国内汽车悬挂弹簧生产及使用钢材情况.pdf

一、国内汽车悬挂弹簧行业现状1 行业简介国内汽车悬挂弹簧生产企业16 0 余家，遍布全国各地，具有规模的专业生产企业(生产规模在O 8 万吨以上)约8 0 余家。汽车悬挂弹簧行业隶属于中国汽车工业协会钢板弹簧委员会，国内近5 0 家企业加入中国汽车钢板弹簧委员会，入会单位使用的原材料质量较好，产品信誉较高，不进行恶性市场竞争，产品质量水平己达到国外先进国家2 0 世纪9 0 年代水平。由于国内弹簧行业基本上是从小作坊发展起来的，因此，生产规模在5 0 0 0 吨以下的地方企业还有约8 0 余家，由于生产规模较小，相对抗风险能力较弱，因此这类生产企业一般不会长久存在。现悬挂弹簧行业生产企业存在过多、过乱现象，其中真正形成大规模、大批量生产的企业为数不多，大多仍停留在简单生产工艺的水平上，产品成本较高，难以参与国际市场竞争。国内能够生产高档次汽车钢板悬挂弹簧的企业只有4 家：一汽集团辽阳汽车弹簧厂、东风汽车悬架弹簧有限公司、重庆红岩汽车弹簧厂、山东钢板簧厂，具有生产多种叠片簧、渐变刚度弹簧、少片变截面钢板弹簧和双曲率半径及平直段的汽车钢板弹簧的能力。国内能够同时生产客车、货车、轿车悬挂弹簧的厂家只有三个：一汽集团辽阳汽车弹簧厂、东风汽车悬架弹簧有限公司、山东钢板簧厂。2 汽车对悬架弹簧的质量要求悬架弹簧在汽车行驶过程中，承受高频往复压缩运动，起着缓冲和减震作用，其质量好坏，对车辆平稳性安全性起着至关重要的作用。专业正规企业生产的汽车悬架弹簧表面平整光滑、规格尺寸规范、喷漆工艺水平高。轿车、客车对悬架弹簧性能要求较高，以达到减小噪音、速度快、震动小、提高舒适度、弹性好、平稳性好等特性；重型及超重型载货车需要高强度悬架弹簧，悬架弹簧的技术发展趋势总体上为轻量化(高应力)、高可靠度，悬架弹簧设计应力普遍要求大于110 OMPa，高的可达1 2 0 0 M P a。3 钢板悬挂弹簧行业市场需求目前，国内钢板悬挂弹簧已全部实现国产化。钢板悬挂弹簧行业的市场主要是国内市场，出口占销售额的比例很小，不足1。在1 9 9 5 一1 9 9 6 年，国内有一定规模的钢板簧厂曾少量出口，一般出口到意大利、美国、台湾地区、印度、法国等，其中东风出口钢板悬挂弹簧属免检产品。国内出口板簧均为小于1 吨的小板簧，用于国外的小皮卡等小型货车，价格较低，技术含量不高，附加值较低，因此，现国内基本不出口钢板弹簧。国内悬挂弹簧行业在2 0 世纪8 0 年代末、9 0 年代初随着汽车工业的发展而高速发展，到2 0 0 4 年国内汽车生产量已达到5 0 7 万辆，粗略估计国内汽车工业对悬架弹簧的年需求量约为4 5 0 万件，各主要弹簧配套厂也相应地按用户的需求扩充自己的生产能力，现悬挂弹簧生产能力与市场需求相比处于供过于求的局面。汽车工业的快速发展，对弹簧产品种类的开发和技术进步有极其明显的推动作用预计到2 0 1O 年中，国内汽车工业对悬架弹簧的年需求量约为8 0 0 万件。4 悬挂弹簧行业的生产装备水平由于悬挂弹簧行业的特殊性，悬挂弹簧行业的主要加工设备基本上属于非标准设备，如卷簧机、变截面轧簧机、成形机、喷丸机等，这类设备只有少数专业化生产厂家具有生产能力。西方工业发达国家，工业基础雄厚，设备生产厂家制造水平及技术水平相当高，而国内部分国产设备与进口设备相比存在加工精度低、生产效率低、自动化程度低、可靠性差、型号老化等问题。