摘要：多向模锻作为面向高端制造领域的关键成型技术，为企业带来竞争优势。多向模锻技术具 有高材料利用率、强近净成型能力和优异的力学性能控制潜力，其精密生产能力及节能省 材能力将为企业开拓下游应用领域、降本增效，具有强竞争优势。其设备、工艺与材料等 多重高壁垒构筑深厚护

多向模锻作为面向高端制造领域的关键成型技术，为企业带来竞争优势。多向模锻技术具 有高材料利用率、强近净成型能力和优异的力学性能控制潜力，其精密生产能力及节能省 材能力将为企业开拓下游应用领域、降本增效，具有强竞争优势。其设备、工艺与材料等 多重高壁垒构筑深厚护城河，在高端零部件制造中具备技术价值。因此，具备核心技术突 破的企业将在高端制造和关键零部件领域持续受益，关键技术将持续带动企业成长和市场 份额的提升。

核心工艺：多向加载使坯料一次成型

多向模锻是一种采用多个凸模从不同方向同时或顺序作用于闭合模腔内坯料的先进锻造工 艺。其特点是是模具闭合后，几个冲头自不同方向对毛坯进行穿孔/挤压，从而在一次加热 和压机一次行程中完成复杂锻件，特别是带内空腔或凹凸外形锻件的成型锻件成型。为了 使成型后的锻件能够取出模腔，多向模锻可以根据零件特点进行水平和垂直分模。对于形 状特殊的锻件也可以进行多向分模（联合分模）。（多向模锻核心工艺介绍见附录 1）

核心设备：多向模锻压机、模具及控制系统

多向模锻设备需要同时承受垂直和水平方向的高载荷，使机架受力状态复杂、设计要求更 高。与普通模锻设备相比，多向模锻设备在工作时需承受来自不同方向的同步或交替载荷， 既有垂直合模和锻造成型载荷，也有水平挤压和冲孔载荷，导致机身立柱根部、横梁节点 处应力复杂，结构强度和刚度要求较高，设计与制造难度显著高于普通单向锻造设备。

多向模锻压机：多缸协同工作、机架结构分整体式与独立式

多向模锻所用液压机为专用大型设备，机身通常由上横梁、下横梁、立柱和底座等组成， 形成刚性框架以承受来自不同方向的大型挤压力。机架设计时常在下横梁的长边布置对称 导向柱，活动横梁两侧设计成可套住导向柱的矩形套筒，使活动横梁在下行过程中始终与 下横梁相互导向结合，形成整体水平受力机架，有效提高机架刚度和定位精度。（液压机结 构介绍详见附录 2，机架结构分类及介绍详见附录 3） 多向模锻液压机通常以“最大挤压力（MN）”为分级依据，常见规格有 100MN、180MN、 300MN、350MN、500MN、1250MN 等。该数值即相当于机型的最大合成挤压力（合模后 各缸联合作用于坯料上的力），直接决定了可锻造锻件的最大截面尺寸、形状复杂度及适用 材料等级。

多向模锻模具：标准要求及复杂程度高于普通模具

多向模锻模具需承受高温高压和多向流动作用，材料和结构设计均高于普通模具要求。与 普通模锻模具不同，多向模锻模具需在高温、高压和金属多向流动条件下稳定工作，模具 材料一般选用高温强韧的热作模具钢（如 H13/SKD61），以保证在高温时仍具有足够的硬 度和耐磨性。对高温合金、不锈钢等难锻材料，常用更耐热的模具钢（如 8566、SKH51 等）以提高寿命。多向模锻的模具结构除了上模和下模，还包括左右侧凸模等多块模具件， 可以更均匀地挤压金属并易于拆装，具有以下形式：水平分模模具结构、垂直分模模具结 构、联合分模模具结构和特殊模具结构。

多向模锻控制系统：要求实现精密同步与闭环控制技术

多向模锻控制系统需要实现多缸同步、力位移速度精确控制，以保证复杂锻件稳定高质量 成型。由于有多个冲头和穿孔缸需同步作用，需精确控制各缸的力、位移和速度，以保证 锻件受力均匀、流线顺畅。现代多向模锻设备通常采用先进的液压伺服系统配合 PLC/数控 系统进行闭环控制。PLC 负责协调送料、液压阀比例调节、冷却润滑等工艺参数的控制； 伺服阀或伺服泵执行压力、流量的精确调节。控制系统的算法必须补偿多方向作用时的耦 合效应，优化锻造全过程中的力位移曲线。此外，大型多向锻造生产线通常还配备 SCADA 系统，对液压站、温度、力值等进行实时监控和数据采集，提高自动化水平和安全性。

