炒股就看金麒麟分析师研报，权威，专业，及时，全面，助您挖掘潜力主题机会！
（来源：华泰证券研究所）
航空航天、深海装备、新能源等高端制造领域的需求增长推动多向模锻全球市场扩张，销售额预计2024年至2031年从12.05亿美元增至15.76亿美元（CAGR 3.9%）。国内多向模锻不仅技术发展迅速、引领全球，国内企业自主研发并成功投产的350MN多向模锻液压机横向力≥130MN，纵向力≥220MN，参数水平超越国际龙头Wyman-Gordan 300MN多向模锻机，锻件水平显著提升，且技术突破满足下游应用场景如航空航天、高端油气、新能源等需求。
航空航天、深海装备、新能源等行业拉动高端多向模锻需求
全球锻造市场预计将从2024年的950.2亿美元增长至2034年的1996.9亿美元，CAGR达7.7%，其中中国市场（2025-2035，CAGR 11.3%）增速较快。多向模锻作为闭式精密锻造的重要形式，在深海耐压耐腐蚀阀体、高端泵阀管件、航空航天起落架与复杂结构件、核电与超临界火电高温高压管件、新能源汽车轻量化零部件等领域应用广泛，满足高性能、轻量化和复杂结构一次成型需求，能够提升材料利用率和产品可靠性。
设备、工艺、材料等多重壁垒构筑深厚护城河
1）设备：多向模锻液压机对多缸高精度同步控制、液压系统响应和超大吨位结构设计要求高，存在控制系统延迟、液压耦合误差、机架承载等关键技术难点。2)工艺：复杂结构件成型路径难以设计，模具热疲劳与失效频繁，锻件残余应力控制难度大，缺陷防控与成型精度提升依赖高水平CAE仿真与工艺优化能力。3)材料：钛合金、高温合金、超高强钢等材料塑性差、锻造温度窗口窄、组织控制复杂，对温度、应变速率极其敏感，成型过程易产生裂纹、变形与组织异常，锻造可控性差。
高端装备产业链的转移带来国内多向模锻技术突破，引领全球
多向模锻技术自上世纪中叶以来，长期被国际巨头所主导。然而，中国多向模锻产业自2010年前后逐步实现技术突破，并在国家产业政策与市场需求双轮驱动下，进入快速成长期。在这一进程中，国内企业凭借其自研的350MN双动复合挤压生产线，在深海高端阀体类复杂构件的一次精密成型方面展现出优势，实现规模化稳定生产，横向与纵向力均超国际龙头企业水平，成功进入全球顶级油服供应链，体现了中国企业在高端模锻装备自主化与工艺创新上的系统能力。与此同时，多家国内企业也分别在航空、核电等细分领域加快布局，共同构建起多层次、全场景的国产多向模锻制造体系。伴随着中国在高温合金、钛合金等难变形材料领域的工艺积累不断深化，国产多向模锻技术已从追赶者转变为全球锻造工艺升级的重要推力，在深海油气、航空发动机等关键部件上实现国产化工艺替代。
我们与市场观点不同之处
市场担心大部分国内企业在技术和设备上突破仍有难度。我们认为中国企业在材料基础、装备能力上持续推进，不断推动多向模锻产业快速跃升。随着仿真技术和智能制造领域的发展，行业将加速突破现有的技术瓶颈，技术的迭代与发展将持续加速，最终使得国产化多向模锻水平大幅度提升，提高生产效率、降低生产成本，使得多向模锻在更多应用领域内具备生产力。
风险提示：下游需求波动、技术路径不确定性、验证周期及认证风险、客户集中风险、产业周期与宏观波动。
投资要点
多向模锻是一种在高端装备制造中普遍使用的工艺路径。多向模锻通过多方向同步加载在一次加热和成型行程内完成复杂结构锻件的整体成型，显著提升材料利用率（70%-85%，较自由锻（30%-50%）中枢提升接近一倍）和力学性能，降低疲劳失效风险。其核心工艺在于多模面模具设计和多缸同步闭环控制，实现复杂中空件和多分支结构的一次高精度成型（尺寸精度±0.5mm内，表面粗糙度Ra≤12.5μm）。工艺流程一般包括模拟多向模锻、取料下料、加热、预成型、多向模锻成型、去毛刺切边和热处理等步骤，核心设备包括多向模锻压机、模具及控制系统。
