弹簧是一种利用弹性来工作的机械零件。一般用弹簧钢制成。用以控制机件的运动、缓和冲击或震动、贮蓄能量、测量力的大小等,广泛用于机器、仪表中。按形状分,主要有螺旋弹簧、涡卷弹簧、板弹簧等。
一、弹簧生产企业情况和差距
弹簧作为一种机械通用零部件,量大面广,应用领域几乎涉及到国民经济所有部门,由于使用环境、场合、功能各异,使各种弹簧的形状和大小差别悬殊,品种繁杂。
弹簧行业,绝大部分是小型企业,大部分企业从业人员不足100人。全行业内企业数量多达1000余家,从业人员约3万多人,销售额在30亿人民币左右(不包括钢板弹簧)。企业之间个体差异较大,先进企业的技术装备水平和产品质量接近国外先进水平,但大部分企业装备落后,产品质量水平不高。产品以来图加工为主,很少参与主机厂同步开发。
和先进工业化国家相比,我国弹簧行业总体技术水平要落后30年,个别企业落后10年左右。在质量保证体系方面,稍上一些规模的企业通过iso9000认证的不少,还有一部分企业通过qs9000和vda6.1以及iso/ts16949认证,即便如此企业内的实物质量、废品率、过程控制能力问题仍然不少。在所有配套弹簧中(除军工等特殊产品外)汽车工业是要求最高的,其中尤以悬架弹簧、气门弹簧,稳定杆最为典型,最能说明行业现状和差距。目前整个行业生产汽车悬架弹簧企业有十多家,生产气门弹簧的有上百家,生产稳定杆的也有四、五家,比较普遍令人关注的问题是:
大部分企业的生产方式还是几十年前按工序分块生产,只有少数企业组建生产线,按产品流程组织生产;缺乏独立自主开发能力,大部分企业很少参与主机厂同步开发;弹簧制造技术,如非圆载面气门弹簧、变径截面、s型悬架弹簧、空心稳定杆等技术含量高的产品,全行业只有少数几家能够生产;对弹簧寿命至关重要的表面弹化新工艺如热喷丸、应力喷丸还没有用于批量生产(已有企业准备引进设备);除个别企业外,大部分企业表面涂装工艺,产品质量控制手段,检测手段等都比较落后。
国外弹簧产品技术、质量趋势为:参与汽车产品开发,拥有自主知识产权;生产过程——物流,不落地生产,重视产品在线检测;产品向高应力、轻量化、多品种方向发展。和30年前相比,弹簧应力提高30%,重量下降30%;气门弹簧从内外双弹簧结构,转向单弹簧结构;品种上出现非圆载面气门簧;悬架弹簧从等截面圆柱型发展到变径、变载面、非线性悬架簧、s型、香蕉型悬架簧。稳定杆从实心发展到空心稳定杆;工艺手段上悬架弹簧冷卷比例上升,热卷下降,热卷加热趋向使用少、无脱炭的中频加热。高应力弹簧使用热喷丸、应力喷丸工艺、表面涂层使用复合涂层工艺。产品质量要求供货缺陷来小于60p.p.m。弹簧应力强化更重视定量数据;弹簧疲劳试验要求模仿工况,次数从20—40万次增加到100万次(一般条件下)和50万次(盐雾条件下),耐蚀试验要求从240小时到720小时,甚至1000小时。
二、弹簧相关企业情况和差距
1、弹簧材料生产状况和技术质量水平
弹簧是对原材料十分依赖的行业,目前弹簧行业对弹簧材料年需求量(不包括弹簧钢板)约6万吨,现实情况是国产弹簧钢和弹簧钢丝占有的是低端市场,高要求的弹簧如为轿车配套的悬架弹簧、气门弹簧材料相当一部分需要从外进口,异形截面材料甚至在国内找不到生产商。日本和韩国是向中国出口弹簧钢丝最多的国家,瑞典、德国、比利时、澳大利亚和中国台湾地区也向中国出口一部分材料。近年来汽车工业发展也拉动了弹簧材料的生产,90年代以来国内新上马了近十条弹簧钢丝生产线和五、六家生产弹簧钢的特钢厂,生产各种弹簧钢丝的小拉丝厂不计其数。虽然在质量方面国产钢丝比不上进口产品,但价格低廉,所以也被用于制造微型车、面包车悬架弹簧、摩托车减震弹簧、中低应力气门弹簧、一般弹簧和异形弹簧。用于制造热卷弹簧的弹簧圆钢大部分使用国产材料,也有少量进口,和进口圆钢相比国产弹簧价格优势并不大,质量规格和品种也有差距。我国弹簧材料最大差距是新产品的开发。
2、弹簧加工设备状况
中国目前制造弹簧加工设备和测试设备的企业为数不多,但企业的研发和装备与国外相比差距十分大,其中弹簧测试设备开发依托数字技术,新产品开发下了些功夫,情况稍好一些,主要问题是:生产品种单一、大部分企业只能生产一、二种规格,不成系列,更没有能力生产成套设备,设备之间的连续、物流控制处于空白状态。大部分产品停留在仿制阶段,而且大多数仿的是过期的老产品,缺少自主开发能力。高技术含量、高附加值设备如大规格(大于14mm)卷簧机、应力喷丸机、在线的热压机、负荷分类机等都不能生产,必须进口。