技术特点：结合普通模锻和挤压特点，精密度高且节省材料

多向模锻结合了普通模锻和挤压的优点，实现复杂锻件高精度成型并节省材料。多向模锻 既具有挤压工艺在三向压应力下塑性变形的优点，如材料塑性提高、变形均匀、组织致密、 流线完整、易于消除缺陷、制件力学性能和耐腐蚀性能好等；又具有闭式模锻的优点，如 制件形状复杂、成型精度高等。同时还具有坯料形状简单、制坯成本低、复杂零件可一次 成型、工序少、火次少、有效降低能耗和材料烧损的优点，是大型、高性能和高价值复杂 锻件(如核电和超临界电站高温高压阀门阀体、火箭和鱼雷壳体、导弹喷管、飞机起落架以 及涡轮盘等)的理想锻造工艺。

技术核心：多向加载、高精模具、流线优化、中空成型

多向模锻核心技术在于多向同步加载、多模面模具结构、金属流线优化、闭式中空成型与 余量控制四个方面： 多向同步加载（多柱塞挤压）：典型的多向模锻设备配置有一个垂直主缸和两个及以上水平 缸，在合模后可同时或依序从多个方向对坯料施压，实现多向联合作用。通过 PLC/伺服控 制系统精确同步各缸运动，可保证挤压力分布均匀，达成复杂轮廓的一次成型。这一技术 类似多向复合挤压，使得难变形高温合金、结构复杂锻件在多方向挤压下均匀成型，适应 性更广。 多模面模具结构：传统模锻一般只有水平分模面，多向模锻则在模具中设计有垂直分模面 和水平分模面。这样设计可在锻造过程中同时进行冲孔或形成内腔，如在合模后通过穿孔 缸一并完成内孔冲击，实现一次性成型。多面模具结构允许锻件带有内孔、凸台和枝杈等 复杂特征，避免了后续切削开孔造成金属纤维断裂，保证流线连续。例如，带主法兰三通 阀体的多向成型可一次将法兰和垂直孔一并锻出，降低锻件重量、提高精度和效率。 金属流线优化：多向模锻过程中，坯料在不同方向上受到挤压力作用，金属流线沿锻件轮 廓连续展布，成型后内部组织纤维与零件几何轮廓保持一致。飞边率降低，流线末端不外 露，从而提高了锻件的力学性能和疲劳强度，这一点对航空航天和核电领域关键锻件尤为 重要。据《多向模锻制造技术及其装备研制》（林峰，2012），多向模锻制造的起落架锻件 较一般锻造法寿命可提高 3-4 倍，制造成本可降低 20%。 闭式中空成型与余量控制：多向模锻属于闭式成型，可直接锻造近净形中空件。在一次合 模行程中既能完成轮廓成型又能冲孔（如穿孔缸冲击），充分利用材料，减少余量和后续机 械加工。同时，通过多柱塞的同步或者交替挤压，可以按需在零件内部布置预留孔或凸起， 优化结构，提高强度与耐压性能。

应用验证：多向模锻可降低飞边率，提升性能

根据欧盟“用于复杂高负荷零件的资源高效锻造工艺链”（REFORCH）项目研究成果，项 目团队通过引入闭式模锻结构、同步多向加载装置，并结合中间加热与再加热工艺，对传 统曲轴锻造流程进行系统性优化。研究结果表明：飞边率由约 54%显著降低至 6%，大幅 提升了材料利用率；整体能源消耗降低约 25%，尤其在大批量生产中节能优势明显；模具 使用寿命延长、重复定位误差减少，进而带动了自动化水平提升与总制造成本下降。

上述成果与当前客户对绿色制造、成本压降及材料资源集约利用的核心诉求高度契合，尤 其适用于曲轴、法兰、连接件等存在大批量、高重复生产需求的锻件制造场景。多向模锻 在该维度的突出优势，使其成为客户优先考虑的装备改造与工艺升级选项。 在材料微观结构与宏观性能的耦合控制方面，多向模锻同样展现出强大潜力。根据 F. Akbaripanah. Effects of Multi-Directional Forging on the Microstructure and Mechanical Properties of an AZ80/SiC Nanocomposite.2022，研究团队对 AZ80/SiC 纳米复合材料进 行了多道次多向模锻实验，验证了该工艺的性能提升能力。结果表明多向模锻后：①晶粒 分布更加均匀，晶粒平均尺寸由 31.4 µm 细化至 4.9 µm；②显微硬度提升 22.4%；③屈 服强度提升 33%，由 123.7 MPa 提高至 164.6 MPa；④抗剪强度提升 22%，延展性提 升 8.5%。

该类显著性能提升对于使用环境严苛的客户场景（如高温、高压等）具有极高价值。多向 模锻通过细化组织与优化应力分布，不仅提升了部件强度和疲劳寿命，还使部件具有更强 的抗冲击、抗开裂能力，成为追求高可靠性和长期服役性能客户的理想选择。