所以现在悬架弹簧行业中先进的制造设备一般都从国外进口，如变截面、高强度轧簧机等。进口设备存在的主要问题一是价格较高，二是维修困中国钢铁业C H l N AS T E E L2 6N o 1 1 万方数据中国钢铁业难，三是备品备件供应周期较长。经过近几年汽车行业的发展建设，目前，国内已有一些生产悬架弹簧设备的企业，通过技术改造、设备投入或外资入股等方式，其设备精度、生产效率已接近进口设备水平。5 悬挂弹簧行业的产品开发水平由于悬挂弹簧类产品并非最终产品，是隶属于其它产品中的零部件，它对主机厂的依赖性很大。过去基本上是主机厂负责悬挂弹簧设计，悬挂弹簧企业按图加工，而现在一些主机厂则需要零部件厂家共同参与产品的设计和开发，但总体上新产品开发速度较慢，缺少系统管理及理论上的支持。国内对新产品、新工艺的开发十分滞后，如空气悬架弹簧等；在生产装备方面，国外已普遍采用自动在线检测手段、检测结果数据的显化、自动进行数理统计、自动反馈调整功能、压力自动分选等控制手段；对悬挂弹簧的尺寸，如高度、外径、圈数、负荷及探伤等实施1 0 0 自动检测，这样既提高了生产效率，减少了废品率和返工率，也使产品质量的可靠性和稳定性得到了保证。而国内对空气悬架弹簧产品现正处于试验阶段。二、汽车悬架弹簧使用钢材情况1 悬架弹簧使用钢材总量汽车行业使用悬挂弹簧分为钢板弹簧和圆簧(又称螺旋悬架弹簧)两大类。轿车使用圆簧，使用钢材直径规格为(9 1 6 m m，品种为冷拔盘圆钢丝；另外，些微型汽车、面包车的悬架弹簧、摩托车减震弹簧等也使用圆簧。轻型货车、中及重型汽车和客运汽车使用钢板弹簧，使用尺寸规格为6 3 0 5 0 一1 4 0 m m，品种为弹簧扁钢。卡车一般采用等截面钢板簧，重型车前簧采用等截面、后簧采用变截面钢板弹簧。客车一般采用变截面钢板簧。变截面生产难度大，全国只有东风一家引进英国设备具备生产能力。汽车工业的发展将决定钢板弹簧及圆簧的使用量。据统计，2 0 0 4 年底，入会近5 0 家企业悬架弹簧生产量约为5 0 万吨，折合弹簧钢材约需55 万吨，占全国总用量的9 0，因此全国汽车悬架弹簧总需求弹簧钢约为6 0 万吨，其中弹簧扁钢需求量约为5 6 万吨，弹簧钢线材在4 万吨左右。2 悬架弹簧使用钢材单耗据东风汽车悬架弹簧有限公司介绍，一辆5 吨载货车(1 4 0 车型)前桥钢板弹簧重量约为5 0 k g，后桥钢板弹簧重量约为5 0 6 0 k g，副桥(放置在后桥上面)钢板弹簧C H l N AS T E E L 翻X 曙N o 1 1重量约为7 0 8 0 k g，另外计算9 0 的钢材利用率，一辆5 吨载货车总计需要钢板弹簧2 0 0 3 0 0 k g。一辆8 吨载货车(1 5 3 车型)前桥钢板弹簧重量约为9 0 k g，后桥钢板弹簧重量约为9 0 一1 0 0 k g，副桥钢板弹簧重量约为7 0 8 0 k g，另外计算9 0 的钢材利用率，一辆5吨载货车总计需要钢板弹簧3 0 0 k g 左右。一辆1 3 吨重型载货车每辆车约需求钢板弹簧4 0 0 垤左右。客车以四架悬挂簧为例，每辆车平均约需钢板弹簧2 0 0 3 0 0 k g。轿车以4 个悬架弹簧(前后各2 个)为例，每辆车平均约需弹簧钢线材15 k g。