灰铸铁件产业发展调研报告

灰铸铁件产业发展调研报告

充分发挥行业协会的桥梁和纽带作用，凝聚行业力量，反映行业诉求；加强行业基础数据的统计分析工作，建立行业信息定期发布制度和行业预警制度，引导行业健康快速发展；制定行业自律性行规、行约，逐步形成健康有序的机械基础零部件行业市场；开展质量兴业等促进行业质量进步的活动，为产业振兴奠定坚实的基础。铸造行业概况铸造是人类掌握较早的一种金属重熔、热加工成型工艺，随着工业化进程的发展，在众多零部件成型工艺中，铸造成型因具备生产性能特殊、需要一体成型的产品优势而成为机械设备零部件的重要工艺源头。根据铸造金属材料的不同，铸造可进一步分为黑色金属铸造与有色金属铸造。其中，黑色金属铸造包括铸铁件、铸钢件；铸铁件又可进一步细分为灰铸铁件、球墨铸铁件及蠕墨铸铁件等。行业主要产品为球墨铸铁件、灰铸铁件。（一）球墨铸铁概述在铸件产品中，铸铁件长期以来居主导地位。然而，铸铁件虽然具备较好的工艺性能，可铸成任意形状，并具有耐磨性佳、减震性好、变形小等优点，但传统铸铁件尤其是灰铸铁件由于其组织内部的石墨成片状、块状等结构，导致其强度低，塑性也相对较差，通常只能用于生产性能要求较低的产品，无法很好地满足现代机械装备对工作在极端工况下的铸铁零部件品质的要求。受益于20世纪50年代以来的科技进步，尤其是球化处理和化学硬化砂造型两项新技术的出现，突破了延续几千年的传统铸铁工艺，催生了球墨铸铁这一新型工程材料，并对铸铁件的现代化工业应用产生了重大影响。球化处理技术的出现，使得铸铁中的石墨经过球化处理，在保留普通铸铁基础成分、工艺性能及多种优点的同时，强度、塑性发生了质变，且由于球状石墨的存在使得单位强度的重量减少，增加了零件形状设计的自由度，从而使铸铁件具备了广泛工业应用的基础。灰铸铁（A型）金相照片球墨铸铁（球化率1级）金相照片GB/T7216-2009《灰铸铁金相检验》、GB/T9441-2009《球墨铸铁金相检验》目前，球墨铸铁件已在多种机械装备中得到应用，并且随着铸造技术的发展和铸件品质的提高，进一步向重载、低温、耐疲劳、抗磨和耐蚀等极端工况条件渗透，应用领域广阔。（二）铸造工艺概述铸造除按不同材料分类外，根据不同的工艺流程，可将铸造工艺分为砂型铸造、连续铸造、熔模铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造、金属型铸造、真空铸造、挤压铸造及消失模铸造等分类。连续铸造是一种先进的铸造方法，其原理是将熔融的金属，不断浇入一种名为结晶器的特殊金属型中进行冷却，待铁水凝固成一定强度的外壳，通过牵引机拉拔成任意长度或特定长度的铸造件。与传统砂型铸造相比，连续铸造技术含量高，属于较为先进的铸造工艺；其无需使用造型砂，生产工艺清洁环保；连续铸造采用外部辅助降温方式，冷却速度快，避免石墨球化衰竭，能够实现大体积甚至超大体积近乎无缺陷球墨铸铁件制造；连续铸造技术在生产过程中能够提高金属收得率，易于实现机械化、自动化生产，提高了生产效率；同时，连续铸造产出产品具有洁净致密、组织均匀、机械性能优异等优点。连续球墨铸铁件近年来在行业内得到了广泛认可，其相对于砂铸件，具有交货周期短、尺寸范围广、材质致密均匀等特点；相对于锻钢件，连续球墨铸铁件又具有重量轻、加工能耗低、铁切削性能好、节省刀具、加工效率高、耐磨与表面光洁度好等优势；现已逐渐成为精密装备零部件制造领域代表性新材料。