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1、西安阎良国家航空高技术产业基地航空高性能复杂构件精密铸造项目商业计划书实施单位：西北工业大学凝固技术国家重点实验室2008年10月 目录一、项目承担单位简介1二、项目简介1三、项目市场分析3四、项目建设内容4五、项目投资规模4六、项目投融资方式4七、投资回报方式4一、项目承担单位简介本建设项目以西北工业大学凝固技术国家重点实验室为技术依托。凝固技术国家重点实验室实验室位于古都西安，依托于国内唯一具有航空航天航海“三航”特色的西北工业大学。实验室定位于应用基础研究，其支撑学科为材料加工工程和材料学两个国家重点学科，设立三个研究方向：现代凝固理论，材料精确成形和高性能控制技术，先进材料制备。凝固技
2、术国家重点实验室(西北工业大学)是国内从事先进凝固理论研究及凝固技术开发的重要单位，目前在凝固科学与技术领域已成为代表中国学术水平,并在国际凝固界和材料界具有重要影响的科学研究基地、人才培养基地、技术创新基地和学术交流基地，现有中国科学院和工程院两院院士院士4名，长江学者5名，教授39名，具有高级职称和博士学位人员占总人数的90%以上。凝固技术国家重点实验室是在原西北工业大学铸造专业基础上成立的，在先进材料制备及加工技术方面有深厚的理论基础和长期的技术积淀。其技术研发主要针对有航空特色的专业领域应用，在轻质高强合金精密成形技术方面有显著技术特色和专业背景，其雄厚技术已经得到了国内外研究机构及相
3、关企业的极大重视，目前为中国铸造学会副理事长单位，中国镁业协会常务理事单位。拥有包括先进先进精密铸造、激光快速修复与成形在内的多项自主研发的先进技术。围绕航空高性能复杂构件精密铸造方面的技术应用背景，西北工业大学原铸造专业自上个世纪60年代就开始了长期的研究，目前在石膏型精密铸造、可溶性陶瓷型芯、树脂砂型精密造型以及调压成形精密铸造技术方面均取得了重要的技术进步，相关研究成果已在多个国防企业得到了成功应用。自凝固技术国家重点实验室成立以来，实验室在先进材料加工技术方面持续增加资源投入，加大技术推广力度并取得了新的技术突破。以先进调压成形精密铸造技术为例，目前实验室已经具备工程化装备研发制造、调
4、压成形精密铸造生产工艺研究设计、高质量高复杂构件的高合格率生产和质量控制的成套解决方案，实验室所研制的调压成形精密铸造工程化应用装备已在南昌洪都集团(320厂)、陕西华兴航空机轮刹车系统有限公司(514厂)、云南光学仪器厂等多个企业装机应用。与此同时，实验室还为企业提供技术支持，解决了一系列国防领域关键重要构件的铸造工艺难题，实现了包括某型号大型复杂薄壁舱体、某型号唇口等高性能构件的高合格率生产。如某型号大型航空器舱体构件，其结构复杂，主要壁面薄，性能要求极高，采用传统的铸造技术未能实现该构件的顺利生产，而在应用了树脂砂型精密造型组型技术及调压成形精密铸造技术后，在实验室支持下研制生产的首批3
5、0个舱体构件即全部达到航空I类铸件标准，转让企业批量生产后的航空I类铸件达标率在95以上，在为企业创造了巨大的经济效益的同时，也满足了国家国防的迫切应用需求。在项目成果鉴定会上，与会专家一致认为，该项目所开发的具有自主知识产权的XX舱体整体调压铸造工艺装备和工艺技术已经达到了国际领先水平。二、项目简介先进材料加工方法在航空制造中占据着十分重要的地位。为了提高航空器的巡航能力、运载能力和运行可靠性，具备突出高比强度特性的各类铝、镁合金构件在航空器中得到了大量的应用，性能及可靠性要求高、形状结构多变是这类构件的普遍特点。目前铸造成形工艺、钣金加工工艺被广泛用于上述铝、镁合金航空构件的生产。目前我国
