汽车悬架弹簧的生产与技术发展趋势(上)
——上汽股份中国弹簧厂 孙云秋
前 言
汽车悬架弹簧是轿车底盘减震系统中的重要功能性零件,主要作用是吸收振动保证乘员的舒适性。从技术层面分析,它还起着维持轮胎与地面贴合,保证车辆操纵性的功能。目前,除了少数顶级豪华车使用主动悬架之外,大部分轿车的减震系统都是由螺旋悬架弹簧与减震器组合而成,每年全世界对悬架弹簧的总需求近2亿件。上世纪80年代以来,能耗、环保、安全已成为汽车设计的首要考虑因素,推动了汽车制造技术的进步,受此影响,悬架弹簧的设计应力提高了约20%,重量减少约25%,本文的重点是对国内悬架弹簧的发展趋势进行探讨。
一、市场与生产商
1.2005年国内市场需求
2005年国内乘用车的生产与销售处于快速增长状态,2005年1~10月份与2004年同期相比销售增幅达17.92%,截止10月为止乘用车的生产量为315.2万辆,其中轿车生产221万辆,MPV车生产13.1万辆,SUV车生产15.6万辆,微客生产65.5万辆。预计全年轿车和MPV等车的产量将超过300万辆,对悬架弹簧OEM配套需求在1200万件左右,剔除部分新车型没有完全国产化的因素,国产悬架弹簧的配套量需求将超过1000万件。如果加上其它乘用车需求130万件和维修配件120万件,全年需求将不低于1250万件。
2.2006年国内市场预测
按照2005年汽车市场的走势,2006年的增幅大约为12%,保守的预测增幅不会低于9%。照此推算,2006年国内市场对悬架弹簧的需求将在1385~1400万件之间。
3.长期预测
2005年中国汽车总产量突破500万辆已成定局,并有可能进入世界第三汽车生产国之列,但与此同时制约因素也在增长,最突出的当数能源、环保和道路交通三个方面,中国已成为世界石油第二大进口国,汽车废气排放和交通堵塞成为广大民众及舆论关注的焦点,并且引起了高层决策者的注意。十一五期间,国家很可能会出台系列宏观调控政策,如对新建汽车厂、油耗和排放的限制等等。外界普遍预测到2010年中国轿车产量会达到700~750万辆,即使考虑宏观调控政策的影响2010年的轿车产量不会低于600万辆,如以此为预测基数,2010年国内市场悬架弹簧的总需求量将不会低于2500万件。
4.国内悬架弹簧的主要供应商和竞争趋势
伴随着中国汽车工业的发展,悬架弹簧已经成为弹簧行业中最大的产品门类,从事这类产品生产的主要企业有:上汽股份中国弹簧厂、 广州华德汽车弹簧公司、 辽阳克索汽车弹簧公司、 山东联美汽车弹簧公司、天发汽车弹簧公司、三A弹簧公司、 广州日正弹簧公司。除上汽股份中国弹簧厂属于上市公司之外,其余6家企业都有外资不同程度的加入,如辽阳克索背后是德国克虏伯公司,天发背后是日本的中央发条,而日正公司是日本NHK和子公司友联公司两家100%控股的公司。
汽车工业对悬架弹簧的强力拉动,也吸引了其它公司的注意力,国内的钱江弹簧厂(民营企业)、威孚集团弹簧厂(上市公司)和国外的大圆公司(韩国)、M&B(德国)都在准备进入这一领域,其中钱江弹簧厂已进入建设阶段。
目前,悬架弹簧生产企业之间的竞争主要表现在价格竞争。5年来悬架弹簧的平均价格下降70%以上,大约只相当于国际市场价格的50—60%,基本接近成本底线,甚至于亏损状态。因此价格竞争的余地已经不大,今后竞争形式将逐渐转向新产品开发能力和质量水平之间的竞争。从悬架弹簧本身的产品特点看,一家工厂的生产规模在400—700万件之间较为适宜,过低不利于成本的降低和开发费用的投入分摊,过大物流供应链太长、运输成本会大幅度上升。当前大部分企业生产量并没有到达经济规模。“十一五”期间随着竞争的继续,部分企业有可能被淘汰出局。