技术优势：飞边率低、结构复杂度高、成品质量高、材料利用率高、流程少

多向模锻工艺相较于自由锻与普通模锻在多个维度展现出显著技术优势。其采用闭式模腔 多向挤压与锻造成型相结合，可实现带内腔、多向凸台等复杂结构的一次成型。该工艺在 精度控制上表现突出，尺寸公差≤ ±0.5mm，表面粗糙度 Ra≤12.5μm，优于自由锻（≥±2mm） 和普通模锻（±1-3mm）。经济性方面，材料利用率达 70%–85%，较传统工艺提升明显。 工序流程大幅简化，一次加热即可完成整体成型，避免了多次锻打、切边等环节，并适用 于高合金钢、钛合金等难变形材料，在高端装备制造领域展现出重要的应用价值。

全球锻造市场的增长和高端行业对高性能零部件的需求推动了多向模锻市场扩张。随着高 端制造行业的不断发展，对金属锻造零件的需求不断增长，推动整体锻造市场稳健增长， 2025 年至 2034 年的复合年增长率为 7.71%，多向模锻作为锻造先进形式，将持续受益； 同时，高端制造行业的扩张，将持续推动对高性能、复杂形状锻件的需求，多向模锻锻件 因其具有优异性能，将持续渗透，推动多向模锻市场进一步扩张，2025 至 2031 年复合增 长率 3.9%。

市场规模稳健增长

全球锻造市场正稳健增长，为多向模锻提供广阔空间。2024 年全球锻造市场规模约为 950.2 亿美元，预计 2034 年将达到 1996.9 亿美元，2025 年至 2034 年的复合年增长率为 7.71%。 2024年亚太金属锻造市场规模为494.1亿美元，预计到2034年将达到1048.4亿美元左右， 2025 年至 2034 年的复合年增长率为 7.81%。2024 年中国金属锻造市场规模为 131.3 亿美 元，预计到 2035 年将达到 427.4 亿美元，2025 年至 2035 年的复合年增长率为 11.33%。

多向模锻作为“闭式模锻”和“精密锻造”的先进形式，将受益于整个金属锻造市场，特 别是高端应用领域的强劲增长。全球高端制造需求的持续增长，以及航空航天、核电、汽 车等下游行业的扩张，都将推动对高性能、复杂形状锻件的需求。多向模锻锻件作为高端 解决方案的渗透率将持续提升，从而带动整体锻件市场规模扩大，并提高多向模锻锻件的 价值占比。 全球多向模锻液压机市场保持平稳增长态势，为技术迭代和规模化应用提供基础。多向模 锻液压机作为核心设备，2024 年全球市场销售额 12.05 亿美元，预计 2031 年增至 15.76 亿美元，2025 至 2031 年 CAGR 为 3.9%，主要受航空航天和汽车轻量化需求拉动。2024 年中国市场规模达 3.28 亿美元，占全球市场 27.2%，相较于 2023 年，市场规模实现了 6.5% 的同比增长。

多向模锻应用广泛，满足下游市场高性能需求

石油化工与深海装备：锻件耐压耐腐结构复杂

多向模锻已成为高端耐压耐腐蚀阀体和特材锻件制造的重要技术路线，支撑高端装备锻件 国产化及高端闸阀等关键部件需求的持续增长，多向模锻可满足石化装备部件严格要求， 成为高性能阀体制造的有效工艺路径。根据《多向模锻技术的发展及应用》（任运来，2014）， 石化装备中许多零部件服役于高压或高温或强烈腐蚀的条件，典型零部件如井口装置的闸 板、闸阀、调节阀等。而正如《多向模锻在 Inconel 625 材质两片式球阀阀体锻造中的应用》 （戴伟燕，2025）中提及，多向模锻生产出的锻件机械性能好，重量轻，效率高，尤其对 于镍基合金、哈氏合金、双相钢等高附加值锻件，经济性和后续加工效率都有明显的优势， 可以解决阀体性能要求较高的问题。例如，南京迪威尔 350MN 多向模锻液压机可用于深海、 压裂等特殊工况装备关键零部件的成型制造。随着深海等难开发油气以及非常规油气的开 发规模不断扩大，油气领域对高端闸阀的需求也将日益增长。

