我國(guó)鑄造廠鑄造新技術(shù)未來發(fā)展的趨勢(shì)

　　面對(duì)全球信息、技術(shù)空前飛速發(fā)展，機(jī)械制造業(yè)尤其是裝備制造業(yè)的現(xiàn)代化水平高速提升，我國(guó)鑄造業(yè)當(dāng)清醒認(rèn)識(shí)自己的歷史重任和與發(fā)達(dá)國(guó)家的現(xiàn)實(shí)差距，大膽利用人類文明的最新成果，認(rèn)清“只有實(shí)現(xiàn)高新技術(shù)化才能跟上時(shí)代步伐”的道理，機(jī)智地把握現(xiàn)代鑄造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，理智地采用先進(jìn)適用技術(shù)，明智地實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，立足現(xiàn)實(shí)又高瞻遠(yuǎn)矚，以振興和發(fā)展中國(guó)鑄造業(yè)的累累碩果來奠定中國(guó)現(xiàn)代工業(yè)文明進(jìn)程的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

　　2.我國(guó)鑄造技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

　　總體上，我國(guó)鑄造領(lǐng)域的學(xué)術(shù)研究并不落后，很多研究成果居國(guó)際先進(jìn)水平，但轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力的少。國(guó)內(nèi)鑄造生產(chǎn)技術(shù)水平高的僅限于少數(shù)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(jì)效益差，勞動(dòng)條件惡劣，污染嚴(yán)重。具體表現(xiàn)在，模樣仍以手工或簡(jiǎn)單機(jī)械進(jìn)行模具加工;鑄造原輔材料生產(chǎn)供應(yīng)的社會(huì)化、專業(yè)化、商品化差距大，在品種質(zhì)量等方面遠(yuǎn)不能滿足新工藝新技術(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(shè)計(jì)多憑個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用少;鑄造技術(shù)裝備等基礎(chǔ)條件差;生產(chǎn)過程手工操作比例高，現(xiàn)場(chǎng)工人技術(shù)素質(zhì)低;僅少數(shù)大型汽車、內(nèi)燃機(jī)集團(tuán)鑄造廠采用先進(jìn)的造型制芯工藝，大多鑄造企業(yè)仍用震壓造型機(jī)甚至手工造型，制芯以桐油、合脂和粘土等粘結(jié)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(chǎn)非鐵或鑄鐵中小件，不能生產(chǎn)鑄鋼件;用EPC技術(shù)穩(wěn)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(biāo)準(zhǔn)體系，但多數(shù)企業(yè)被動(dòng)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)多低于GB(國(guó)標(biāo))和ISO(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn))，有的企業(yè)廢品率高達(dá)30%;質(zhì)量和市場(chǎng)意識(shí)不強(qiáng)，僅少數(shù)專業(yè)化鑄造企業(yè)通過了ISO9000認(rèn)證。結(jié)合鑄造企業(yè)特點(diǎn)的質(zhì)量管理研究十分薄弱。

　　近年開發(fā)推廣了一些先進(jìn)熔煉設(shè)備，提高了金屬液溫度和綜合質(zhì)量，如外熱式熱風(fēng)沖天爐開始應(yīng)用，但為數(shù)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(shù)。沖天爐-電爐雙聯(lián)工藝僅在少數(shù)批量生產(chǎn)的流水線上得以應(yīng)用。少數(shù)大、中型電弧爐采用超高功率(600-700kVA/t)技術(shù)。

　　開始引進(jìn)AOD、VOD等精煉設(shè)備和技術(shù)，提高了高級(jí)合金鑄鋼的內(nèi)在質(zhì)量。重要工程用的超低碳高強(qiáng)韌馬氏體不銹鋼，采用精煉技術(shù)提高鋼液純凈度，性能改善。0Cr16Ni5Mo、Cr13Ni5Mo鑄造馬氏體不銹鋼在保持原有韌性基礎(chǔ)上，屈強(qiáng)比由0.70-0.75提高到0.85-0.90，強(qiáng)度提高30%-60%，硬度提高20%-50%。

　　廣泛應(yīng)用國(guó)內(nèi)富有稀土資源，如稀土鎂處理的球墨鑄鐵在汽車、柴油機(jī)等產(chǎn)品上應(yīng)用;稀土中碳低合金鑄鋼、稀土耐熱鋼在機(jī)械和冶金設(shè)備中得到應(yīng)用;初步形成國(guó)產(chǎn)系列孕育劑、球化劑和蠕化劑，推動(dòng)了鑄鐵件質(zhì)量提高。