6、在航空高性能构件制造技术水平方面还较为落后，不能满足国家航空产业发展的需要。目前的我国在此方面的实际水平是：由于传统铸造成形工艺能够生产的铸件结构较为简单，性能不能完全满足航空应用的需求，对于结构相对简单的铸件尚能勉强达到航空铸件I类标准，可达到的产品合格率在30%以下；对于一些复杂结构的薄壁构件，国内企业现有的铸造技术能力难以实现其精确成形。目前还需要大量应用塑性加工强化、钣金加工组合等工艺来实现一些复杂铝、镁合金构件的生产，这严重影响了构件的生产效率，提高了构件的制造成本，不能实现材料性能的有效利用。对于某些典型构件，我国目前还不具备实际可行的生产能力，在很大程度上依赖于进口，但受限于某些
7、技术大国的禁售、禁运条例，这类构件的进口也存在极大限制，严重阻碍了我国航空产业的发展。以某型号军机用复杂薄壁铝合金机罩构件为例，该构件重量约40公斤，属于军机发动机保护机罩，其年装机需求量在1000件左右。由于目前我国铸造企业尚不具备生产这类零件的技术能力，而构件进口又存在困难，导致目前大量军机均在缺乏有效防护的条件下运行，极大提高了军机的运行风险和维护成本。类似的问题在我国国防领域十分普遍，严重影响了国防技术发展和国防实力提升。一旦这些技术难题能够得到解决，其经济效益和军事效益将十分显著。为此，本项目将基于西北工业大学凝固技术国家重点实验室在先进铸造技术方面的研究成果，建立航空高性能铝、镁合
8、金构件制造技术研究中心及技术示范基地，为航空高性能铝、镁合金构件制造提供装备制造及技术咨询服务，同时形成中等规模的航空制造技术产能。三、项目市场分析航空用高性能铝、镁合金构件在军用航空领域及民用航空领域均有十分广阔的市场前景。目前我国黑色金属铸件占铸件总产量的93%，有色合金铸件仅占7%。而发达国家轻合金铸件产量已超过铸钢件，其需求和产值均远远超过铸钢件。我国高质量复杂薄壁构件的市场需求已经十分庞大，随着航空及其它产业的不断发展，复杂薄壁铝、镁合金构件的市场需求还将呈现井喷式的发展态势，目前国内企业并不能达到相应的技术水平和生产规模，远远不能满足现阶段和未来的市场需求。以熔模精铸为例，目前我国
9、铝、镁合金熔模精铸件总产量在30万吨左右，总产值达到50亿元；其中质量达到国际水平，满足要求的航空精铸件产量不足2%，产值占总产值的10%，与发达国家和地区精铸件的市场结构相比，有明显的差距。可见高质量的航空精铸件产量还有非常广阔的发展空间，同时具有较高的附加值，可带来显著的经济效益。本项目以提供复杂薄壁铝、镁合金构件精密铸造完整技术解决方案和技术转让为主要目标，并以技术服务及转让费作为主要盈利点。通过扶持建设年产值达5000万元的航空高性能复杂构件生产企业，按产值的5%计算，可获得250万元的技术服务费。同时还将在本项目支持下建立小批量产品的试制及生产能力，以应对部分关系到航空业发展的紧迫生
10、产任务及高附加值产品的的需求。根据铸件应用场合及质量要求的不同，目前航空高性能复杂薄壁铝、镁合金铸件的销售价格范围在80-200元/公斤之间变动，按年产铸件300吨，均价100元/公斤计算，营业额可达3000万元/年。预计运营成本为1700万元/年，包括人力资源成本150万元/年，水电及能源成本450万元/年，设备折旧费200万元/年，原材料消耗900万元/年。扣除人力资源及能源、材料、设备消耗成本，预期盈利可达1300万元/年。以上仅是对国内市场的保守估计。如果抓住制造业中心向中国转移的发展机遇，积极参与国际竞争，产品的市场需求及盈利预期将更加巨大。四、项目建设内容（1）发展航空高性能复杂构
11、件精密铸造关键技术：针对市场需要，根据零件类型，发展适用于航空高性能复杂铝合金及镁合金构件的精密铸造技术与工艺，形成工程化生产装备、软件系统等知识产权，建立相关工艺和技术标准，形成完整的航空高性能复杂构件精密铸造关键技术。（2）建立应用于工艺试制、产品研制、小批量生产的航空高性能复杂构件精密铸造生产线，面向航空制造厂、航空总装厂提供技术服务及产品制造服务。五、项目投资规模项目建设总投资6500万元，其中建设投资约6000万元，含厂房及基础条件建设费用3500万元及设备购置费用2500万元，第一年运营成本500万。六、项目投融资方式项目建设总投资6500万元，其中拟融资5000万元，拟申请国家扶持经费1500万元。七、投资回报方式预计投资回报能力可达500万元/年。