航空航天：锻件承载能力强、一体化并重

航空航天领域对“一体化锻造”的追求与多向模锻的“一次成型复杂结构”能力高度契合， 多向模锻满足现代航空航天轻量化与高性能需求。根据《航空航天复杂构件的精密塑性体 积成型技术》（宗影影，2021），零部件的轻量化设计已成为现代航空航天工业关注重点。 其中材料轻量化，即采用轻质高强材料代替普通的金属材料，如高强铝合金、钛合金等;结 构轻量化，即通过力学仿真的方法设计结构相对简单、载能力更强的复杂结构。多向模锻 工艺不仅可应用于锻造温度串口较窄和塑性较低的材料，如钛合金、镍基高温合金和超高 强钢，更重要的是减少了连接件和焊接需求，从而大幅减轻了结构重量，做到结构轻量化， 显著提升了整体可靠性和疲劳寿命。这对于飞行安全和燃油效率而言至关重要，构成了多 向模锻在该领域的核心竞争力。多向模锻技术目前主要用于制造飞机起落架、球形接头、 导弹喷管等零件。

核电、电力：在严苛工况下可提供高可靠性保障

多向模锻凭借其优化的金属流线和均匀变形能力，完全满足超临界火电设备在高温、高压 及腐蚀环境下的严苛技术需求。当前，世界范围内火电仍然是主要的电力资源，为提高热 效率，正逐渐由亚临界到超临界，再向超临界的方向发展，蒸汽压力达 30MPa-35MPa,蒸 汽温度达 593℃-600℃或更高的参数。在高温、高压、 高湿度和酸性气氛中，除要求阀体、 管件有高的强度和良好的耐高温性能外，还要求阀体、管件有优秀的耐应力腐蚀能力。多 向模锻因其闭式多向均匀变形，显著优化金属流线，消除内部缺陷，提高组织致密性和均 匀性，提升材料力学性能和抗腐蚀性能，尤其适合超临界及高温阀门关键零部件制造。

核岛用阀门除具备火电同类阀门的基本性能要求外，因其工况中介质具有强放射性，任何 形式的泄漏均不可接受，产品需具备极高的可靠性与安全性。在核电站中，核岛主要由反 应堆压力容器、蒸汽发生器、主管道、主泵等组成。在质量管理方面，核电阀门、管件等 设备需满足远高于常规压力管道设备的技术标准，通常执行与压力容器相当的工艺控制与 质量保障体系。例如我国《压水堆核电厂核岛机械设备设计规范》（2019）以法国 RCC-M 规范为基础，同时兼容吸收 ASME Section III 的核心技术要求。在具体工程中，大亚湾、 台山核电站采用 RCC-M 体系标准，而三门、海阳核电站则执行 ASME Section III 规范。 为减少焊缝数量、提升结构安全性，核电用阀门、管件和结构件设计愈加复杂，对锻造工 艺提出更高要求。多向模锻因其可实现金属多轴向均匀变形和优良流线控制，成为制造高 性能复杂结构锻件的核心技术之一，广泛用于压力容器法兰锻件、大型阀体等领域。

汽车与新能源：轻量化与高性能协同推进

多向模锻不仅实现汽车零件高尺寸精度与表面质量，更成为新能源汽车轻量化趋势驱动下 理想工艺。根据《多向模锻试验压机控制系统及同步控制研究》（许聪，2023），多向模锻 生产的锻件如汽车变速箱轴、转向节叉等零件，节约材料、尺寸精度高、表面粗糙度好、 可省略锻造后部分机械加工工序，缩短制造周期。在新能源汽车领域，根据《电动汽车铝 合金桥壳仿真优化及多向挤压新工艺研究》（崔天伦，2023），相关企业一方面对汽车结构 进行优化，在保证强度、刚度、模态和疲劳寿命符合要求的基础上，对汽车结构件做一定 程度的减薄，主要针对车体、动力系统和传动机构进行优化，在宏观结构设计上实现汽车 轻量化；另一方面不断研发试用高强度钢、铝合金和碳纤维等新材料，在性能和质量上实 现零部件轻量化。多向模锻成型精度高，金属流线分布良好，材料利用率高，晶粒细化能 力强，特别适合于实现高性能复杂形状零件的轻量化制造。

多向模锻技术的国产化进程面临设备、工艺与材料三重核心壁垒。设备上，万吨级专用液 压机的设计与多缸同步控制系统制造难度大、投资周期长；工艺上，高温下的金属流动与 缺陷控制要求高，依赖精密模具设计与数字化模拟；材料上，难变形合金的微观组织调控 极具挑战。这些高技术壁垒在显著提升行业准入门槛的同时，也为国内少数已完成突破的 先发企业构建了深厚的技术护城河，为其带来了长期的竞争优势和市场份额。

