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國內外鑄造新技術(shù)發(fā)展現狀及趨勢
點(diǎn)擊數:13319     發(fā)表日期:2013/4/22

面對全球信息、技術(shù)空前高速發(fā)展,機械制造業(yè)尤其是裝備制造業(yè)的現代化水平高速提升,中國(這里只講大陸的情況,不包括臺灣和港澳地區)鑄造業(yè)當清醒認識自己的歷史重任和與發(fā)達國家的現實(shí)差距,大膽利用人類(lèi)文明的最新成果,認清“只有實(shí)現高新技術(shù)化才能跟上時(shí)代步伐”的道理,機智地把握現代鑄造技術(shù)的發(fā)展趨勢,理智地采用先進(jìn)適用技術(shù),明智地實(shí)施可持續發(fā)展戰略,立足現實(shí)又高瞻遠矚,以振興和發(fā)展中國鑄造業(yè)的累累碩果來(lái)奠定中國現代工業(yè)文明進(jìn)程的堅實(shí)基礎。 
    
    1.發(fā)達國家鑄造技術(shù)發(fā)展現狀

    發(fā)達國家總體上鑄造技術(shù)先進(jìn)、產(chǎn)品質(zhì)量好、生產(chǎn)效率高、環(huán)境污染少、原輔材料已形成商品化系列化供應,如在歐洲已建立跨國服務(wù)系統。生產(chǎn)普遍實(shí)現機械化、自動(dòng)化、智能化(計算機控制、機器人操作)。

    鑄鐵熔煉使用大型、高效、除塵、微機測控、外熱送風(fēng)無(wú)爐襯水冷連續作業(yè)沖天爐,普遍使用鑄造焦,沖天爐或電爐與沖天爐雙聯(lián)熔煉,采用氮氣連續脫硫或搖包脫硫使鐵液中硫含量達0.01%以下;熔煉合金鋼精煉多用AOD、VOD等設備,使鋼液中H、O、N達到幾個(gè)或幾十個(gè)10-6的水平。

    在重要鑄件生產(chǎn)中,對材質(zhì)要求高,如球墨鑄鐵要求P≯0.04%、S≯0.02%,鑄鋼要求P、S均≯0.025%,采用熱分析技術(shù)及時(shí)準確控制C、Si含量,用直讀光譜儀2~3分鐘分析出十幾個(gè)元素含量且精度高,C、S分析與調控可使超低碳不銹鋼的C、S含量得以準確控制,采用先進(jìn)的無(wú)損檢測技術(shù)有效控制鑄件質(zhì)量。

    普遍采用液態(tài)金屬過(guò)濾技術(shù),過(guò)濾器可適應高溫諸如鈷基、鎳基合金及不銹鋼液的過(guò)濾。過(guò)濾后的鋼鑄件射線(xiàn)探傷A級合格率提高13個(gè)百分點(diǎn),鋁鎂合金經(jīng)過(guò)濾,抗拉強度提高50%、伸長(cháng)率提高100%以上。

    廣泛應用合金包芯線(xiàn)處理技術(shù),使球鐵、蠕鐵和孕育鑄鐵工藝穩定、合金元素收得率高、處理過(guò)程無(wú)污染,實(shí)現了微機自動(dòng)化控制。

    鋁基復合材料以其優(yōu)越性能被廣泛重視并日益轉向工業(yè)規模應用,如汽車(chē)驅動(dòng)桿、缸體、缸套、活塞、連桿等各種重要部件都可用鋁基復合材料制作,并已在高級賽車(chē)上應用;在汽車(chē)向輕量化發(fā)展的進(jìn)程中,用鎂合金材料制作各種重要汽車(chē)部件的量已僅次于鋁合金。
    采用熱風(fēng)沖天爐、兩排大間距沖天爐和富氧送風(fēng),電爐采用爐料預熱、降低熔化溫度、提高爐子運轉率、減少爐蓋開(kāi)啟時(shí)間,加強保溫和實(shí)行微機控制優(yōu)化熔煉工藝。在球墨鑄鐵件生產(chǎn)中廣泛采用小冒口和無(wú)冒口鑄造。鑄鋼件采用保溫冒口、保溫補貼,工藝出品率由60%提高到80%?紤]人工成本高和生產(chǎn)條件差等因素而大量使用機器人。由于環(huán)保法制嚴格(電爐排塵有9國規定100-250mg/m3、沖天爐排塵,11國規定100-1000mg/m3,或0.25-1.5kg/t鐵液;砂處理排塵,8國規定100-250mg/m3。),鑄造廠(chǎng)都重視環(huán)保技術(shù)。

