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國內外鑄造新技術發(fā)展現狀及趨勢
點擊數:16193     發(fā)表日期:2013/4/22

面對全球信息、技術空前高速發(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(qū))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(fā)展趨勢,理智地采用先進適用技術,明智地實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,立足現實又高瞻遠矚,以振興和發(fā)展中國鑄造業(yè)的累累碩果來奠定中國現代工業(yè)文明進程的堅實基礎。 
    
    1.發(fā)達國家鑄造技術發(fā)展現狀

    發(fā)達國家總體上鑄造技術先進、產品質量好、生產效率高、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系統(tǒng)。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(xù)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(xù)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(tài)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(wěn)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(yōu)越性能被廣泛重視并日益轉向工業(yè)規(guī)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(fā)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(yōu)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%?紤]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(huán)保法制嚴格(電爐排塵有9國規(guī)定100-250mg/m3、沖天爐排塵,11國規(guī)定100-1000mg/m3,或0.25-1.5kg/t鐵液;砂處理排塵,8國規(guī)定100-250mg/m3。),鑄造廠都重視環(huán)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(xù)混砂機、人工智能型砂在線控制專家系統(tǒng), 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(yè)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(zhí)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(fā)使用互聯(lián)網技術,紛紛建立自己的主頁、站點。鑄造業(yè)的電子商務、遠程設計與制造、虛擬鑄造工廠等飛速發(fā)展。
     
    2.我國鑄造技術發(fā)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(yè),行業(yè)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(yè)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(fā)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(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(wěn)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(yè)標準體系,但多數企業(yè)被動執(zhí)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%;質量和市場意識不強,僅少數專業(yè)化鑄造企業(yè)通過了ISO9000認證。結合鑄造企業(yè)特點的質量管理研究十分薄弱。

    近年開發(fā)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(lián)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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