下游应用拉动高端多向模锻需求，市场规模稳健增长。全球锻造市场预计将从2024年的950.2亿美元增长至2034年的1996.9亿美元，CAGR达7.7%，其中中国市场（2025年至2035年CAGR 11.3%）增速显著。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增长。多向模锻在深海耐压耐腐蚀阀体、高端泵阀管件、航空航天起落架与复杂结构件、核电与超超临界火电高温高压管件、新能源汽车轻量化零部件等高端设备领域应用广泛，满足高质量、轻量化和复杂结构一次成型需求，能够提升材料利用率和产品可靠性。
技术壁垒构筑强大护城河。多向模锻的核心技术包括高精度的多缸同步控制，复杂模具设计及对难变形材料的成型控制等。技术壁垒主要体现在设备、工艺和材料方面，特别是高性能液压设备的研发与控制系统的设计要求，使得市场竞争集中于少数几家具有技术积累的企业。国内企业已实现核心技术的突破，并于全球范围内展开布局合作，成为全球锻造市场的创新推动力量。
国产化推进，看好具备多向模锻设备工艺能力的公司持续受益。随着国内技术水平的逐步提升，国产多向模锻设备逐步打破国外垄断，特别是在高端油气装备与航空航天领域取得突破。国内企业通过自主研发的350MN多向模锻液压机已实现量产，在横向力与纵向力多项指标中均超国际龙头企业，并与国际知名油气企业达成合作，实现全球供应链的突破，并将进一步推动国内高端制造业的自主可控发展。此外，三角防务与清华大学天津装备研究院合作的1250MN大型多向模锻液压机技术也在研中，与陕西省西安市政府紧密合作。国内政府支持、产学研融合与资金投入也为多向模锻的国产化推进提供发展机遇。
与市场不同的观点
当前市场认为多向模锻技术复杂度高，认为大部分国内企业在技术和设备上的突破仍有难度。我们认为目前国内企业在多向模锻领域持续突破，部分公司已经成功打入全球供应链，并展示了强大的技术积累与生产能力；同时随着仿真技术和智能制造领域的发展，行业将加速突破现有的技术瓶颈，技术的迭代与发展将持续加速，最终使得国产化多向模锻水平大幅度提升，提高生产效率、降低生产成本，使得多向模锻在更多应用领域内具备生产力。
行业：多向模锻可精密生产、节能省材，为企业带来竞争优势
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。（模具介绍详见附录4）
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。
由于其技术特点，多向模锻以下参数指标备受关注：
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。
空间：2025至2035全球稳步增长，多向模锻渗透高端场景
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。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。
多向模锻存在多重壁垒，国产化突破持续推进
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。
产业链逐步向中国转移，国内技术实现反超
国内外主要多向模锻企业呈现差异化竞争格局。
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。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。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）。
投资建议