    在大批量中小鑄件的生產(chǎn)中,大多采用微機控制的高密度靜壓、射壓或氣沖造型機械化、自動(dòng)化高效流水線(xiàn)濕型砂造型工藝。

    砂處理采用高效連續混砂機、人工智能型砂在線(xiàn)控制專(zhuān)家系統, 制芯工藝普遍采用樹(shù)脂砂熱、溫芯盒法和冷芯盒法。熔模鑄造普遍用硅溶膠和硅酸乙酯做粘結劑的制殼工藝。
    用自動(dòng)化壓鑄機生產(chǎn)鑄鋁缸體、缸蓋;已經(jīng)建成多條鐵基合金低壓鑄造生產(chǎn)線(xiàn)。用差壓鑄造生產(chǎn)特種鑄鋼件。所生產(chǎn)的各種口徑的離心球墨鑄鐵管占鑄鐵管總量95%以上,球鐵管占球鐵年產(chǎn)量30%-50%。

    成功地采用EPC技術(shù)大批量生產(chǎn)汽車(chē)4缸缸體、缸蓋等復雜鑄件,生產(chǎn)率達180型/小時(shí)。在工藝設計、模具加工中,采用CAD/CAM/RPM技術(shù);在鑄造機械的專(zhuān)業(yè)化、成套化制備中,開(kāi)始采用CIMS技術(shù)。

    鑄造生產(chǎn)全過(guò)程主動(dòng)、從嚴執行技術(shù)標準,鑄件廢品率僅2%-5%;標準更新快(標齡4-5年);普遍進(jìn)行ISO9000、ISO14000等認證。

    重視開(kāi)發(fā)使用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),紛紛建立自己的主頁(yè)、站點(diǎn)。鑄造業(yè)的電子商務(wù)、遠程設計與制造、虛擬鑄造工廠(chǎng)等飛速發(fā)展。
     
    2.我國鑄造技術(shù)發(fā)展現狀

    總體上,我國鑄造領(lǐng)域的學(xué)術(shù)研究并不落后,很多研究成果居國際先進(jìn)水平,但轉化為現實(shí)生產(chǎn)力的少。國內鑄造生產(chǎn)技術(shù)水平高的僅限于少數骨干企業(yè),行業(yè)整體技術(shù)水平落后,鑄件質(zhì)量低,材料、能源消耗高,經(jīng)濟效益差,勞動(dòng)條件惡劣,污染嚴重。具體表現在,模樣仍以手工或簡(jiǎn)單機械進(jìn)行模具加工;鑄造原輔材料生產(chǎn)供應的社會(huì )化、專(zhuān)業(yè)化、商品化差距大,在品種質(zhì)量等方面遠不能滿(mǎn)足新工藝新技術(shù)發(fā)展的需要;鑄造合金材料的生產(chǎn)水平、質(zhì)量低;生產(chǎn)管理落后;工藝設計多憑個(gè)人經(jīng)驗,計算機技術(shù)應用少;鑄造技術(shù)裝備等基礎條件差;生產(chǎn)過(guò)程手工操作比例高,現場(chǎng)工人技術(shù)素質(zhì)低;僅少數大型汽車(chē)、內燃機集團鑄造廠(chǎng)采用先進(jìn)的造型制芯工藝,大多鑄造企業(yè)仍用震壓造型機甚至手工造型,制芯以桐油、合脂和粘土等粘結劑砂為主。大多熔模鑄造廠(chǎng)以水玻璃制殼為主;低壓鑄造只能生產(chǎn)非鐵或鑄鐵中小件,不能生產(chǎn)鑄鋼件;用EPC技術(shù)穩定投入生產(chǎn)的僅限于排氣管、殼體等鑄件,生產(chǎn)率在30型/小時(shí)以下,鑄件尺寸精度和表面粗糙度水平低;雖然建成了較完整的鑄造行業(yè)標準體系,但多數企業(yè)被動(dòng)執行標準,企業(yè)標準多低于GB(國標)和ISO(國際標準),有的企業(yè)廢品率高達30%;質(zhì)量和市場(chǎng)意識不強,僅少數專(zhuān)業(yè)化鑄造企業(yè)通過(guò)了ISO9000認證。結合鑄造企業(yè)特點(diǎn)的質(zhì)量管理研究十分薄弱。

    近年開(kāi)發(fā)推廣了一些先進(jìn)熔煉設備,提高了金屬液溫度和綜合質(zhì)量,如外熱式熱風(fēng)沖天爐開(kāi)始應用,但為數少,使用鑄造焦的僅占1%。一些鑄造非鐵合金廠(chǎng)仍使用燃油、焦炭坩堝爐等落后熔煉技術(shù)。沖天爐-電爐雙聯(lián)工藝僅在少數批量生產(chǎn)的流水線(xiàn)上得以應用。少數大、中型電弧爐采用超高功率(600-700kVA/t)技術(shù)。


 

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