搭建公共服务平台，提升行业整体技术水平依托科研院所、高等院校和检测机构等现有资源，形成一批行业检测实验平台，开展基础零部件强化实验、可靠性和寿命测试试验、产品质量检测检验、材料性能检验，为提高基础零部件质量提供先进的检测实验条件和权威的第三方检测。整合集聚优势资源，在中小企业集聚区形成公共服务平台，为中小企业技术创新提供支撑服务。鼓励有条件的大型企业将检测实验能力向社会开放。完善标准体系，加快标准贯彻实施结合产品的研究开发和试验验证，制修订一批国家标准和行业标准，鼓励企业参与国际标准制修订工作，用先进标准支撑行业发展。重点支持设计和制造技术、先进制造工艺及装备、节能减排技术标准的制修订，形成完善的标准体系。建立行业标准化工作和信息平台。发挥标准化手段对规范市场的基础性作用，加强标准宣传贯彻，组织开展重点产品达标工作，推动企业严格执行强制性标准，引导企业积极采用推荐性标准。配合质量监督部门，做好机械基础零部件产品的质量监督管理工作，杜绝无标、违标、降标生产，提高产品质量。加大质量达标产品和企业的宣传力度，创立一批知名品牌。存在的问题近年来我国装备制造业水平大幅提升，大型成套装备已能基本满足国民经济建设需要，然而基础零部件却无法满足主机配套要求，已成为制约我国重大装备发展的瓶颈。（一）科技创新能力薄弱国机械基础零部件制造业对材料、工艺缺乏系统研究与应用，基础共性技术研发和实验投入少且分散，技术基础薄弱，原创技术和专利产品少，导致产品早期故障率高、使用寿命短、可靠性差，与世界先进水平相比存在较大差距。（二）产业结构不合理机械基础零部件产业市场进入门槛低，有效行业监管和企业自律缺失，具有国际竞争力的企业及知名品牌少。中低端基础零部件产品低价恶性竞争严重；高端基础零部件研发、制造能力严重不足。（三）工艺装备落后我国机械基础零部件制造工艺及装备落后现象长期存在，工艺基础数据积累不足，过程控制能力和工艺保证能力不均衡，制造技术与检测手段落后，致使产品的一致性和稳定性不能满足主机配套需求，严重影响了产品制造水平的提升。（四）新产品进入市场难检验认证体系不够完备，新产品缺乏实验验证和应用业绩，加上用户和主机企业因受责任风险等因素影响，对使用基础零部件新产品缺乏信心。同时部分用户对新产品质量差的惯性思维，增加了新产品进入市场的难度。中国铸造行业发展情况中国铸造协会数据显示，2021年受下游主机行业的带动，我国铸件总产量达到5，405万吨，同比增长4．04%，2014-2021年复合增长率为2．27%，总体保持增长态势。下游应用方面，根据中国铸造协会报告统计，中国铸件最主要需求来自于汽车行业，占28．49%，其次是铸管及管件占16．37%，来自工程机械、矿冶重机、机床工具领域的需求占比合计为23．68%。另外，铸件的应用领域也渗透到了内燃机、农机、轨道交通装备、发电设备、船舶制造等多种机械装备产品中，应用领域广泛，是机械装备制造业原材料的重要来源和基础。此外，依据铸造金属材料的不同，铸件可分为铸铁件、铸钢件、有色金属件以及其他合金铸件等，其中，铸铁件长期以来居主导地位，中国铸造协会数据显示，2021年我国铸铁件占铸件总量的比例达72．34%，其中灰铸铁占比41．72%，球墨铸铁占比29．51%，可锻铸铁占比1．11%，铸铁件在铸件中占据绝对优势地位。自2014年以来，国内球墨铸铁产量占全部铸件的比例基本呈逐年增加趋势。球墨铸铁保持了铸铁的轻量化优势的同时，在金属的力学性能上相比灰铸铁有较大改进，市场对其需求逐步增加，从2014年的1，240万吨产量，逐步增加到2021年的1，595万吨产量，复合增长率为3．