3 悬架弹簧使用钢材钢种、规格及要求(1)弹簧扁钢轻型货车、中及重型汽车和客运汽车使用钢板弹簧，分钢种使用情况如下：6 0 S i 2 M n 代表规格为：1 0 6 0(6 5、7 5、9 0、1 0 0)m m，1 l 6 0(7 0、7 5)m m，弹簧方钢规格为1 8 1 8 m m，年消费量约占总量的3 5 左右。5 5 S i M n B 弹簧扁钢使用规格为：1 0 7 5 m m、1 l 7 0(9 0)m m、12 7 0 m m、12 9 0 m m、13 7 0 m m、13 9 0 m m、1 7 7 0 m m，双槽弹簧扁钢规格为1 0 7 5 m m，年消费量约占总量的3 5 左右。5 0 C r V A 使用规格1 2 9 0 m m，年消费量约占总量的3 0 左右。另外，使用量较少的钢种为6 5 M n，代表规格为1 07 5 m m，3 5 C r M n S i 代表规格为1 0 7 5 m m，6 0 C r M n A 代表规格为1 2 6 0 m m o现将典型汽车使用悬架弹簧规格列表如下(见表1)。钢板弹簧生产企业还少量使用Q 2 3 5 扁钢及7 0#冷拔钢丝，Q235 扁钢用于做连接结构件，规格为4 2 5 m m、5 2 5 m 皿、6 3 0 m m。7 0#成卷冷拔钢丝，切成细颗粒喷到热处理后的钢板表面，用以除去再生氧化铁皮，钢丝使用规格为1 2 m m。(2)弹簧钢丝轿车及一些微型汽车、面包车的悬架弹簧、摩托车减震弹簧等使用圆簧，钢种为6 0 S i2 M n A、5 5 C r S i(S U P l 2)、5 0 G r V A 等牌号。轿车共有4 个悬架弹簧，前后各2 个，一般前面的直径较后面的直径略小些，各车型所用的直径不尽相同，规格范围为9 1 6 m m。轿车悬架弹簧钢丝使用钢种为高级弹簧钢丝，要求具有较高的强度、较长的疲劳寿命、效果好的减震性等性能，因此对弹簧钢线材的化学成分、夹杂物数量 万方数据表1典型汽车使用悬架弹簧规格和形态分布、表面质量、脱碳层、显微组织及力学性能等要求较高。悬架弹簧要求表面脱碳层小于直径的0 5、表面经磨光、疲劳寿命长、尺寸公差要求较严格、应无缺陷交货。一般采用通常热加工方式难以达到用户要求，因此，轿车螺旋悬架用弹簧逐渐由热成形改为冷成形，经拉拔、热处理(淬火和回火处理得到马氏体组织)后制成卷簧。悬架弹簧钢丝发展方向是降低碳含量、减小脱碳倾向，提高塑性成形性和抗弹性衰减等性能。4 国内钢材主要供应厂家(1)国内弹簧扁钢主要生产企业目前汽车对弹簧扁钢原材料的年需求量约为5 6 万吨，国产弹簧扁钢的质量、品种和规格基本能够满足用户要求，以东风汽车钢板弹簧有限公司为例，其采购的弹簧扁钢全部国产化，主要采购永通钢铁有限公司、江西长力汽车弹簧股份有限公司、大冶特殊钢铁有限公司、江阴兴澄钢铁有限公司等企业。现将国内能够生产弹簧扁钢的企业简介如下：江西长力汽车弹簧股份有限公司：位于江西省南昌市东郊，是由南昌钢铁有限责任公司对控股子公司江西汽车板簧有限公司通过增资扩股进行规范化改组，同时联合江铃汽车集团、广州市天高有限公司、江西上饶信江实业集团、江西省进口汽车配件有限公司共同发起设立的股份公司，属中国汽车配件工贸集团成员，是中国汽车零部件定点生产厂家。主要生产设备系日本引进，年产弹簧扁钢6 万吨。