车轮行业发展现状,趋势及关键技术探讨

作者:王秀山 文章来源:中国汽车工业协会车轮委员会 发布时间:2013-04-28
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中国汽车工业协会车轮委员会秘书长王秀山先生

伴随着中国汽车工业的发展,近年来我国汽车车轮行业的总体规模急剧增大,目前全国车轮制造企业约400家,年生产能力超过4亿件,这个数字持续在增长并且新建或扩建项目的规模起步都比较大(300万件以上)。整体上,车轮行业产能相对过剩,实际年产量约占总产能的70%左右,其中有近半数销往国外市场,其中,出口额最大的国家是美国。

车轮行业的特点

与其他汽车零部件相比,车轮具有其独特的特点,这也是导致车轮行业目前的严峻形势的主要原因。另外,车轮行业还受到自身、国内及国际等多种因素的影响。

1. 市场需求诱惑力较大

汽车产量和汽车保有量同时增加的双重效应,造成了对车轮市场需求数量上的巨大诱惑力,加之每车对车轮需求量比较大的特殊性,使得车轮产品的需求量相对过大。

2. 产业门槛的问题

车轮结构相对简单,门槛较低,但做车轮容易,做好车轮很难,加之目前本行业没有设定合理的门槛和准入制度,使得很多企业家纷纷加入车轮行业。

3. 欧美发达国家车轮产业的转移

车轮的特点可以概括为:高耗能、高耗材、劳动密集、附加值较低。因此,欧美等发达国家已经部分或全部将该产业转移出来,保留的只是一些高端的产品,这体现在我国车轮行业的现象就是出口量大、出口国家多、外资企业的产品全部出口。

4. 市场多元化

整车配套市场管理体系比较完善,它对产品质量及供应商的整个开发体系都要进行考核和监控。因此,凡是进入整车(尤其是外资品牌)配套市场管理体系的车轮企业,基本都处于稳定有序发展的状态。

售后服务市场,尤其是国内售后市场,目前基本没有形成检验和考核体系来管理销售商和用户,导致售后市场的车轮企业没有提升生产水平的动力,也就没有发展的动力。

典型的车轮制造技术

车轮行业的制造技术不断发展和成熟。

1. 铝合金熔炼技术

(1)将A356铝合金锭加入铝屑、浇冒口和铝合金车轮废品在熔炼炉内配比熔化,然后经过清渣、除气、细化变质等手段,达到可以进行下一步铸造的要求。

(2)由铝厂直接采购A356铝合金液体,在铝屑熔炼保持炉内与铝屑液体按比例混合配比,然后经过清渣、除气、细化变质等手段,达到下一步铸造的要求。该技术能源消耗高、环境污染大、设备寿命短、机械化、自动化水平低、生产效率低,不能适应节能减排低碳经济的发展要求。未来发展方向是车轮厂直接采购使用A356铝合金液,自行建造铝屑熔炼保持炉,进行配比、清渣、除气、细化变质,以减少能源消耗和二次熔炼损耗。铝屑、下脚料由A356铝合金液供应商进行专业回收加工,提高铝液的质量。

2. 铝合金成形技术

该技术是指由铝合金原材料成形刀车轮基本形状的加工技术,分为重力铸造和低压铸造技术、锻造+旋压技术。

(1)重力铸造技术

将铝合金液体靠重力作用填充铸造型腔而获得车轮的基本形状。该技术工艺简单,成本比较低,适合多品种、小批量生产,但目前处于逐步淘汰趋势。

(2)低压铸造技术

铝合金液体在较低压力(20~60kPa)和低速的条件下,填充到模具中,获得车轮的基本形状,这是目前被铝合金车轮行业广泛使用的技术。该技术适用于大批量生产、生产率高、合格率高、铝液利用率高的情况下;但表面质量欠佳,成本也比重力铸造稍高。

(3)锻造+旋压技术

将圆棒型铝合金材料经过锻压(热模锻)加工形成一个初始的形状,然后再用旋压机旋压(热旋)成最终的车轮形状。目前卡车用的铝合金车轮大多采用此工艺。用此工艺加工出的产品质量较好,有较高密度的金相组织和良好的机械性能,重量轻、表面光洁,单件成本远高于铸造。

(4)挤压铸造

现在有些企业正在研究挤压铸造(也称液态模锻)工艺在车轮行业的应用,单限于具体技术问题,暂时没有被批量采用。

3. 热处理技术

铝合金车轮铸造完毕后,要经过热处理,以改善内阻金相组织结构,提高机械性能。目前行业内大部分采用T6热处理工艺,主要设备是料框式热处理炉。国外及国内部分较先进企业都开始采用单层或多层棍棒连续热处理炉,不论生产效率还是过程稳定性都优于普通料框式连续炉。