设备壁垒：专用液压机存在设计与控制壁垒

多向模锻液压机需要承受较大且多方向的载荷，设备设计制造壁垒高。机架结构的选择直 接影响设备的刚度、稳定性和最终性能。整体机架结构采用单一框架同时承受垂直和水平 压制载荷，有典型的应力集中区域，因此对机架强度的要求非常高；高刚度压机的投资成 本较大、建造周期较长，中国 8 万吨压机耗时 10 年建设，为达到严苛的精度和稳定性要求 需要付出的较大技术努力和资源投入。 多向模锻核心壁垒还在于精准同步控制系统。多向模锻涉及多个液压缸从不同方向同时或 顺序作用，多个凸模和穿孔缸需精确同步对坯料加压，这对液压伺服控制系统提出极高要 求。控制算法必须抵消不同方向间的耦合作用，保证应力分布均匀、锻件尺寸达标。因此， 液压缸的控制系统设计必须与材料科学和力学行为深度融合，通过精确控制变形过程中的 力、位移、速度和温度，来优化锻件的内部流线、晶粒结构和残余应力状态，从而提升最 终产品的力学性能和疲劳寿命。 当前技术壁垒集中于：（1）多缸同步控制精度；（2）液压系统动态特性补偿；（3）超大吨 位设备的机架刚度控制。

工艺壁垒：复杂成型与缺陷控制存在精细化挑战

多向模锻属热加工工艺，锻造温度高、压头温度敏感，需要均匀加热和有效保温。大型轴 类锻件在加热过程中温度分布严重不均匀，高温和大成型力易导致裂纹甚至开裂，过高加 热温度或过长保温时间可能导致晶粒粗化、材料韧性大幅降低，模具温度显著影响坯料表 面金属的流动性和变形均匀性。实践中对高温合金、钛合金等超难变形材料，通常采取分 阶梯加热和保温技术。 润滑和氧化皮处理是保证锻件质量的关键环节。润滑不仅影响模具填充，还与氧化皮清理 和缺陷避免相关，在压力机上模锻时使用玻璃润滑剂可以显著降低锻件表面裂纹率。不当 的润滑会直接导致充不满、表面缺陷甚至模具磨损。技术壁垒在于开发适用于高温、高压、 多方向滑动的专用润滑剂，并实现润滑剂的精确喷涂和循环管理。

多向分流挤压时，金属需在模具内沿多条路径均匀流动。实现金属流线均匀分布、防止应 力集中是难点之一。分流口区域容易因流动阻力差异导致局部过压或死区。模具设计上， 需要通过合理的导流腔、分瓣角度以及预留过度区来平衡流量。三维数值模拟已成为设计 的关键工具。对行星轮架中空多向锻造工艺的模拟表明，在优化的分流模具结构下，金属 流动较为平稳，模拟得到的最大载荷在模具许用应力范围内，金属流线基本沿零件轮廓分 布。通过合理设计可有效控制流动，但是需要先进的有限元软件和材料模型。

技术难点集中于：（1）复杂型腔件的模具设计标准化；（2）模具热疲劳与磨损严重，难以 长寿命运行；（3）零件残余应力和变形控制难度大。

材料壁垒：塑性成型与微观组织控制存在挑战

材料难变形和组织控制是多向模锻的另一核心壁垒。多向模锻工艺的应用范围已扩大到锻 造温度串口较窄和塑性较低的材料，如钛合金、镍基高温合金和超高强钢，这些难变形材 料的塑性成型与微观组织控制构成了该核心技术的核心挑战，为实现这类材料的高质量成 型，必须在多项加载过程中实现对材料的精确控制。 对钛合金来说，钛合金材料本身的塑性和变形抗力等锻造性参数对温度十分敏感，模具温 度很大程度上影响了毛坯表面层金属的流动性。在模锻过程中，若模具预热不足，坯料进 入模具后温降过快，导致坯料塑性低，流动差，金属很难充满模具，造成缺陷。 锻造镍基高温合金是航空发动机等高温部件的关键材料，其锻造对工艺控制精度要求极高。 锻造镍基高温合金除了涉及到动态再结晶、亚动态再结晶、静态再结晶以及晶粒长大等组 织转变外，锻造过程中还会产生不均匀的塑性变形，从而导致残余应力的产生和演化。这 都对多向模锻工艺提出较大的挑战。 超高强钢在深海装备、船舶等领域需求上升，其锻造面临变形抗力大、组织控制难的挑战。 高强钢大型构件往往结构尺寸大、形状复杂，锻造成型过程中变形道次多，使得在变形过 程中材料的软化机制多且复杂、温度分布差异大、流动行为难控，进而使得其形性协调难 控制。

国内外主要多向模锻企业呈现差异化竞争格局。国内企业中，迪威尔专注于高端油气装备 领域，产品以 API 高规范级别部件为主，与 SLB、Baker Hughes 等国际油服巨头达成合作； 三角防务则深耕航空航天锻件，客户集中于国防军工体系，与下游客户合作紧密。相比之 下，国际龙头 Wyman-Gordon（现属伯克希尔公司）产品线主要聚焦航空发动机、起落架 等领域，服务于波音、GE 等全球高端客户，其规模较为领先。