单双槽扁钢规格为3 1O#，平面弹簧扁钢规格为(5 2 2)(5 0 1 2 0)m m，长度4 8 m m，材质5 5 S i 2 M n、6 0 S i 2 M n、5 5 S i M n V B、5 5 S i M n o B R e、5 0 C r V A 等。新疆八钢：生产的主要产品为弹簧扁钢(包括双槽、T 型)系列产品，规格为6 5 0 2 0 1 0 0 m m，定尺6 9 m，年产量达6 万吨左右。四J I I 省川威钢铁集团有限公司：主要产品有弹簧扁钢，规格为(5 0 一1 2 0)(5 3 0)m m，钢号6 0 S i 2 M n、5 5 S i M n V B6 0 C r M n A。抚顺新抚钢有限责任公司：主要产品为6 2 5 6 0 1 2 0 m m 弹簧扁钢产品。四川省川东汽配制造有限公司：主要生产汽车钢板弹簧，轧制各种规格的汽车弹簧扁钢以及汽车轮毂、悬挂件等。年轧制汽车弹簧扁钢l0 万吨，生产汽车钢板弹簧3 万吨。沈阳东洋制钢有限公司：主要产品为(6 20)(8 0 1 2 0)H u n 弹簧扁钢，钢种为5 5 S i M n、6 0 S i 2 M n。大冶特钢股份有限公司：弹簧扁钢年生产能力可达到1O 万吨。郑州永通特钢有限责任公司：主要产品有弹簧扁钢、弹簧圆钢，扁钢规格从5 2 0 m m 至5 0 1 5 0 m m。淮钢集团：生产各种规格的弹簧扁钢，主要材质6 0 S i 2 M n、5 5 S i M n V B，年生产2 万吨。(2)国内弹簧钢线材主要生产企业情况目前汽车对弹簧钢线材原材料的年需求量约为4万吨，但国产弹簧钢丝的质量、品种和规格都无法满足用户要求，特别是为轿车配套要求较高的悬架弹簧线材需要从国外进口，进口主要国家为日本、中国钢铁业C H l N AS T E E L2 0 N o 1 1 万方数据中国钢铁韭韩国、瑞典和法国等。近年来，郑州中试二厂、天津棣华、长沙斯普菱、南京东吴、上海银淞等一批企业所使用的盘条来自日本神户、住友和国内宝钢等企业，使用钢种有6 0 s i2 M n A、5 5 C r S i(S U P l2)、5 0 G r V A 等牌号。国内产品在质量上与日本、韩国同类产品相比还有差距，但因相对价格低，已为一些弹簧厂提供制造微型汽车、面包车悬架弹簧、摩托车减震弹簧等零部件。目前，国内主要合金弹簧线材的生产企业为宝钢、首钢特殊钢厂、大连钢厂、上钢五厂四家企业，宝钢、上钢五厂具有质量优势，但价格相对高于其它钢厂。宝钢高线厂生产的弹簧钢线材有55SiCr、5 0 C r V、6 0 S i 2 M n A 等牌号，其中5 5 S i C r 弹簧钢线材经拉拔、热处理和卷簧处理后，已在马自达、长安、桑塔纳、捷达、富康等轿车上配套使用。三、钢材需求预测根据对今后汽车产量和各种车型需求构成比例预测，到2 0 1 0 年汽车用弹簧扁钢的需求量为6 0 万一7 0万吨。合金弹簧钢线材要求质量较高，2 0 1 0 年国内市场需求总量为8 万吨左右，国内具有合金弹簧钢线材生产能力，但产品质量有待进一步提高，需要继续加强科研开发力度，形成大批量、稳定的生产能力。四、汽车悬架弹簧未来发展趋势1 空气悬架弹簧空气悬架弹簧是一种运用在高档客车和重型载货车上的悬架系统，是世界钢板弹簧发展趋势。