全球多向模锻市场持续增长。与传统的自由锻造和普通模锻相比，多向模锻作为闭式精密锻造的重要形式，在深海耐压耐腐蚀阀体、高端泵阀管件、航空航天起落架与复杂结构件、核电与超临界火电高温高压管件、新能源汽车轻量化零部件等领域应用广泛，满足高性能、轻量化和复杂结构一次成型需求，能够提升材料利用率和产品可靠性。根据恒策咨询预测，全球多向模锻市场销售额预计将从2024年的12.05亿美元增长至2031年的15.76亿美元，复合增长率为3.9%，主要受高端装备需求增长的驱动。
国内多向模锻产业自2010年逐步实现技术突破，国内企业迎来发展机遇。材料升级、仿真技术和国家政策共同推动国内多向模锻技术进入新一轮发展期。国内企业已完成从跟随海外至引领全球发展的战略转型，相关企业迎来市场机遇。
附录1：多向模锻可实现复杂结构锻件一次成型
多向模锻的成型流程是先闭合凹模，再通过一个或多个冲头在水平或垂直方向对坯料进行挤压，实现复杂结构锻件一次成型。在实际工艺中，凹模先闭合，然后一个冲头或多个冲头在水平或垂直方向运动，对凹模内坯料进行挤压，实现带内孔腔、凸台或枝丫等复杂结构锻件的一次成型。在坯料变形过程中，部分金属平行于冲头运动方向流动，部分金属垂直于冲头运动方向或与冲头运动方向成一定角度的方向流动，从而得到具有多个分模面的外形多分支、内腔多孔、尺寸精确及形状复杂的各类锻件。
多向模锻工艺流程一般包括：模拟多向模锻、取料下料、加热、预成型、多向模锻成型、去毛刺切边和热处理等步骤。锻件试制前会通过模拟仿真软件对多向模锻过程进行模拟，旨在提前发现锻造缺陷，提高试制成功率。此后将坯料加热至锻造温度；然后经预成型使坯料接近锻件的初步形状；随后放入多向模锻专用液压机，多个冲头同时作用在坯料上，实现一次闭模成型。最后，对成型后的锻件进行飞边切除和必要的表面清理，然后经过热处理以获得所需组织和力学性能。整个生产流程简明高效，实现金属的近净成型。
附录2：多向模锻设备结构介绍
从结构来看，多向模锻设备结构包括主缸（合模缸）、水平缸、穿孔缸、顶出缸和回程缸等。
主缸（合模缸）：通常设于上横梁内部，用于合模闭模，并提供垂直主挤压力。主缸柱塞与活动横梁紧固连接，用于对坯料进行竖向锻造或封边。主缸缸底通过螺钉固定在上横梁下表面，柱塞端通过压环螺钉连接在活动横梁上表面。
水平缸：一般至少有两台水平液压缸，分别安装在下横梁的两侧，呈左右对称布置（也有更多轴设计）。水平缸的缸体固接在下横梁外侧，缸内柱塞通过水平环形连接件与水平冲头连接，实现对坯料的侧向挤压。多个水平缸可同时对坯料进行挤压，构成第三向或更多方向的加载。例如图5中所示，1号和其他对称布置的水平工作缸即用于多向挤压。
穿孔缸：安装在上横梁或活动横梁上，用于在锻造闭合状态下进行冲孔操作。穿孔缸的底座也固定于上横梁下侧，其柱塞通过活动横梁中心孔延伸，传力于垂直冲头，实现内孔打穿。穿孔缸与水平缸、主缸配合，可一次成型内孔和外形。
顶出缸和回程缸：顶出缸通常固定在下横梁下表面，通过套筒与下顶出冲头连接，用于在锻件成型后顶出锻件。回程缸则安装在活动横梁内部或下方，用法兰支承在下横梁上，用于将活动横梁顶起恢复。
附录3：多向模锻机架结构主要分为整体式和独立式
机架结构分为整体式和独立式。整体式机架结构同时承受垂直和水平载荷，结构简洁但局部应力集中明显，适用于大型高吨位压机。整体机架结构是利用一个框架同时承受垂直方向压制载荷和水平方向压制载荷的结构形式。Cameron公司的180MN和300MN都采用该机架结构，其特点是结构简洁、垂直压制运动机构不受到水平压制机构或机架的影响。但在框架的立柱根部，由于垂直载荷和水平载荷的联合作用，此处的应力会急剧增加。而且立柱内侧根部是典型的应力集中区域，又进一步加剧了此处的强度问题，导致机架的强度要求提高。因此，采用整体机架结构的多向模锻液压机都采用性能较好的厚钢板层叠结构。