多向模锻行业国际主导，国内技术实现反超。全球主要由国际巨头主导，Wyman-Gordon 的 300MN 多向模锻压机于 1960 年投产并延续至今。中国企业正在通过技术突破和政策支 持加速崛起：迪威尔以 2023 年主体安装完毕的 350MN 多向模锻液压机为代表，专注深海 及压裂等特殊工况装备，彰显技术突破。道森股份与隆盛联合研发的 150MN 多向模锻机， 主要面向油气行业特定部件。清华天津装备院与三角防务合作的 1250MN 多向模锻液压机 项目正在建设中，公司公告预计 2026 年 12 月建成，将进一步提升国内超大型模锻装备能 力。孚杰联合徐工集团推出 180MN 多向模锻压机，产品覆盖阀体、旋塞阀等多种细分领域。 整体来看，国内企业在压力等级、应用领域及技术路线方面各具特色，形成互补，推动我 国大型模锻装备迈向高端自主发展。

在剖析全球多向模锻产业格局时，Wyman-Gordon 与南京迪威尔作为两类差异化路径的典 型代表，其发展轨迹与核心能力深刻反映了该技术领域的双重壁垒与价值维度。 Wyman-Gordon 凭借其逾百年的技术积淀，在航空航天高端锻件领域建立起难以撼动的市 场地位。而迪威尔展现了新兴企业依托中国制造升级与精准市场定位实现的快速突破，其 以 350MN 多向模锻液压机为核心装备，聚焦深海油气、压裂装备等高端阀体与特种部件市 场，通过绑定全球顶级油服企业供应链，成功实现了在细分领域的专业化深耕与进口替代。

发展历程：1950s 起源于欧美，2010 年我国技术突破，引领发展

多向模锻技术最早出现在 20 世纪 50 年代的欧美，以满足航空航天和核能领域对高强度、 复杂几何部件的一次成型需求。美国 Cameron 公司（后并入 Wyman-Gordon）率先研发 出多动柱闭式模锻液压机，到 1960 年代，其英国 Wyman-Gordon Livingston 工厂已拥有 一台 300MN 级多向模锻机，可在 1200℃下同时进行多方向穿孔与锻造，并配备 9000 吨预 锻机台完成坯料预成型。这些设备在当时代表了全球最先进的多向模锻能力，专为涡轮盘、 机身结构件、深孔核电阀体等高附加值领域服务。德国 Hydraulic 公司也相继推出了 300MN 主机配 100MN 水平缸的组合系统，主要用于铝合金与镁合金等轻合金锻件的生产。 彼时的高端装备需求集中于军工与核能等特殊行业，零部件多为高可靠性、低批量、定制 化的属性。强调“质量优先”而非“产能优先”，多向模锻“高精度、强控制”的特点恰好 契合。另一方面，由于数控加工、精密铸造等替代技术尚处于发展初期，尚不足以承担高 强度复杂构件的制造任务，工艺竞争相对单一。因此，即便多向模锻在效率与成本上的短 板客观存在，但在当时的战略性应用领域中并未形成突出制约。

中国在 20 世纪 70 年代末开始引入多向模锻技术，直到 2010 年才取得技术突破。1970 年， 开封高压阀门厂试装 9.6MN 级多向模锻机，1975 年西南铝业正式投用 100MN 级多向模锻 水压机，但受制于设备与模具制造、工艺累积有限，并未形成大规模应用。直到 2010 年， 清华大学联合中国二十二冶研制的 40MN 多向模锻液压机才在“正交预紧机架”设计上实 现突破，通过钢丝缠绕预应力平衡了水平与垂直载荷，成功批量制造核电真空阀体，打破 了国外技术垄断。此后，2012 年 120MN 机型投入试生产，28MN 机组更出口欧美，国产 设备在核电阀体、汽车叉轴等中端市场逐步站稳脚跟。 进入 21 世纪后，材料升级、仿真技术和国家政策共同推动多向模锻技术进入新一轮发展期。 ①新材料应用推动需求升级，钛合金、高温合金等精铸易产生缺陷，多向模锻一次成型可 保证组织均匀性，契合航空发动机叶盘等高端部件需求；②技术迭代加速，有限元仿真与 数字化控制技术应用使工艺开发从“经验试错”转向“精准建模”；③政府与资本双重支持。 清华—西安 1250MN 项目得到陕西省委和西安市领导的高度重视和支持，由三角防务、西 投控股、西安工投、陕西产投等共同出资。