国外客车l o O、拖车1 0 0、重型载重车8 5 采用空气悬挂簧，可减少噪音，提高稳定性与舒适性。20 世纪50 年代，空气悬架弹簧开始应用在载重车、小轿车、大客车及铁道车辆上。到6 0 年代，德国、美国等工业发达国家生产的大部分公共汽车中装有了空气弹簧悬架。目前，国外生产的旅游车、长途客车及高速客车几乎全部使用空气弹簧悬架，部分轿车也使用了空气弹簧悬架，如德国的奔驰3 0 0 S E 和奔驰6 0 0 等，另外在重型载货汽车上近年来也得到了广泛应用。国内早在6 0 年代就设计生产了空气弹簧悬架，但由于工业技术条件有限，当时生产的产品使用效果不甚理想，以后在很长一段时期，产品没有进一步发展。因此，国外生产空气悬架弹簧的厂家凭借着资金与技术优势进入了国内市场，为国内生产豪华客车的厂家配套成熟的空气弹簧悬架产品。东风集团正在与美国瑞克谈判，计划引进一条空气悬架簧生产线。随着道路条件的改善，国内消C H I N AS T E E L 翻，N o 1 1费水平的提高，客车产品的档次逐步升级，空气悬挂簧逐步被市场接受。目前，在国内有多家客车厂生产的豪华大客车装有空气悬架，如安凯、金龙客车、桂林大宇、合肥现代、杭州客车等，现全国用空气悬挂簧的客车已超过l 万辆。随着国内汽车产量的增长，采用空气悬挂簧的数量将逐步上升，钢板弹簧的使用数量处于下降趋势。现一辆载重车使用空气悬挂簧成本约为2 万元，使用普通钢板弹簧板簧2 0 0 0 元，空气悬挂簧造价较贵，为降低成本，部分车型前桥使用钢板弹簧，后簧使用空气悬挂弹簧。目前悬架弹簧正向轻量化、高应力化发展，一部分原先由弹簧组成的机械装置正被由气动装置所取代，悬架弹簧行业应充分关注这方面的变化，提高综合开发能力，以适应市场的需求和变化。空气悬挂弹簧采用铸铁、锻件、推力杆、导向柱等结构件拼焊而成。若采用空气悬挂簧，现一辆载货车使用的弹簧扁钢大部分被新式结构所替代，空气悬挂簧的最终发展趋势是不再需要或使用很少的弹簧扁钢。未来5 一lO 年，随着国内汽车工业的发展，汽车生产总量呈上升趋势，但也是空气悬架弹簧发展最快的时期，预计空气悬架弹簧的应用将抵消因汽车生产量增长而引起的弹簧钢需求量的增长，保守估计，未来弹簧钢的需求量将维持现状水平不变。轿车只在极少数高档轿车上使用空气悬挂簧，一般轿车一套螺旋弹簧成本几十元，一辆四架螺旋簧轿车成本为2 0 0 3 0 0 元，采用空气悬挂簧一辆车需上万元，并且需要改造电子控制系统，昂贵的造价，限制了空气悬挂簧在国内轿车上的使用。2 变截面悬架弹簧发展趋势异形截面悬架弹簧，从轻量化、节省空间、提高舒适性和改善弹簧应力分布考虑，比圆截面弹簧更为合理，但是这类弹簧材料价格高，弹簧制造工艺复杂，使得弹簧生产成本要高于圆截面弹簧，因此目前还看不出异形截面弹簧要完全取代圆截面弹簧的趋势，预计在今后一段时间内，悬架弹簧圆截面和变截面之比大致为3：1。五、结论汽车行业使用悬挂弹簧分为钢板弹簧和圆簧两大类。轿车使用圆簧，使用直径规格为(9 1 6 m m，品种为冷拔盘圆钢丝；另外，一些微型汽车、面包车的悬架弹簧、摩托车减震弹簧等也使用圆簧。国内圆簧年需求量4 万吨，国产弹簧钢线材主要由宝钢、上钢五厂等企业生产，产品质量接近国外先进水平，但在数量上不能满足用户 万方数据陈国强摘要：“十五”期间我国冶金炭素工业生产发展基表12 0 0 卜2 0 0 5 年主要炭素制品产量单位：万吨本满足了钢铁等行业的发展需求，产品结构调整取得显著成绩，产品出口规模取得较快增长，装备和技术水平显明提高。