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弹簧钢

2016-04-18 10:29      点击:

一、我国弹簧行业的发展现状及趋势

 

  (一)行业现状

 

  弹簧作为装备制造的基础件、零部件之一,其规模品种的的扩大、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结构长期以来形成了低档普通弹簧供过于求.高档产品(度、高应力、异性件、特种材)供不应求的被动形势。弹黄产品已经不能完全满足高端装备制造业的发展需求.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,我国弹簧产品性能方面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.集中反应在性能不稳定,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。

 

  (二)发展趋势

 

  弹簧产品市场包括交通运输、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、最有发展前途的市场。据悉,汽车、铁路行业合计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发展。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发展,弹簧产品规将继续扩大。此外一些领域,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。

 

  未来.加强对弹簧新产品的开发.扩大弹簧产品的品种规模,提高高档弹簧产品的比例,是我国弹簧行业可特续发展的必然趋势。我国弹簧产品将向着高强度、高寿命、轻量化、小型化、异形件、组合件方向发展,见表1。

 

  二、弹簧行业发展对我国弹簧钢产晶的需求分析

 

  (一)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、、集团、、等。

 

  表1弹簧产品发展方向

下游行业 典型产品弹簧 发展方向
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弛方向发展.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发展,以稳定产品质量
日用五金 床垫、沙发、门铰链、玩具、打火机等五金弹簧 向小型化方向发展
仪器仪表及电子电器 电动机刷弹簧、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方向发展
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、矿山震动筛用悬架弹簧等 向高疲劳性能、高抗腐蚀性方向发展
海外出口 钢板弹簧 向少片变截面簧、变钢度簧发展

 

  表2弹簧钢分类

弹簧钢钢种 典型牌号 主要应用领域
碳素弹簧钢 65号、70号、85号 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 65 Mn 主要用于制造各种小截面扁簧、圆簧、发条等
硅锰弹簧钢 60Si2Mn60Si2MnA 用途广泛,制造各种弹簧
硅铬弹簧钢 60Si2CrA、60Si2CrVA 多用于制造载荷大的重要大型弹簧
铬锰弹簧钢 55CrMnA 多用于制造大截面的各种重要弹簧
铬钒弹簧钢 50CrVA 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
钨铬钒弹簧钢 30W4Cr2VA 主要用于工作温度.500℃ 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

 

  随着我国汽车、铁路等装备制造业发展,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年或将达到370万吨。

 

  (二)品种质量情况

 

  目前,我国弹簧钢产品仍然存在低中端产品过剩,高端品种以及特殊品种难以提供;一般的力学特性能达到,但工艺水平及质量控制不稳定等一系列问题,部分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口3000~4000吨;汽车阀门用弹簧钢丝每年需进口2000吨左右;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则100%采用国外进口。

  未来,为满足高端弹簧基础零部件国产化的发展需求,应不断开发高性能弹簧钢产品,一方面是向高强度方向发展,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发展,根据不同的用途,要求具有耐蚀性、非磁性、导电性、耐磨性、耐热性等。

  2.质量方面

  目前我国弹簧钢的纯净度、抗疲劳性、表面质量以及质量稳定性等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发展要求,应不断改善弹簧钢产品的质量,严格控制化学成分、降低非金属夹杂、提高表面质量和尺寸精度,提高弹簧钢质量稳定性。

  三、弹簧钢产品重点发展方向

  (一)高强度汽车悬架弹簧用弹簧钢

  目前,我国弹簧钢无法满足高档乘用车悬架簧用钢性能需求,强度1200兆帕及以上悬架弹簧产品用弹簧钢全部依赖进口。日本早在20世纪90年代已经研究出用于应力达到1200兆帕、1300兆帕的悬架弹簧用钢,已经投入市场的有UHS1900及UHS2000两个牌号。此外,M&B公司已为上海设计出应力高达1380兆帕的悬架弹簧。未来,随着汽车轻量化,发展高强度、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。

  (二)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,要求抗拉强度达到2000兆帕;对氧化物、硫化物的夹杂物等级均达到0级;异型截面材料对曲率、长短轴等有特殊要求。目前,国外气门弹簧专用弹簧钢生产主要集中在日、韩、瑞典,生产企业有日本铃木、三兴、住友、神钢钢线、KisWire、瑞典Garphyttan等,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,发展异型截面气门弹簧用弹簧钢是满足我国弹簧行业高端发展需求、提高重大装备配套弹簧自主化率的必然选择。

  (三)铁路提速货车用弹簧钢

  目前,新造铁路货车必须满足每小时120公里的提速要求,对制造货车各种零部件的材料提出了更高的要求。根据铁路货车发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,为适应重载货车的发展需要,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。未来,亟需发展高安全性、长寿命、经济性良好、高耐蚀性和耐氢脆性、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。

  四、展望

  随着我国新型工业化的发展,在重点投资发展农机、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发展。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,弹簧产品结构将有所改变,高技术产品的比重将逐步增加。弹簧制造业的发展,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、功能性方向发展。从发展趋势看,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;适应铁路车辆提速、重载需求的弹簧钢产品的需求量将增加。

 

  注:转自钢铁规划研究