66%；同时，以球墨铸铁为材料的铸件占国内整体铸件的比例从2014年的26．84%，增长至2021年的29．51%，也呈逐年上涨趋势。点突破原则选择一批基础条件好、需求迫切、带动作用强的领域和产品，加大支持力度，突破发展瓶颈，打造一批具有国际先进水平的产品和知名品牌，带动产业的全面发展。现状机械基础零部件品种规格繁多，量大面广，为航空航天、兵器、机械制造、交通运输、建设工程、冶金矿山、石油化工、电力能源、电子通信、轻工纺织等装备提供配套，并广泛应用于社会生活的各个方面。经过多年发展，我国机械基础零部件制造业已经形成门类较齐全、规模较大、具有一定竞争力的产业体系。目前，我国拥有机械基础零部件规模以上企业8000多家。进入21世纪后，我国机械基础零部件制造业连续多年保持年均20%以上增速，国内市场占有率65%左右，重大装备配套水平显著提高，已成为机电产品出口大户，紧固件产量居世界第一位，液压元件、齿轮市场销售额居世界第二位，轴承和模具销售额居世界第三位。围绕重点领域，突破一批关键零部件发展瓶颈围绕能源开发、交通运输、新农村建设、新材料制备、节能环保与资源综合利用等领域建设所需装备，针对主机配套的轴承、液压件、密封件等关键基础零部件性能水平低、可靠性差等问题，加强基础工艺研究，改善生产条件，加快提升基础零部件质量水平，不断满足各领域装备及战略性新兴产业发展的需要。（一）高效清洁发电设备配套领域偏航变桨用液压伺服系统与密封系统，风电塔筒用大规格高强度紧固件，叶片成型模具和电机定、转子零件大型精密冲压模具；大型水力发电机球阀、转轮叶片、接力器密封系统；核电站二级泵轴承、新型核电主泵三级密封装置、高可靠性核电专用紧固件。（二）高档轿车及重载卡车配套领域轿车三代轮毂和重载卡车二代轮毂轴承单元，汽车节能自动变速器及其关键零部件，汽车发动机正时链系统和变速箱齿形链系统，汽车发动机用高强度紧固件，高档轿车覆盖件模具及多工位高精度冲压模具，汽车超强钢板热压成形模具，汽车发动机进气歧管成形模具，汽车整车及零部件装配生产线用气动伺服阀、比例阀和阀岛、定位气缸；制动能量回收型汽车液压混合动力装置。（三）轨道交通装备和船舶配套领域时速300公里及以上高速动车组、大功率交流传动电力/内燃机车、载重100吨铁路重载货车和城市轨道交通车辆用轴承、齿轮传动装置、气动元件及系统；船用大功率高速齿轮传动装置、高转速大功率液力偶合器调速装置，海洋工程用超大模数齿轮齿条传动装置。（四）工程机械和农业机械配套领域工程机械用高压柱塞泵/马达、高压液压阀、液力变矩器、动力换档变速箱、液压电子控制器，千吨级重型运输车齿轮传动装置，全断面掘进机主轴轴承、密封件，大型行走机械用液力变速器及驱动桥箱；半喂入水稻收割机静液压驱动装置（HST），大型拖拉机耕深液压控制系统。（五）冶金矿山设备配套领域大型薄板冷热连轧设备、高速线材轧机、森吉米尔轧机用轴承，大型轧机设备用伺服装置和系统；煤矿掘进机、采煤机配套用静液压驱动系统、高转速大功率液力偶合器调速装置，水泥立磨机轴承，液压支架配套的密封材料和密封系统。（六）电子专用装备及新兴产业配套领域大规模，超大规模集成电路用引线框架精密多工位级进冲模，集成电路精密封装模具，电子元器件和精密接插件用精密模具，超高速精密冲压模具；高分子复合材料成型设备、生物制药设备、医疗器械所需的精密、超精密模具，CT机轴承，新型化