秦漢精工:異形件冷溫擠壓專家


秦漢精工:異形件冷溫擠壓專家

2021-01-13 劉明星的衝壓鈑金空間

文| 劉明星、王思傑、李建

MFC《金屬板材成形》雜誌一直致力於推廣金屬加工新工藝,通過封面文章採訪一家典型企業的負責人,讓讀者深度窺視一家企業,進而了解一個行業。本期我們介紹的洛陽秦漢精工股份有限公司就是精密冷鍛、冷溫擠壓的一個代表性企業,也是MFC採訪的第一家中西部的企業。

秦漢精工總經理辛選榮教授參加了2019年的MFC舉辦的第一場冷擠壓的年會,並做了精彩的報告,給與會代表留下了深刻印象,2020年7月初,我們回訪了辛教授。辛教授退休前是河南科技大學材料學院教授,發表了100多篇專業論文,又創辦實業,是業內不可多得的學者型企業家。

MFC:首先請您簡要介紹一下洛陽秦漢精工股份有限公司的整體情況。

辛選榮:洛陽秦漢精工股份有限公司是一家集精密鍛造、冷溫擠壓、半固態成形和精密機械加工於一體的高新技術企業,是河南省近淨成形工程技術研究中心、新三板掛牌企業,主要服務於高壓開關、軍工、汽車、新能源汽車和工程機械等行業,是平高電氣、中國西電、航天精工、中航光電、日本東芝、日本三菱、美國P+RFASTENERS、德國馬夸特、俄羅斯TG等國內外知名企業的供應商,並且是全球最高電壓等級——國家電網百萬伏的戰略合作供應商。

秦漢精工原名洛陽工學院精密鍛壓廠,創立了於1992年,由原洛陽工學院即今天的河南科技大學基於我本人的研究成果籌建。我當了12年廠長,2004年按教育部文件要求把這家校辦工廠改制爲現代化股份制企業,並於2015年底在新三板掛牌上市,2016年通過TS16949體系認證。秦漢精工自上市以來,貫徹執行三會要求,管理和治理水平提升,獲得了快速發展,每年的增速保持在兩位數以上,2019年營收有4000多萬,多年來毛利率在30%左右。

公司位於洛陽市宜陽軸承產業園,占地52畝,2013年投建現代化標準廠房,目前有員工165人左右,其中研發人員20餘人,8000KN以下鍛壓設備25台,車銑複合、三軸、四軸加工中心等23台,數控車牀30多台,其它鑽、銑、磨、加熱設備數十台,還有四軸水切割、滾齒機、鋁合金熱處理爐等。

秦漢精工取得精密成型發明專利9項,實用新型專利22項,以「冷溫擠壓、精密成形、近淨成形」爲主要技術依託,具有逾兩千套的精密成形模具設計製造經驗,使公司形成了上千種長杆類、深孔類、異形孔、雙柱類異形件的精鍛、異種金屬鍛接、鍛焊等特色加工門類的零部件產品。

MFC:秦漢精工的主打產品是什麼?有哪些獨特的優勢?服務哪些行業?這些行業有什麼特點?

辛選榮:我們的主打產品是冷鍛、冷擠壓、特別是異形件冷鍛產品以及鍛接、鍛裝、鍛焊類產品,提供從鍛造、冷擠壓、機加工到組裝完整解決方案。這些零部件一般是精密安全件或受力件,是高壓開關、汽車、新能源、軍品等行業關鍵部件,重量從十幾克到十幾公斤不等,實心空心都有,往往市場需求量較大、材料價格昂貴、成形困難、精度和強度性能要求高。

傳統加工方式一般是熱鍛之後再機加工。熱鍛一般本身有20%~30%的飛邊,再刨除機加工產生的廢料,實際材料利用率很低,且製件性能不佳。

秦漢精工採用冷溫擠壓成形技術,不用像熱鍛那樣將坯料加熱到再結晶溫度,鍛件內在質量好,表面質量高,而且得到接近零件形狀的鍛件,沒有毛邊或很少毛邊,有些產品的材料利用率能達到95%以上,大幅降低了材料成本,後序或者不機加工直接使用,或者機加工損耗極低;成形零件尺寸穩定,一致性好。

MFC:精鍛/冷溫擠壓和普通鍛造有哪些不同?技術難點是什麼?

