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國內外鑄造新技術發展現狀及趨勢
點擊數:655     發表日期:2013/4/22

面對全球信息、技術空前高速發展,機械制造業尤其是裝備制造業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)鑄造業當清醒認識自己的歷史重任和與發達國家的現實差距,大膽利用人類文明的最新成果,認清“只有實現高新技術化才能跟上時代步伐”的道理,機智地把握現代鑄造技術的發展趨勢,理智地采用先進適用技術,明智地實施可持續發展戰略,立足現實又高瞻遠矚,以振興和發展中國鑄造業的累累碩果來奠定中國現代工業文明進程的堅實基礎。 
    
    1.發達國家鑄造技術發展現狀

    發達國家總體上鑄造技術先進、產品質量好、生產效率高、環境污染少、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系統。生產普遍實現機械化、自動化、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、外熱送風無爐襯水冷連續作業沖天爐,普遍使用鑄造焦,沖天爐或電爐與沖天爐雙聯熔煉,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達到幾個或幾十個10-6的水平。

    在重要鑄件生產中,對材質要求高,如球墨鑄鐵要求P≯0.04%、S≯0.02%,鑄鋼要求P、S均≯0.025%,采用熱分析技術及時準確控制C、Si含量,用直讀光譜儀2~3分鐘分析出十幾個元素含量且精度高,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,采用先進的無損檢測技術有效控制鑄件質量。

    普遍采用液態金屬過濾技術,過濾器可適應高溫諸如鈷基、鎳基合金及不銹鋼液的過濾。過濾后的鋼鑄件射線探傷A級合格率提高13個百分點,鋁鎂合金經過濾,抗拉強度提高50%、伸長率提高100%以上。

    廣泛應用合金包芯線處理技術,使球鐵、蠕鐵和孕育鑄鐵工藝穩定、合金元素收得率高、處理過程無污染,實現了微機自動化控制。

    鋁基復合材料以其優越性能被廣泛重視并日益轉向工業規模應用,如汽車驅動桿、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,并已在高級賽車上應用;在汽車向輕量化發展的進程中,用鎂合金材料制作各種重要汽車部件的量已僅次于鋁合金。
    采用熱風沖天爐、兩排大間距沖天爐和富氧送風,電爐采用爐料預熱、降低熔化溫度、提高爐子運轉率、減少爐蓋開啟時間,加強保溫和實行微機控制優化熔煉工藝。在球墨鑄鐵件生產中廣泛采用小冒口和無冒口鑄造。鑄鋼件采用保溫冒口、保溫補貼,工藝出品率由60%提高到80%。考慮人工成本高和生產條件差等因素而大量使用機器人。由于環保法制嚴格(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。),鑄造廠都重視環保技術。

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

    砂處理采用高效連續混砂機、人工智能型砂在線控制專家系統, 制芯工藝普遍采用樹脂砂熱、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。
    用自動化壓鑄機生產鑄鋁缸體、缸蓋;已經建成多條鐵基合金低壓鑄造生產線。用差壓鑄造生產特種鑄鋼件。所生產的各種口徑的離心球墨鑄鐵管占鑄鐵管總量95%以上,球鐵管占球鐵年產量30%-50%。

    成功地采用EPC技術大批量生產汽車4缸缸體、缸蓋等復雜鑄件,生產率達180型/小時。在工藝設計、模具加工中,采用CAD/CAM/RPM技術;在鑄造機械的專業化、成套化制備中,開始采用CIMS技術。

    鑄造生產全過程主動、從嚴執行技術標準,鑄件廢品率僅2%-5%;標準更新快(標齡4-5年);普遍進行ISO9000、ISO14000等認證。

    重視開發使用互聯網技術,紛紛建立自己的主頁、站點。鑄造業的電子商務、遠程設計與制造、虛擬鑄造工廠等飛速發展。
     
    2.我國鑄造技術發展現狀

    總體上,我國鑄造領域的學術研究并不落后,很多研究成果居國際先進水平,但轉化為現實生產力的少。國內鑄造生產技術水平高的僅限于少數骨干企業,行業整體技術水平落后,鑄件質量低,材料、能源消耗高,經濟效益差,勞動條件惡劣,污染嚴重。具體表現在,模樣仍以手工或簡單機械進行模具加工;鑄造原輔材料生產供應的社會化、專業化、商品化差距大,在品種質量等方面遠不能滿足新工藝新技術發展的需要;鑄造合金材料的生產水平、質量低;生產管理落后;工藝設計多憑個人經驗,計算機技術應用少;鑄造技術裝備等基礎條件差;生產過程手工操作比例高,現場工人技術素質低;僅少數大型汽車、內燃機集團鑄造廠采用先進的造型制芯工藝,大多鑄造企業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。大多熔模鑄造廠以水玻璃制殼為主;低壓鑄造只能生產非鐵或鑄鐵中小件,不能生產鑄鋼件;用EPC技術穩定投入生產的僅限于排氣管、殼體等鑄件,生產率在30型/小時以下,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標準體系,但多數企業被動執行標準,企業標準多低于GB(國標)和ISO(國際標準),有的企業廢品率高達30%;質量和市場意識不強,僅少數專業化鑄造企業通過了ISO9000認證。結合鑄造企業特點的質量管理研究十分薄弱。

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


 

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