随着全球高端装备产业链转移，中国在多向模锻领域的企业梯队逐步成型，国产化能力持 续增强。目前，国际深海油气、高温核电和先进航空等高端装备领域正加速向“高性能、 低容错”的极端工况拓展，带动钛合金、镍基合金等先进材料结构件需求增加；与此同时， 中国核电、深水油气自主开发和航空装备列装提速，也推动高性能构件的国产化替代。例 如，孚杰凭借 180MN 多向模锻液压机，实现了最大模锻件 1.5 吨、月产能 1500 吨的规模， 配合全自动化生产线，显著改变了传统的生产模式；迪威尔凭借在多向模锻装备、工艺与 材料三位一体的系统化能力，率先突破了“成型-装备-材料”一体化技术瓶颈。其自主设计 制造的 350MN 双动复合挤压线具备全球领先的成型能力，结合有限元模拟、激光修整、真 空热处理等先进技术，实现了对复杂构件的精确成型与组织调控。同时，公司构建了涵盖 工艺仿真、模具优化、组织性能反馈的数据闭环系统，在高温合金、钛合金等难锻材料的 实际应用中积累了大量工程经验，伴随国产产业发展，中国企业正逐步进军深海油气及新 能源领域。

美国 Wyman-Gordon：全球高端锻件的领导者与多向模锻的先行者

美国 Wyman-Gordon 公司是全球领先的航空航天及能源领域锻造件供应商。其历史可追 溯至 1883 年由 Horace Wyman 与 Lyman Gordon 在马萨诸塞州创立。自创立之初，历经 116 年发展，公司于 1999 年被精密铸件巨头 PCC 收购，2016 年并入伯克希尔哈撒韦集 团。总部位于休斯顿，在北美（如北格拉夫顿工厂）和英国 Livingston 设有核心生产基地， 其中 Livingston 工厂的 300MN 多向模锻液压机自 1960 年代投入使用。 Wyman-Gordon 在锻造技术方面拥有深厚积累，尤其在多向模锻领域展现出领先优势： 工程设计与仿真：公司提供从概念开发到生产级锻件的完整设计、建模和仿真。公司利用 并发工程技术，结合行业标准软件（如 CATIAV4/5 进行三维设计）和定制的数学建模，精 确预测锻造结果，并通过有限元分析（FEA）对拟议工艺进行模拟和优化，同时分析和修 正模具应力，以最大限度地优化锻件形状并节省材料成本。 多向模锻技术：Wyman-Gordon 是多向模锻技术的先行者之一。其英国 Livingston 工厂早 在 1960 年代就拥有一台 300MN 级多向模锻机，能够在 1200℃下同时进行多方向穿孔与锻 造。其多向锻造技术能够实现低至 0.1°的拔模角，这对于生产复杂几何形状的近净成型锻 件至关重要。 设备实力：Wyman-Gordon 拥有全球最大、最具能力的锻造设备之一，包括高达 50,000 吨的闭式模锻压力机。其北格拉夫顿（North Grafton）工厂在 1953 年就配备了 35,000 吨 和 50,000 吨的压力机，作为“空军重型压力机项目”的一部分。

Wyman-Gordon 产品线涵盖了多个对性能要求较高的领域。在航空航天业务方面，为主要 机身和发动机制造商提供组件，包括宽体机翼梁（5,000 磅 Ti6-4）、宽体机舱门框架（400 磅 Ti6-4）、窄体襟翼轨道（600 磅 15-5）、宽体发动机短舱肋（500 磅 Ti6-4）等机身结构 件；在起落架方面，生产宽体机主起落架（14,000 磅 300M）、窄体机主起落架（4,200 磅 E35NCD16）、宽体机前起落架（2,700 磅 300M）和活塞（5,000 磅 300M）；核电产品包 括阀帽（1,500 磅 Inco-600）、阀门（1,800 磅 Inco-625）；在油气精炼领域，生产涡轮轮（4,000 磅 Inco-901）、压气机盘（6,000 磅 Waspalloy）。

迪威尔：布局多向模锻设备，引领油气设备专用件生产

迪威尔专注于油气设备专用零部件领域，长期服务全球深海油气开发市场。自设立以来， 迪威尔专注油气设备专用零部件研发、制造和销售，产品广泛应用于巴西东部沿海、墨西 哥湾、北海、澳大利亚周边海域、中国南海等深海油气开采区域，通过与 TechnipFMC、 SLB、Aker Solutions、Baker Hughes、Weir Group 等国际油气技术服务巨头建立长期稳 定合作关系，成为其全球供应链中的稳定供应商。 迪威尔多向模锻技术引领全球，构筑长期战略护城河。从长期发展视角来看，迪威尔的成 长空间不仅体现在原有主业的持续稳健增长，还来自 350MN 多向模锻液压机带来的业务外 延：公司传统业务板块在锻造机加工、焊接、涂装及总装环节已深耕多年，形成较强的规 模与客户粘性；而多向模锻工艺的应用拓展将实现降本增效；同时该项技术成功投产将助 迪威尔在航空航天、深海装备、能源重工等多个高壁垒领域实现应用渗透。