辛選榮:簡單地說,普通鍛造一般是把毛坯料加熱到再結晶溫度之上的溫度進行體積成形,也稱之爲熱鍛,而不加熱直接室溫鍛造稱之冷鍛,加熱溫度介於二者之間的就是溫鍛。實際生產中常用純冷擠壓冷鍛工藝,也常用溫熱鍛成形之後再採用冷鍛進一步提高工件精度的方法,這種工藝適合成形比純冷擠截面變化更大的零件。

冷溫鍛一般用於5公斤以下的迴轉體或軸對稱件的成形,如齒輪、齒圈、花鍵軸、套筒等零件。秦漢精工在難度更大的非對稱件的冷溫成形領域也進行了不少嘗試,目前技術方面走在同行前列,特別是在銅鋁合金異形件成形方面建樹頗多,所以航天軍工客戶也比較多。

相對於熱鍛,冷溫擠壓技術對模具材料、設備、工藝等要求更加苛刻。冷溫擠壓模具是重載模具,應力集中現象嚴重,要求模具強度高,耐磨性好。模具材料貴,加工難度高,所以模具成本高。因爲冷溫鍛的單位壓力遠大於熱鍛,弄不好甚至可能崩裂傷人,所以模具以及工藝設計需要更專業一些。冷溫擠壓工藝在壓力控制、成形速度、保壓時間、溫度控制、潤滑管理、彈性變形和熱收縮等環節都比熱鍛更難控制。任何細節問題都可能導致整個工藝失敗,要求從業人員有系統的專業知識和豐富設計調試經驗。我研究了一輩子冷鍛技術,仍然是感覺學無止境,問題總比能解決的要多得多,想乾的以及想研究的東西太多。

秦漢精工以高校爲依託,也得到國家省市各級層面的支持,在理論和基礎研究方面有優勢,我也一直帶研究生做各種基礎研究和數值模擬工作,積累了大量的成果和數據。這些研究成果大部分都用於秦漢精工實際生產,是真正的產學研三結合,既爲行業培養人才,又提升企業製造水平,已培養碩士研究生10餘名。

MFC:國內外同行業的差別主要在哪些方面?目前國際上冷溫擠壓做得好的國家有哪些?

辛選榮:目前國際上冷鍛水平最高的國家是美國、德國和日本,他們的研究歷史比較長且系統性強,突破了很多關鍵理論和技術,比如現代冷擠壓的最關鍵技術之一的磷酸鹽皮膜化合處理技術(簡稱磷皂化處理)是德國人在1930年代攻克的。再比如全球風行的DEFORM模擬軟體就出自美國。

二戰之後,汽車行業繁榮,美國、日本和歐洲工業強國在特大批量冷鍛件方面不斷研究和積累,把很多原本熱鍛、鑄造、粉末冶金、衝壓、焊接、機加工的工藝用冷溫鍛替代,實現了效率的提升與成本的大幅度降低。

這些先進國家還將閉塞鍛造、背壓鍛造、分流鍛造、板材沖鍛聯合、徑向鍛造、多向模鍛等工藝應用於實際生產,逐漸用冷溫成形技術加工複雜零件,獲得良好的效益之後,又有能力進一步去攻克新的技術,形成良性循環。這個過程中,壓力機、模具、材料、潤滑劑、模擬軟體等環節都有一流的企業和科研院所參與,形成一個系統工程,共同攻克技術難點,形成行業優勢。冷溫擠壓的行業優勢難以建立,一旦建立起來,也不太容易失去。

國內與之相比主要是研究的歷史不夠長,國家缺乏系統投入,行業缺乏系統研究,行業缺少引領人才和牽頭機構,也因此高檔次從業人員不夠穩定,高水平專項研究缺少經費和研究人才。

秦漢精工能取得今天一點成績,更多的是自身近三十年來對模具的研究和積累,來自設備、材料和軟體模擬商等相關方面的直接支持就比較少,因爲冷鍛的市場份額還沒有充分開發出來,上游供應商給予個性化的重視不夠,這是行業普遍面臨的問題,需要上下游一起努力。

權威數據顯示歐美日本的乘用小轎車單車冷鍛件用量在40~50公斤之間,特別是一些複雜特殊件採用了冷鍛技術,使得乘用車製造成本大幅度下降,甚至他們還研製了很多特殊零件冷鍛專機,大幅度提高了產品精度和生產效率。這是他們長期研究的結果,而我國小轎車單車冷鍛件用量還不到30公斤。可以說我們國家汽車冷鍛件的市場空間足夠大,前景廣闊,有不少和我們類似的企業都在搞冷擠冷鍛技術攻關。可以預期中國冷鍛技術在未來二十年內一定會大爆發。

MFC:冷溫擠壓的行業現狀如何?未來的發展趨勢是怎麼樣的?

辛選榮:冷鍛的特點是效率高、質量好,需求量越大,經濟性越好。

目前歐美和日本冷溫擠壓水平很高,但主要集中在特大批量的汽車件領域,對於批量不夠大的零件,收入支撐不了人工費用和模具費,只有放棄,所以對這類批量不是特別大的冷鍛冷擠壓件他們主要還是靠進口。