4. 探伤检测技术

经过铸造、热处理后的毛皮内部可能存在各种缺陷,一旦投入使用会影响使用性能,甚至会造成事故。

因此在热处理后一般都要经过探伤检测工序对毛皮进行检测,将内部存在缺陷的产品识别出来。

5. 机械加工技术

铝合金车轮全面、边都需要经过机械加工,因此加工量非常大,而且由于存在多次装卡,因此加工精度要求非常高。当前通常采用由一台加工中心和两台数控车组合的加工机组来完成一件车轮产品的加工。多数企业的机加设备是进口的,机组数量需求多,投入非常大。

6. 焊接技术

焊接工艺是目前钢车轮加工中不可缺少的重要技术,主要包括电阻焊与电弧焊两种工艺。前者主要用于轮辋的焊接,后者主要用于轮辋轮辐的合成焊接。电阻焊机是钢车轮生产线中重要的关键设备。

7. 旋压技术

这是塑性加工成形的一种,目前主要使用的是强力旋压(即变厚度),卡车用的轮辐目前大多都已经采用了此种成形方式。另外,变截面轮辋已经逐渐在国内实现,此类产品在轻量化方面有较大优势,其加工工艺也要靠旋压,目前该设备尚需进口。

8. 滚型加工技术

这是无内胎钢车轮轮辋所特有的工艺,它也属于塑性加工成形的一种。目前无内胎轮辋的成形主要依靠3次滚型来实现,该设备亦属于专用设备。

9. 冲压成形技术

轿车车轮的轮辐主要采用传统的冲压成形工艺,通常一个产品需要6~10道工序,设备和模具的投入比较大。此技术不适合小批量、多品种的车轮生产。

10. 涂装技术

车轮产品在工序最后要进行表面涂装,目前主要有如下几种方式:电泳漆(或喷漆)、粉末喷涂及电镀。阴极电泳是目前采用较多的涂装工艺,生产线比较长、投入比较大;粉末喷涂是近年来逐渐被使用的涂装工艺,具有节能环保的优势,同时在改变颜色方面较电泳漆有优势;电镀由于需满足环保要求,其发展受到一定限制,主要应用在售后市场的小批量、多品种的车轮生产中,但其价格较另两类产品要高。

车轮行业的发展趋势、目标和方向

1.市场情况

任何一个产品都要适应期市场的需求,车轮产品也不例外。配套市场要依据整车行业的发展而调整。售后市场要不断满足用户的个性化需求。

从近年来整车的发展与车型比例来看,总增长量趋于平缓,乘用车的增长率高于总增长率,商用车产量连续3年处于下降状态。

2. 产品方面

(1)商用车车轮

目前,商用车车轮逐渐向无内胎方向发展,但根据我国的国情,传统的有内胎车轮还将长时间保持一定的比例。无内胎车轮越来越向高强度材料方向发展,这需要钢铁行业的同步发展支持和装备制造业的配套发展。锻造铝合金车轮也是未来的发展方向,但目前主要是出口,国内普遍采用还要假以时日。宽基轮辋有更显著的轻量化优势,国内使用比例比较大,但国内使用的条件尚不成熟。

(2)乘用车车轮

由于整车水平和档次的差距,车轮产品必然会长时间处于参差不齐的状态,并且差距会越来越大。钢制车轮的比例不会有大的变化,主要应用在中低档车上,并且以整车配套市场为主。铝合金车轮仍然是车轮行业发展的主攻方向,高强度、轻量化依然是未来发展的目标。镁合金车轮在轻量化方面有更大的优越性,但其制造技术还需要进一步提高。

2. 企业能力建设方面

对于行业和企业的发展,规模宏大和设备高端是一方面,但更重要的是软实力的提升,包括技术能力和管理能力,技术能力是基础,管理能力是保证。

车轮行业企业必须加大研发经费的投入,提高研发人员的能力,充分利用现有的资源和数据,对外来的先进技术及时地进行消化吸收,注重企业技术能力的基础数据的积累,保持人员和技术的延续性。

管理能力水平的提升也同样重要,尤其是一些民营企业规模发展到一定程度,特别是上市后,必须采取科学的管理方式。

3. 尽快进入和适应国际化

车轮行业与其他零部件行业相比,自主品牌和外资品牌竞争的问题基本不存在。但国际贸易却占这个行业的一半。因此频繁的贸易纠纷势必会成为未来困扰出口企业的问题。企业在海外建厂已经不足为奇,但在我国不同省份之间尚且在诸多差异,给一些国内企业的管理带来困扰,更不用说在不同的国家之间。因此走出国门之前既要练好内功,又要对国门之外加强各方面的了解,这样才能进行科学的分析与应对。

4. 行业发展

一个行业的发展和进步,必须要经历激烈的竞争和优胜劣汰的洗礼。可以说,车轮行业正面临着这样一个阶段。在这种形势下,无论是原有的企业还是新兴的企业,都要在行业中明确自身的定位,并且这个定位一定要与自身的能力和制度相适应。原有的企业要重点发挥自己的优势和长处,而新兴企业要有区别于其他企业,以求更好地发展。这样我们的企业和行业才能生机勃勃。

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