl900及UHS2000两个牌号。此外，德国M&B公司已为上海群众设计出应力高达1380MPa的悬架弹簧1。未来，随着汽车轻量化，开展高强度、优良抗弹减性能和抗疲劳性能的汽车悬架用弹簧钢将是提高我国高端装备零部件自主配套能力、有效替代进口的必然趋势。2 .异型截面气门弹簧用弹簧钢所有弹簧产品中，气门弹簧对材料要求最为严格，特别是高应力及异型截面气门弹簧对材料要求近乎苛刻。例如，要求抗拉强度到达2000MPa；对氧化物、硫化物的夹杂物等级均到达。级；异型截面材料对曲率、长短轴等有特殊要求2。目前，国外气门弹簧专用弹簧钢生产主要集中在日、韩、瑞典，生产企业有日本的铃木、三兴、住友、神钢钢线，韩国的KisWie瑞典的GarPhyttan,等等3,几乎垄断了我国全部异型截面和高应力气门弹簧钢市场。未来，开展异型截面气门弹簧用弹簧钢满足了我国弹簧行业高端开展的需求，也是提高重大装备配套弹簧自主化率的必然选择。3 .铁路提速货车用弹簧钢目前，新造铁路货车必须满足120kmh的提速要求，这对制造货车各种零部件的材料提出了更高的要求。根据铁路货车开展方向和设计制造单位的具体技术要求，改进和研发铁路提速、重载货车专用弹簧钢及弹簧产品已势在必行。例如，为适应重载货车的开展需要，弹簧线径趋于增大，这就要求弹簧钢具有更高的淬透性；铁路货车转向架用弹簧常年在恶劣的环境下工作，对防蚀性、耐腐蚀疲劳性能要求很高4。未来，亟需开展高安全性、长寿命、低成本、高耐蚀性和耐氧脆性、高强度的弹簧钢产品，以满足我国提速、重载铁路车辆减震系统和轨枕弹簧扣件等的需要。五、展望随着我国新型工业化的开展，在重点投资开展农机、工程机械、通用机械、环保机械、汽车、铁路等主机行业的拉动下，我国弹簧行业市场规模将维持稳定。同时，随着弹簧应用行业的升级换代，对弹簧的要求越来越高，弹簧产品构造将有所改变，表达在高技术产品比重将逐步增加。弹簧制造业的开展，必将带动弹簧钢的市场需求，而且，为提高高端弹簧产品及其零部件的国产化率，弹簧钢产品亟待向高强度、功能性方向开展。从弹簧钢开展趋势看，适应汽车轻量化需求的高强度汽车悬架用弹簧钢、气门弹簧钢、汽车稳定杆用弹簧钢等产品，及适应铁路车辆提速、重载需求的弹簧钢产品需求量将稳步增加。淬回火弹簧钢丝行业开展前景分析时间：2015-11-04关键词：淬回火;弹簧钢丝改革开放三十年对我国来说是非常重要的，在改革开放大好政策的引导下，通过发奋图强和艰辛奋斗，中国GDP已于2010年底超越日本跃居世界第二，仅次于世界头号经济强国一美国。根据国家“十二五”规划，未来五年内，GDP年均增长率将不低于7%。淬回火弹簧钢丝行业和家电、汽车等产业一样，和中国经济同步开展，迅速经历了从无到有、由小到大、由弱到强的过程，尤其是最近几年，更是如雨后春笋般茁壮成长，该领域中国虽然不能算是世界加工厂，但其产能和产量稳居世界前三甲。大而不强是中国现阶段许多工业产品的通病，淬回火弹簧钢丝也一样，其品种、质量和稳定性与世界一流同类企业相比照仍有很大的差距，也是勿庸置疑的。1市场展望淬回火弹簧钢丝主要用于制造各种疲劳寿命要求高、抗松弛能力强的弹簧，究其具体用途粗规格主要用于制造乘用车的减震螺旋悬架弹簧，中、细规格主要用于制造汽车、摩托车发动机和内火燃机的气门弹簧，发动机皮带张紧轮弹簧，汽车刹车制动器弹簧，控制发动机离合的离合器弹簧，控制汽车后备箱开闭的扭杆和中、高档摩托车的减震螺旋弹簧。由此可见，淬回火钢丝的终端市场主要是汽车和摩托车。1.1汽车市场随着我国经济的开展，汽车工业快速增长，产销两旺。我国汽车产量从1999年的185万辆开展至2010年的1826.47万辆，销量从1999年的183万辆开展至2010年，已到达1806.19万辆。