独立式机架结构使垂直和水平载荷分离承载，减小应力集中，但结构复杂且适用于相对较小吨位设备。独立水平机架结构是在只承受垂直方向压制载荷的垂直机架基础上，增加一个水平机架来独立地承受水平方向压制载荷。我国和Cameron 公司的100MN 都采用这一结构，其特点是水平载荷与垂直载荷分别由不同结构承载，不会造成应力的叠加，水平和垂直方向的压制能力可以非常接近。但由于工作区重叠，两个机架在工作区域必须相互避让，水平机架的立柱需要穿过或绕过垂直机架。尤其是当压机的垂直吨位增大，垂直机架和工作台也随之加大时，水平机架的设计难度会急剧增加。因此，采用独立水平机架结构的多向模锻液压机的吨位较小，一般在100MN左右。
附录4：多向模锻模具结构多样化，可锻造复杂锻件
水平分模模具的分模面与水平面平行，模具中的锻件成型主要靠水平工作柱塞的两向挤压，2块凹模分别用楔形压板螺钉固定在上、下模座上，2个水平冲头分别装在液压机的2个水平柱塞的夹座上，冲头的对中性通过其自身的导向部分以及上、下模闭合时的导柱、导套共同实现。
垂直分模模具的分模面与水平面垂直，锻件的成型主要靠液压机的垂直柱塞向下挤压，两个水平推杆的一端装在水平工作缸的柱塞夹座上，另一端用销钉与凹模连接，推动两半凹模在底板上运动，使模具开合，并依靠底板中心的定位块定位，使冲头与凹模型腔中心一致。两半凹模应有导销，以防止错模。
联合分模模具同时有垂直分模面和水平分模面。它由左右两块下凹模组成水平分模，并与上凹模组成垂直分模，构成垂直与水平联合分模结构。在上凹模的中心开有一个为冲头进行挤压的导向孔。
根据锻件形状和设备条件，还可设计特殊结构模具。特殊结构模具是指采用水平分模、垂直分模和联合分模结构都不能满足锻件成型需要，或用于弥补设备功能不足而设计的模具。此类模具通过结构和运动方式的差异，实现局部旋转分模、叉形分模或其他特殊组合方式，提升设备适配性和复杂锻件的成型能力。
上述4种多向模具结构中，水平分模结构是应用最多的一种，锻件两端具有深孔时多采用水平分模结构。锻件一端有深孔时可采用水平分模，也可采用垂直分模。假如锻件尺寸较大，需要较大的合模力时，宜采用水平分模。这是由于多向模锻液压机垂直工作缸压力一般大于水平工作缸的压力，可获得较大的合模力。当锻件需要有3块或4块凹模在一个平面上开合时，一般采用垂直分模，也可采用叉形特殊结构。
多向模锻模具结构的多样化使其可锻造其他锻造方法难以生产的复杂锻件。正因为多向模锻的模具具有多个分模面，多向模锻才可锻出其它各类锻压方式无法或较难生产的形状复杂的锻件，是多向模锻相较于传统锻造的核心竞争优势之一。
1）下游需求波动可能传导产业链：航空、核电和油气等终端行业具有周期性和政策依赖性。国际油价及石油公司资本开支波动将直接影响深海及压裂阀门需求；民机订单和核电审批进度波动也会导致锻件需求的不确定。历史上油服行业景气度与油价同步波动。若下游客户投资放缓，将对产业链产生负面传导。
2）技术路径存在不确定性：多向模锻等新兴锻造技术尚处于产业推广阶段，存在试验验证风险。大型深海阀门锻造一体化设备建设和调试周期长，若技术研发或设备调试进度不及预期，将影响产品交付和成本控制。此外，上游设备改进与下游产品设计匹配也有不确定性。
3）验证周期较长，存在认证风险：油气装备特别是高端阀门等产品需通过严格的行业认证和客户评估。新产品和新设备投入使用前需经历漫长的验证周期，任何关键工序或材料参数不达标都会延长导入时间，增加经营风险。
4）客户集中可能导致议价权有限：高端锻件市场的优质客户较为集中，一旦主要大客户的采购节奏发生变化（如国产大飞机或海外油企项目推迟），将对相关企业业绩造成较大影响。行业集中度高也可能导致议价权有限，需要关注核心客户需求端的多元化程度。
5）产业周期与宏观波动影响公司盈利能力：钢铁、合金等原材料价格波动以及资本开支周期波动会影响成本与盈利。当前全球宏观经济增速不确定，如果出现周期性下行或贸易摩擦升级，可能抑制制造业投资，进而影响模锻设备和锻件订单。公司毛利率和净利率对成本变化较为敏感，需密切跟踪原材料价格走势。