我感覺隨著他們人員老齡化,年輕一代缺少老一代那樣的吃苦耐勞精神,這些行業必將向中國等亞洲國家轉移。中國在幾乎所有的機械品類都是世界前列的生產國和消費國,這意味著很多在發達國家形成不了規模的產品,在中國可以由幾家公司做成規模效應,進而壟斷全球的供應,這樣的例子已經很多。秦漢精工一直致力於成爲這樣的公司,以不可替代的技術優勢成爲客戶的戰略合作夥伴,穩定地提供產品和服務。由於冷溫成形的優勢,只要有市場,企業就有動力用它來替代別的工藝,目前冷鍛精鍛零部件製造公司的毛利率整體高於衝壓、鑄造零部件製造公司。但是又由於冷溫成形門檻較高,短時間高素質的人才和技術積累又不容易用錢砸出來,所以會有較長的成長發展曲線。中國做鍛壓的人口基數大,從業人員多,假以時日,各個分支領域,各種新技術都有能力去研究透徹。中國的環保壓力加大,傳統的磷皂化處理工藝汙染較大,面臨限制,同時各種新材料以及更大尺寸、更複雜的零件採用冷溫成形技術,新型環保潤滑劑和工藝還有很大發展空間。

隨著模具加工設備和數值模擬技術的發展,異形件的冷擠冷鍛必將進入快車道,而秦漢精工已經有一定的先發優勢。

MFC:因爲中美貿易摩擦和新冠疫情的威脅,爲了規避稅收壁壘以及零部件過度依賴一個國家和地區的風險,製造業有向東南亞、墨西哥和東歐遷移的呼聲,這對冷溫擠壓行業是否有影響?

辛選榮:疫情對於行業的出口影響比較大,有些出口導向的企業可能已經支持不住。秦漢精工也受到了影響:美國P&R公司大幅度減少訂貨,德國威爾伯暫停合作。不過在新基建等國家大戰略下,電力行業和新能源事業發展突飛猛進,我們在這兩個方向的產值占到總產值的2/3,訂單飽滿。有色金屬冷擠冷鍛大有作爲。

關於產業向國外轉移問題,也不是個簡單事情,電子行業容易走,我覺得至少我們行業不必過於悲觀。東南亞國家缺乏中國改革開放時完整的工業基礎,也沒有那麼多的產業技術工人,冷擠壓技術人員短時間也培養不出來。冷溫鍛在中國已經形成了完整的產業鏈,物流的方便性和及時性全球領先,還有前面提到中國冷鍛市場特別明顯的規模效應,構成了我們這個行業的競爭優勢。

我也關注了越南以及東南亞等國的情況,地價和人工成本增長的太快了,原來比我們廉價的人工成本優勢在迅速縮小,隨著我們國內數位化、自動化、智能化的應用水平提升,應該能大幅度沖抵他們的人工成本廉價的影響。

在所有中國快速發展的因素中,我還是覺得在過去四十年裡,中國人刻苦拼搏、艱苦奮鬥,要改變命運,要奮發圖強的強烈驅動力是這一切的根本原因之一,這種驅動力目前依然旺盛。而比我們先進的發達國家同行的這種動力在弱化,中國未來在這個領域領先的前景指日可待。

MFC:最後談談秦漢精工的發展前景。

辛選榮:秦漢精工最近五六年的發展目標是成爲滬深科創板的上市公司,讓企業獲得更大發展,留住和吸引優秀人才,提升軟硬體水平,成爲國內異形件冷溫成形的龍頭企業。

秦漢精工身處中原腹地,能成爲行業有影響力的企業,對於洛陽市也意義重大,希望能帶動上下游產業鏈在洛陽形成氣候。我雖然是西安人,但是大部分學習和工作時間在洛陽,河南給了我太多榮譽和機會,從感情上我也要回饋河南、回饋洛陽,回饋河南科技大學,促進當地經濟和就業,造福行業,履行企業家的社會責任。

2020年是秦漢精工進入新三板第五年,是我從學校退休的第四年,也是我全力投入到公司管理的第四年。新三板掛牌後每年都要披露年報,對財務指標和技術創新都很高的硬性要求,壓力很大,也使我徹底完成了從學者向企業家的轉變。

未來要想獲得投資者認可,秦漢精工在業務上要開拓新領域,做大市場份額;在技術上,堅定不移的走科技創新之路,所以我們在強化新材料異形件的研發;在銷售體系建設上,和國際最頂級的公司合作,讓高素質的客戶帶領我們進步,走向國際舞台;在人才培養與組織架構方面,先後與「深圳華一世紀」、「北京長松諮詢」、台灣健峯企管集團」等公司簽訂了常年合作協議,引進專業的成熟體系,爲公司人才培養和組織構架打造良好的骨架。

2019年5月,公司獲得智慧財產權管理體系認證證書,同時獲得平高集團的優秀供應商質量領先獎。未來,德國威爾伯公司高品質鋁合金件的冷鍛將會給我們的市場結構帶來比較大的變化,我們也完成了汽車轉向軸接叉的小批量試製,即將進入大批量生產階段,由此切入汽車冷鍛行業,預計未來三年,秦漢精工會有一個快速發展。最後,我希望通過MFC的平台,能夠得到更多客戶和同行的認可。

謝謝大家!