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国家标准计划《变形铝合金精密锻造 工艺规范》由 TC74(全国锻压标准化技术委员会)归口上报及执行 ,主管部门为国家标准化管理委员会

主要起草单位 芜湖禾田汽车工业有限公司北京机电研究所江苏太平洋精锻科技股份有限公司江苏龙城精锻有限公司湖北三环锻造有限公司宁波蜗牛锻造有限公司中机精密成形产业技术研究院(安徽)股份有限公司

目录

基础信息

计划号
20180826-T-469
制修订
制订
项目周期
24个月
下达日期
2018-07-18
申报日期
2017-06-30
公示开始日期
2018-01-03
公示截止日期
2018-01-17
标准类别
基础
国际标准分类号
77.120.10
77 冶金
77.120 有色金属
77.120.10 铝和铝合金
归口单位
全国锻压标准化技术委员会
执行单位
全国锻压标准化技术委员会
主管部门
国家标准化管理委员会

起草单位

目的意义

变形铝合金是以铝为基添加合金化元素经塑性变形获得某些特性的铝合金,与铸造铝合金的区别在于可以用锻造、轧制、冲压、拉拔和挤压方法进行压力加工。

近年来,随着对节能、环保、安全要求的不断提升,锻造铝业呈现增长态势。

变形铝合金锻件具有:重量轻、强度好、加工容易、美观、适于各种表面处理,耐腐蚀性、导热性、导电性、耐药性好等优点。

在军工、航空、汽车、造船、建筑、化工、机械等各工业部门均得到了广泛的应用。

变形铝合金锻件的密度小,在相同条件下铝合金车身与含铜耐磨钢车身相比重量可减轻35%以上,可增加运量10%,节能9.6% ~ 12.5%,因此是航空航天和现代交通运输轻量化、高速化的关键材料。

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,因此变形铝合金锻件的应用得到了迅猛的增长,世界各国都集中人力、物力和财力发展变形铝合金锻件的生产。

在《中国制造2025》中,提出要加快制造业绿色改造升级,加强绿色产品研发应用,推广轻量化、低功耗、易回收等技术工艺。

《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》指出要坚持把可持续发展作为建设制造强国的重要着力点,加强节能环保技术、工艺、装备推广应用,全面推行清洁生产,提出要坚持节能优先、降低能耗。

《工业强基工程实施指南(2016-2020年)》提出要开展十大领域四基“一揽子”突破行动,其中“节能与新能源汽车“一揽子”突破行动”中指出要开发轻量化车身复合材料、轻合金材料等关键基础材料,推广轻量化材料成形制造工艺、汽车件近净成形制造工艺等先进基础工艺。

另外,《工业强基工程实施指南(2016-2020年)》还提出要实施重点产品、工艺“一条龙”应用计划,其中“轻量化材料精密成形技术“一条龙”应用计划”提出针对节能和新能源汽车及先进轨道交通等高端装备轻量化需求,采用铝合金、镁合金、钛合金及超高强度钢等轻量化材料,推广铝及镁合金精密成形铸造工艺、塑性成形工艺及连接工艺、超高强度钢精密塑性成形工艺等,实现既“控形”又“控性”的“双控”目标。

在当今世界人类的生存和发展正面临着资源、能源、环保、安全等问题的严峻挑战,加速发展变形铝合金锻件加工技术符合国家未来的发展趋势,具有重大的战略意义。

工信部《“三基”规划》中,将“锻压”工艺列为“机械工业生产过程中量大面广、通用性强的”的“基础制造工艺”之一。

本标准推荐采用的精密锻造工艺是国家大力倡导的绿色制造工艺,与传统锻造工艺相比,采用精密锻造工艺生产具有产品质量优、生产效率高、节能降耗、节材低碳的优势,符合《中国制造2025》中提出的“要加快应用清洁高效铸造、锻压、焊接、表面处理、切削等加工工艺,实现绿色生产”的要求,也符合《国家标准化体系建设发展规划(2016-2020年)》中提出的“重点制定铸造、锻压、热处理、增材制造等绿色工艺及基础制造装备标准”的要求。

本标准正是基于以上市场现实和国家政策,重点发展变形铝合金精密锻造工艺。

我国目前还没有变形铝合金精密锻造工艺规范相关国家标准,各企业都是根据本企业的现状和以往的经验制定各自的生产工艺,从而造成各企业生产能力差别较大、产品品质差异较大,直接影响了我国变形铝合金精密锻件整体的技术水平和市场竞争力,因此急需出台国家标准来规范生产流程。

本标准对变形铝合金精密锻造工艺生产全过程进行了详细说明,可以规范企业设计、生产及贸易等行为,有实际应用价值,促进了产品质量不断改进,提升了我国在变形铝合金精密锻造方面的整体水平。

本标准的发布实施有助于让更多的企业及科研机构按照标准推荐的变形铝合金精密锻造工艺规范来指导产品生产和企业管理,在工艺编制、模具设计和生产过程中按照标准的规定执行,从而锻造出优质的变形铝合金锻件,改善和规范了各企业的生产模式,减少了企业生产中的浪费,降低了产品成本,提高了产品竞争力,促进了变形铝合金精密锻造工艺的技术进步与产业升级。

本标准将对我国变形铝合金精密锻造行业实现节能、降耗、减排起到积极的推动作用,符合国家重点产业发展规划的要求,对促进航空航天、交通运输等行业的轻量化发展起到积极的作用,具有良好的社会效益和经济效益。

本标准已列入《国家重点研发计划--国家质量基础的共性技术研究与应用--重要领域绿色制造关键共性标准研究--清洁高效制造工艺关键技术标准研究》(课题编号:2017YFF0207902)课题中,因此,本项目属于重大项目。