但是，与科学发展观和新型工业化道路的要求相比，还存在一系列问题。要解决这些问题，使炭素工业更好地满足国民经济发展的需要，就必须加快推进企业重组、转换经营机制、提高产业集中度、提高技术创新能力、节能降耗、减少污染、增加品种、提高质量、注重效益，走持续、稳定、协调发展之路。一、“十五”期间我国冶金炭素工业发展的简要回顾1 生产发展基本满足了钢铁等行业的发展需求2 0 0 1 年至2 0 0 5 年，我国炭素工业在广大从业人员的共同努力下，通过深化企业改革、转换经营机制、调整产品结构、加强企业管理，生产得到了很大发展，适应了我国钢铁工业和其他相关行业发展的需要，为国民经济持续、稳定、协调、健康发展做出了应有贡献。炭素工业的主导产品是电炉炼钢用石墨电极。近几年，我国电炉钢产量由2 0 0 0 年的1 4 5 7 万吨迅速增长为20 0 5 年的4 17 9 万吨。与此相适应，我国炭素工业2 0 0 5 年生产了4 0 4 8 万吨炼钢用石墨电极，是2 0 0 0 年1 9 6 8 万吨产量的2 0 6 倍，5 年上升2 0 8 万吨，年均增产石墨电极4 1 6 万吨，年均增长1 5 5，基本满足了电炉炼钢产业的发展需求。据中国炭素行业协会不完全统计，2 0 0 1 年至2 0 0 5年炭素制品产量情况见表1 和表3。品种2 0 0 1 年2 0 0 2 年2 0 0 3 年2 0 0 4 年2 0 0 5 年2 0 0 1 年至2 0 0 5 年我国炼钢用石墨电极国内市场销售量与国内石墨电极需求同步增长，具体情况详见表2。表22 0 0 卜2 0 0 5 年石墨电极国内销量与需求情况项目2 0 0 1 年2 0 0 2 年2 0 0 3 年2 0 0 4 年2 0 0 5 年2 产品结构调整取得显著成绩近年来，我国炭素工业通过加大研发的投入、加快科技创新和技术改造的步伐，产品结构不断优化，优质高档电极超高功率石墨电极在石墨电极中所占比重逐年加大，适应了炼钢电炉大型化的要求，具需求。轻型货车、中及重型汽车和客运汽车使用钢板弹簧，使用尺寸规格为6 3 0 5 0 一1 4 0 m m，品种为弹簧扁钢，年需求量约为5 6 万吨。国内生产厂家较多，产品质量基本能够满足用户需求，除用户指定需进口国外钢厂的弹簧扁钢外，基本采用国内钢材。未来5 10 年，随着国内汽车工业的发展，汽车生产总量呈上升趋势但也是空气悬架弹簧发展最快的时期，预计空气悬架弹簧的应用将抵消了因汽车生产量增长而引起的弹簧钢需求量的增长，保守估计，未来弹簧钢的需求量将维持现状水平不变。(作者单位：冶金工业规划研究院)中国钢铁业C H l N AS T E E L2 6N o”万方数据国内汽车悬挂弹簧生产及使用钢材情况国内汽车悬挂弹簧生产及使用钢材情况作者：杨佳直作者单位：冶金工业规划研究院刊名：中国钢铁业英文刊名：CHINA STEEL年，卷(期)：2006，(11)被引用次数：0次 本文链接：授权使用：上海财经大学图书馆(shcjdx)，授权号：e0865633-f9bb-469f-af87-9e93013cb08b下载时间：2011年2月23日