迪威尔产品涵盖四大类，深度匹配全球油气开发市场需求，重点发力高端深海与压裂设备 领域： 井口及采油树专用件：包括井口设备专用件、采油树专用件、连接器专用件和取送工具专 用件等。 深海设备专用件：迪威尔战略性地将重心转向高附加值的深海设备市场。其 350MN 双动复 合挤压线主要生产用于海洋装备阀体等结构复杂的高端锻件，其中 95%用于海洋装备阀体。 深海采油树主阀等产品填补了国内空白。 压裂设备专用件：主要用于页岩气压裂、煤层气压裂等非常规油气开采。 钻采设备专用件：包括防喷器专用件、井控管汇专用件等，主要应用于钻井作业的设备零 部件。

迪威尔产品性能指标达到行业高标准。迪威尔的产品各项性能指标均能满足客户在全球各 类型油气开发项目中的使用要求，尤其在低温冲击韧性、大壁厚产品的均匀性等方面处于 行业领先水平。迪威尔的产品以 API 产品规范级别中较高的 PSL3-4 级为主，这表明其产 品达到了行业内的高标准。通过在深海和压裂等高附加值领域的专业化，与全球深海和压 裂领域头部客户达成合作。在产品生产领域，公司引入精密锻造技术，尽可能做到无切削 或少切削加工，提高产品的加工精度。在产品检测领域，公司全面实行无损检测和自动化 检测相结合的方式，保证产品质量。 迪威尔业绩稳步上升，有望进入丰厚回报期。25年上半年公司收入5.6亿元，环比增长0.4%， 归母净利润 0.52 亿元，环比增长 73.3%；毛利率 20.2%，同比上涨 0.2pp，毛利率逐步回 暖，盈利端有望逐步改善。随着公司募投项目——350MN 多向模锻液压机投产并获核心客 户认证，公司将进一步释放其产能形成高端阀门及管系零部件规模化制造能力，扩展产品 覆盖广度，打开市场空间。

三角防务：深耕军工模锻多年，多向模锻技术探索者

三角防务深耕军工领域多年，具有技术优势与客户资源优势。公司主要从事航空、航天、 船舶等行业锻件产品的研制、生产、销售和服务。公司具有先进的装备和技术优势，拥有 400MN 大型模锻件生产线，300MN 等温锻件生产线，Φ2500mm 环轧件生产线等，配套 有大型制坯设备 31.5MN 快锻机、加热炉及热处理炉等相关设备设施。公司积累了稳定优 质的客户资源，主要客户为国防军工企业及相关科研院所，与下游客户保持研发和生产稳 定、深入的合作关系，产品目前已应用在新一代战斗机、新一代运输机及新一代直升机中， 并为各类型国产航空发动机供应主要锻件。 西安三角防务 1250MN 多向模锻液压机在建中，未来投产将推动我国成为全球航空锻造集 群中心。根据陕西省工业和信息化厅公告，2024 年 10 月 24 日，西安三角防务的 1250MN 多向模锻液压机及智能产线项目在西安阎良航空基地正式开工建设。清华大学天津高端装 备研究院作为技术支持单位，将为项目提供先进的设计和制造技术。该设备垂直公称压力 11 万吨，水平公称压力 1.25 万吨，具备多向精密模锻能力和普通模锻能力，具备恒应变速 率锻造等先进控制模式。计划 2026 年 12 月建成，将成为 C919 后机身框架、起落架等大 型钛合金锻件的核心生产平台。届时，西安航空产业基地将成为世界最大的航空锻压聚集 区，设备总锻压能力将达到 23 万吨。项目完全达产后，公司预计年产值超 50 亿元。

三角防务业绩受行业周期性及客户需求波动影响，锻件通过主机厂工艺评审。2025 年上半 年，公司实现营收 7.85 亿元，同比下降 24.80%；归母净利润 2.70 亿元，同比下滑 17.47%， 收入承压，与下游客户订单周期有关。销售净利率 34.4%，较去年同期的 31.4%有所回升， 盈利能力回暖，主要系高附加值钛合金锻件占比提升。公司将持续围绕 400MN 液压机及难 变形金属精密成型技术展开，在研的超高强度钛合金整体框锻件已通过主机厂工艺评审， 后续 C919 批产放量相关锻件增长成为新增长点。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）

来源：未来智库