5.出口市场的走势
汽车行业全球采购已成为降低成本的有效措施,经过多年的策划和组织,全球采购的前提质量管理手段亦已成熟, ISO/TS16949在全球得到普遍认同,为全球采购提供了有力的质量保证。出于成本的压力,美国FORD和GM在2003年和2004开始在中国采购OEM配套悬架弹簧,2005年中国出口的OEM配套悬架弹簧达到150万件。并且欧洲市场对从中国采购悬架弹簧也表现出很浓厚的兴趣,东南亚甚至印度也可能成为潜在的市场。仅就市场而言悬架弹簧的出口前景光明,最大的困难在于价格,与当地产品相比要低30%左右,物流和服务费用大约要占20%,因此,折算下来单件产品销售所得只相当于当地产品的50%左右,生产企业是否能承受是必须慎重考虑的问题。
出口产品质量与服务,必须完全按照用户的要求和国际惯例,质量出问题和交货延误都会使企业蒙受巨大的损失。
最后,国际原材料和能源上涨的趋势明显,人民币汇率升值和劳动力成本提高不可逆转,并且出口产品资金周转期长达8—9月也都是需要考虑的因素。
综合上面种种因素,对悬架弹簧出口走势的判断可以归结为“市场需求旺盛,难点存在不少,大量出口为时尚早”。
二、悬架弹簧原材料现状与趋势
1.原材料
Si –Cr系列钢种, 55SiCr( SAE9254.SUP12)以及同一大类的材料55SiCrV(SAE9254+V 、54SiCrV6)、SRS60、60Si2CrA是目前制造悬架弹簧的主流钢种,Cr-V型钢种50CrV(50CrV4、SUP10)基本退出,Si-Mn系列材料60Si2MnA(SUP6、SUP7)、 55CrMn(55Cr3)价格低于Si-Cr系列钢种,主要用于制造较低应力的悬架弹簧和维修配件。
2. 悬架弹簧原材料制造商
悬架弹簧的成本构成中, 原材料占到50%以上,按照悬架弹簧生产工艺的不同,可分为棒材和盘元材料两类,前者用于热卷生产方式,后者由金属制品厂加工成油淬火或ITW状态材料供应给悬架弹簧制造商。
国产热轧棒材供应商有上钢五厂、兴澄纲厂、无锡钢厂、南京钢厂、大连钢厂等等。热轧棒料还不能直接制造悬架弹簧,需要对它进行拉拔、磨光或剥皮加工,2005年之后一直依赖进口的剥皮变截面材料已经开始国产化。
宝钢是弹簧钢盘条主要的供应商,盘条还需要进一步加工成油淬火或ITW钢丝,从事这项加工业务的有上海中炼公司(目前只使用日本新日铁盘条)、郑州金属所中试二厂、宝钢二钢公司、浙江海纳公司、天津隶华公司、南京东吴公司等,钢种以55SiCr(SAE9254)为主,也生产60Si2MnA。
制造高应力悬架弹簧的材料有一部分还需要进口,供应商有日本热炼公司、杉田公司和韩国三和钢棒。国产材料的品质目前还有些欠缺,主要表现为表面缺陷和成分偏析。宝钢正在规划改造,引进大方坯项目2008年投产之后会有所改观。
3. 悬架弹簧新材料研发
日本处于领先地位, 90年代已经研究出用于应力达到1200Mpa、甚至1300Mpa的新材料。目前已经投入市场的有UHS1900及UHS2000两个牌号,国内钢厂对此几乎没有什么动作。新材料与传统材料相比,重点考虑了材料的腐蚀疲劳性能和改善了强化方式,材料的化学成份做出了很大调整,C下降到0.4%,添加了Mo、V、Nb、B、Ni等元素, 其中Ni有助于提高材料的抗腐蚀性能。虽然悬架弹簧新材料面市已经七、八年了,但在实际使用上并不普遍主要原因有: