高端合金钢承压铸件是一类以高端合金钢为基材、面向承压工况开发的高性能铸件,目前在多个高端制造领域都有广泛应用,相关产业布局和技术特点如下:
- 行业应用与市场基础
国内高端合金钢的市场占比仍有较大提升空间,2017-2019年头部企业盛德鑫泰的高端合金钢销量占比从17.29%持续提升至22.59%,而国内整体高端和尖端产品的合金钢占比仅为27.25%,后续高端合金钢在承压类铸件场景的渗透仍有充足空间 【2】 【10】 。这类铸件目前已经广泛服务于高压液压件、石化阀门、航空航天热端部件等需要承受高压、复杂力学载荷的场景。
- 核心技术与工艺壁垒
这类承压铸件的生产有着极高的技术要求:
- 成分控制精度远高于普通汽车铸件,合金元素含量波动范围需要控制在0.05%以内,仅为汽车发动机铸件要求的一半,企业需要通过高性能合金化学成分管控、配套熔炼与金属液热处理工艺才能实现达标 【6】 。
- 部分面向大型高载荷场景的高端铝合金承压铸件,还会配套数字化成型技术,通过在线温度检测、PID控制、智能低压控制算法实现大流量稳态充填,最终产品内部质量可达到I类铸件要求,满足高承压场景的严苛标准 【4】 。
- 砂芯制备等工序也有高门槛,头部企业已经实现砂芯均质化成型,砂芯表面硬度差小于10%,保障铸件整体结构强度均匀,避免承压时出现应力薄弱点 【6】 。
- 头部企业布局与下游配套
目前国内相关头部企业已经形成了成熟的产能与客户配套体系:
- 液压承压铸件领域,头部企业的高精密液压铸件产能已达6万吨,通过引入德国先进生产设备、采用湿砂造型工艺,铸件良品率长期维持在98%以上,产品除配套工程机械领域外,还拓展到新能源、高铁等场景,2023年铸造板块外销占比达到57%,依托高品质铸件自制,企业销售净利率比行业客户高出18个百分点 【11】 。
- 石化能源承压场景,相关企业已经成为中石化唯一高压氧气阀铸件、锻件材料供应商,同时为国内阀门龙头纽威股份提供战略配套,产品直接服务于高压工况的能源输送、炼化装备 【7】 。
- 航空航天高端承压场景,国内企业已经具备制造直径超1200mm的航发燃气轮机涡轮机匣这类大型复杂薄壁高温合金承压铸件的能力,相关产品技术达到国际领先水平,成功应用于国产大飞机航发、航天重大工程飞行器热端部件,部分相关技术还获得了国家技术发明奖二等奖 【9】 。
- 政策发展红利
高端合金钢承压铸件所属的铸造锻压、高温合金相关赛道,属于国家明确鼓励发展的方向,工信部、发改委等多部门先后出台指导意见,将高温合金、高品质合金材料列为鼓励类目录,为相关高端承压铸件的技术迭代和国产替代提供了长期的政策支撑 【7】 。