中国汽车工业近10年开展非常迅猛，2009年产销量双双超过1360万辆，超过美国跃居全球第一，2010年产销量双双超过1800万辆，蝉联全球第一。根据中国汽车行业协会公布的我国汽车产业“十二五”开展规划显示，到2015年保守估计中国汽车总产量将到达2500万辆，占世界汽车产量的30%,更为合理的预测是到2015年，中国汽车总产量将到达3000万辆（内销2500万辆，外销500万辆）。根据中国汽车行业协会公布的数据显示，2009年我国乘用车产销量为1038.38万辆和1033.138万辆，同比增长54.11%和52.93%,乘用车产销量占总的汽车产销量为75.29%和75.72%；2010年我国乘用车产销量为1389.71万辆和1375.78万辆，同比增长33.83%和33.17%,乘用车产销量占总的汽车产销量为76.09%和76.17%。按每量乘用车使用悬架弹簧4只，每只重23kg,2010年我国用于制造乘用车悬架弹簧的弹簧材料共计消耗13.90万t,如果加上配件市场和出口市场以及用于其他行业大弹簧消耗的弹簧材料估计总量超过20万t,扣除热卷以及冷卷后再淬回火的悬架弹簧材料，估计2010年我国粗规格淬回火弹簧钢丝实际消耗量约16万to根据中国汽车行业协会预测，2011年汽车产销增长速度为10%-15%,我国汽车产销量将超越2000万辆大关，2015年汽车产销量将到达3000万辆，按乘用车产量占总的汽车产量75%推算，加上配件市场和出口市场以及用于其他行业大弹簧消耗的弹簧材料，扣除热卷以及冷卷后再淬回火的悬架弹簧材料，2011年预计将消耗粗规格淬回火弹簧钢丝总量约18万t,2015年预计将消耗粗规格淬回火弹簧钢丝总量约27万t1.2摩托车市场目前，我国已是世界上最大的摩托车生产国，主要生产价廉物美的中低档摩托车，由于受大中城市摩托车禁行或限行的影响，摩托车市场主要集中在小城镇和广阔农村以及出口到经济欠兴旺国家，如越南等。由于内需受限，出口受品质影响无法扩大销量。故近年来，我国摩托车产销一直处于平稳状态，并未出现大起大落现象去年下半年至今受国家尾气排放标准影响除外）。由此可见，未来五年内，用于制造摩托车气门弹簧的细规格淬回火钢丝需求量不会明显增加，但受产业升级的影响，用于该领域的淬回火弹簧钢丝有一局部会向高端转移。目前,中国用于制造摩托车减震螺旋弹簧的材料绝大局部都是低端弹性材料，如冷拉65Mn或70钢丝，只有极少局部用55CrSiA或60Si2MnA淬回火弹簧钢丝。随着小城镇和广阔农村人民生活水平的提高，摩托车必然要往高档化开展，会有一局部冷拉65Mn或70钢丝被55CrSiA或60Si2MnA淬回火弹簧钢丝所替代。中、细规格淬回火弹簧钢丝虽然主要用于制造汽车和摩托车上的各种弹簧，但在其他领域也有一定的应用，故按用途统计其实际消耗量非常困难。据笔者不完全统计，估计2010年中国实际市场为6万7万t。由此推算，2011年中国实际市场为6.5万-7.5万t；2015年中国实际市场为8.5万-9.5万to2技术展望2.1 粗规格生产技术目前粗规格淬回火弹簧钢丝的生产工艺流程主要有三种。工艺流程一：热轧线材一检测f喷丸一涡流探伤一缺陷修磨f拉拔一感应加热淬回炽热处理一涂油一检测一包装；工艺流程二：热轧线材f检测f酸洗一涡流探伤f缺陷修磨f拉拔f传统加热淬回炽热处理f涂油f检测一包装；工艺流程三:热轧线材一检测f酸洗一磷化f拉拔f感应加热淬回炽热处理f涡流探伤f涂油f检测f包装。采用工艺流程一的代表厂商是日本高周波热炼及其合资企业,采用工艺流程二的代表厂商是日本杉田及其合资企业，国内其他厂商采用工艺流程三。