本标准的制定符合《装备制造业标准化和质量提升规划》中“推动重点领域标准化突破,提升装备制造业质量竞争力”中关于“研制先进轨道交通装备用高强度铝合金轻量化结构材料标准”和“研制汽车轻量化用铝合金材料和镁合金材料等相关标准”的要求。

坚持标准引领,用先进标准倒逼装备制造业转型和质量升级。

该标准具有实际应用价值,是广大锻造企业急需的一项标准。

范围和主要技术内容

标准的主要技术内容与适用范围: 拟编制的标准适用于质量小于15 kg 的变形铝合金热模锻件。 主要技术内容包括:规范性引用文件、术语和定义、工艺规范、包装、运输与储存等。 预研情况:2015年7月全国锻压标准化技术委员会六届五次会议决定,向国家标准化管理委员会提出制定国家标准《变形铝合金精密锻造 工艺规范》的立项申请。会后,在全国锻压标准化技术委员会的组织下,成立了由芜湖禾田汽车工业有限公司、北京机电研究所、江苏太平洋精锻科技股份有限公司、江苏龙城精锻有限公司、湖北三环锻造有限公司、宁波蜗牛锻造有限公司、中机精密成形产业技术研究院(安徽)股份有限公司等单位的技术人员组成的标准工作组。工作组经讨论后认为,本标准应紧密结合国内外铝合金技术研发成果进行编写。工作组根据多年生产实践积累的经验和资料,历时2年多研究确定了本标准的框架,并于2016年12月完成了标准草案。

国内外简要情况说明

1. 国内外对该技术研究情况说明 变形铝合金锻件的大量生产、应用是从20 世纪50 年代开始的。经过几十年的发展, 无论在装备上,模具设计和制造上,生产工艺和技术上,还是在锻件品种、规格、质量和生产规模等方面都得到飞速发展,尤其是美国、俄罗斯、德国、日本、法国、意大利、捷克、奥地利、瑞士等国的锻件生产达到了相当高的水平。铝及铝合金锻压技术上,研发了大量的锻压新工艺、新技术,如:液体模锻、半固态模锻、等温锻造、粉末锻造、多向模锻、无斜度精密模锻、分部模锻、包套模锻等精密锻造工艺,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、降低劳动强度、提高经济效益等方面发挥了重大作用。在锻件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,十几个状态,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,基本上可满足飞机、飞船、火箭、导弹、卫星、舰艇、航母以及发电设备、起重设备等的要求,产品的内部组织、力学性能和尺寸精度基本上能满足各种用户的要求。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,迫使变形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。 近年来,我国变形铝合金锻件的生产与技术有了长足的进步,成为了世界铝合金锻件生产大国。国内相关大学、科研单位对铝合金精锻技术进行了较为深入的研究,建立了数种牌号高强度铝合金热力学性能数据库,成功开发了复杂铝合金零件精密模锻成形工艺方案,并提出了相应的热处理工艺。但是,无论在技术装备上、模具设计与制造上、产品产量与规模上、生产效率与批量化生产上、产品质量与效益等方面都与国外先进水平存在较大差距。到目前为止,我国铝锻件年生产能力仅为20000吨左右,产品品种相对较少。工业发达国家的模锻件已占全部锻件的80%左右,我国只占30%左右。国外模锻件的设计、模具制造方面已引入计算机技术、锻模CAD/CAM/CAE和模锻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。因此,不仅不能满足国内外市场对变形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代替钢锻件的步伐。为此,我国应集中人力、物力和财力,尽快提高我国铝合金锻件生产的工艺装备水平和生产工艺水平,缩小与国外先进水平的差距,最大程度地满足国内外市场的需求。 2. 项目与国际标准或国外先进标准采用程度的考虑 该标准项目属于我国自主研发制定的标准,没有对应的国际或国外标准。国外标准方面,主要有:《EN 586 Aluminium and Aluminium Alloys – Forgings》、《EN 603 Aluminium and Aluminium Alloys - Wrought Forging Stock 》、《EN 2070 Aerospace Series Aluminium and Aluminium Alloy Wrought Products Technical Specification》等,但这些标准的适用范围无一例外都是针对铝及铝合金,既包括铸造铝合金,也包括变形铝合金,而本标准是专门针对变形铝合金而制定的,以上国外标准的范围均比较宽泛。 3. 与国内相关标准间的关系 经查无对应的国内标准。国家标准主要有:《GB/T 3190 变形铝及铝合金化学成分》、《GB/T 3246 变形铝及铝合金制品组织检验方法》、《GB/T 16474 变形铝及铝合金牌号表示方法》、《GB/T 16475 变形铝及铝合金状态代号》、《GB/T 17432 变形铝及铝合金化学成分分析取样方法》等,均是关于变形铝及铝合金检验检测方面的,关于加工工艺方面有《GB/T 26492 变形铝及铝合金铸锭及加工产品缺陷》、《GB 30078 变形铝及铝合金铸锭安全生产规范》等,均是针对铸造工艺的。行业标准主要有:《QJ/Z 127-1984 变形铝合金的热处理》、《YS/T 59l 变形铝及铝合金热处理规范 》、《YS/T 67 变形铝及铝合金圆铸锭》等,也是关于铸造和热处理工艺的。有关锻造工艺的标准有:《CNS 9612 铝及铝合金锻件》、《YS/T 479 一般工业用铝及铝合金锻件》,但适用范围较宽泛,针对的是所有铝合金。 4. 明确指出标准项目是否存在知识产权问题 本标准不涉及知识产权的问题。

国家级科研专项支撑

课题编号:2017YFF0207902 《国家重点研发计划--国家质量基础的共性技术研究与应用--重要领域绿色制造关键共性标准研究--清洁高效制造工艺关键技术标准研究》