从纯技术角度看，工艺流程一最先进，它不但可以生产普通强度级的淬回火弹簧钢丝，还可以生产2000MPa级高强度粗规格淬回火弹簧钢丝。此外，还有三个优势，一是采用喷丸方法去除线材外表的氧化铁皮，可以防止酸洗过程中残留氢引起的钢丝滞后断裂，同时实现环境友好的清洁生产；二是采用涡流探伤后直接修磨去除线材外表残存的缺陷，既可以防止因钢丝外表缺陷引起的滞后断裂，又可以节约钢材；三是采用感应加热方式生产粗规格淬回火弹簧钢丝，可实现钢材晶粒的超细化，正常情况下成品钢丝的晶粒度可达ASTMlI级左右，而采用传统加热方式生产粗规格淬回火弹簧钢丝晶粒度最大只能到达ASTM7级左右。相比之下，工艺流程三将涡流探伤工序安排在淬回炽热处理之后最不科学，原因有二:一是线材的外表缺陷会遗传成品钢丝,易增加因钢丝外表缺陷引起滞后断裂的几率;二是给弹簧厂增加材料成本和管理难度以及增加卷簧工的工作量。2.2 中、细规格生产技术高端中、细规格淬回火弹簧钢丝的生产工艺流程：热轧线材一检测一酸洗一扒皮一韧化热处理f酸洗一磷化f拉拔一传统加热淬回炽热处理一检测f涡流探伤f涂油一包装。采用该工艺流程的代表厂商为日本铃木金属和住友电工；中端中、细规格淬回火弹簧钢丝的生产工艺流程:热轧线材一检测f酸洗f磷化f拉拔一传统加热淬回炽热处理一检测一涡流探伤f涂油一包装。采用该工艺流程的代表厂商为郑州金属制品研究院及其全资子公司广州奥赛钢线科技；低端中、细规格淬回火弹簧钢丝的生产工艺流程：热轧线材一检测一酸洗一磷化拉拔f传统加热淬回炽热处理f检测f涂油f包装。采用该工艺流程的国内代表厂商很多，在此不一一列举。未来五年内，这三种生产工艺流程仍将并存。3理念创新对于淬回火弹簧钢丝生产企业来说，由于其产品质量定位不同，盈利能力相差很大，生产高端淬回火弹簧钢丝的企业很容易赚得盆满钵满,生产低端淬回火弹簧钢丝的企业要想盈利难干上青天，究其原因主要是低端淬回火弹簧钢丝总产能早就严重供大于求，市场竞争到达白热化的程度，基本无利可赚，许多厂家都是在干赔本赚吆喝的无可奈何"傻事”。另外，质量不同经营战略也不同，比方说生产高端淬回火弹簧钢丝生产企业，首先是质量，其次是价格，再其次是售后服务；生产中端淬回火弹簧钢丝生产企业，首先质量和价格并举,其次是售后服务；生产低端淬回火弹簧钢丝生产企业，首先价格，其次是质量和售后服务并举，在可能的情况下，尽可能用牺牲质量和售后服务来降低成本，从而以更低的价格占领市场。上策是将产品质量看作企业的“生命线”，以优异的质量和良好的美誉度立足于市场，没有优异的质量和过硬的品牌要想长期屹立于淬回火弹簧钢丝的高端市场是不可能的。要树立自主品牌的突出形象，不可能一蹴而就，必将经历一个漫长过程。淬回火弹簧钢丝行业门槛较低，投资可大可小，低端产品属于典型的劳动密集型和资金密集型产业，高端的除此之外，还和技术密集相关。生产要求不太高的低端产品比生产铅淬火弹簧钢丝不安全因素大很多，原因是用该产品制造的弹簧疲劳寿命和可靠性要求都很高。从市场的角度来看，其用量较大，但早已供过于求。高端产品虽然利润回报丰厚，但用量不大，召回不安全因素更大，迄今为止，全世界也只有极少数公司能够生产，粗规格的有日本高周波热炼和杉田、德国的慕贝尔；细规格的有日本铃木和住友电工、韩国的高丽制钢。综上所述，国内淬回火弹簧钢丝企业要想与世界一流的同行竞争，必须大处着眼，小处着手,培养研发队伍，做到持续自主创新，新产品、新技术源远流长，最终成为行业的领跑者。4结语我国淬回火弹簧钢丝行业“十二五”期间，将面临难得的历史开展机遇，淬回火弹簧钢丝企业要进展产业升级，把生产高端淬回火弹簧钢丝，拥有核心自主知识产权和持续的创新能力以及一流的人才队伍，作为企业存在之本。