　　高強(qiáng)度、高彈性模量灰鑄鐵用于機(jī)床鑄件，高強(qiáng)度薄壁灰鑄鐵件鑄造技術(shù)的應(yīng)用，使最薄壁厚達(dá)4-6mm的缸體、缸蓋鑄件本體斷面硬度差小于HB30,組織均勻致密?；诣T鐵表面激光強(qiáng)化技術(shù)用于生產(chǎn)。人工智能技術(shù)在灰鑄鐵性能預(yù)測(cè)中應(yīng)用。蠕墨鑄鐵已在汽車排氣管和大馬力柴油機(jī)缸蓋上應(yīng)用，汽車排氣管使用壽命提高4~5倍。釩鈦耐磨鑄鐵在機(jī)床導(dǎo)軌、缸套和活塞環(huán)上應(yīng)用，壽命提高1-2倍。高、中、低鉻耐磨鑄鐵在磨球、襯板、雜質(zhì)泵、雙金屬復(fù)合軋輥上使用，壽命提高。應(yīng)用過濾技術(shù)于缸體、缸蓋等高強(qiáng)度薄壁鑄件流水線生產(chǎn)中，減少了夾渣、氣孔缺陷，改善了鑄件內(nèi)在質(zhì)量。

　　國(guó)產(chǎn)水平連鑄生產(chǎn)線投入市場(chǎng)，可生產(chǎn)Φ30-250mm圓形及相應(yīng)尺寸的方形、矩形或異形截面的灰鑄鐵及球墨鑄鐵型材。與砂型比，性能提高1-2個(gè)牌號(hào)，鐵液利用率提高到95%以上，節(jié)能30%，節(jié)材30-50%，毛坯加工合格率達(dá)95%以上。

　　鑄鐵管行業(yè)引進(jìn)23套Φ1000mm以下的中型球墨鑄鐵管離心鑄造成套設(shè)備，其中20套目前正在正常生產(chǎn)。此外，用我國(guó)自行研制的球墨鑄鐵管離心鑄造設(shè)備生產(chǎn)了Φ2600mm鑄管，其中正常批量生產(chǎn)的鑄管管徑達(dá)到2200mm，而且我國(guó)自行研制的鑄管離心鑄造設(shè)備管徑已可達(dá)到3000mm。

　　金屬基復(fù)合材料研究有進(jìn)步，短纖維、外加顆粒增強(qiáng)、原位顆粒增強(qiáng)研究都有成果，但較少實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。

　　某些重點(diǎn)行業(yè)的骨干鑄造廠采用了直讀光譜儀和熱分析儀，爐前有效控制了金屬液成分，采用超聲波等檢測(cè)方法控制鑄件質(zhì)量。

　　環(huán)保執(zhí)法力度日漸加強(qiáng)，迫使鑄造業(yè)開始重視環(huán)保技術(shù)。沈陽鑄造研究所等開發(fā)了大排距雙層送風(fēng)沖天爐和沖天爐除濕送風(fēng)技術(shù);我國(guó)初建鑄造焦生產(chǎn)基地，形成批量規(guī)模。鑄造塵毒治理、污水凈化、廢渣利用等取得系列成果，并開發(fā)出多種鑄造環(huán)保設(shè)備(如震動(dòng)落砂機(jī)除塵罩、移動(dòng)式吸塵器、煙塵凈化裝置、污水凈化循環(huán)回用系統(tǒng)，鑄造舊砂干濕法再生技術(shù)及設(shè)備、鑄造廢砂爐渣廢塑料制作復(fù)合材料技術(shù)和設(shè)備等)。

　　商品化CAE軟件已上市。一些大中型鑄造企業(yè)開始在熔煉方面用計(jì)算機(jī)技術(shù)，控制金屬液成分、溫度及生產(chǎn)率等。成都科技大學(xué)研制成砂處理在線控制系統(tǒng)，清華大學(xué)等開發(fā)了計(jì)算機(jī)輔助砂型控制系統(tǒng)軟件，華中科技大學(xué)成功開發(fā)商品化鑄造CAE軟件。

　　鑄造業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展快速，部分鑄造企業(yè)網(wǎng)上電子商務(wù)活動(dòng)活躍，如一些鑄造模具廠實(shí)現(xiàn)了異地設(shè)計(jì)和遠(yuǎn)程制造。

　　鑄造專家系統(tǒng)研究雖然起步晚，但進(jìn)步快。先后推出了型砂質(zhì)量管理專家系統(tǒng)、鑄造缺陷分析專家系統(tǒng)、自硬砂質(zhì)量分析專家系統(tǒng)、壓鑄工藝參數(shù)設(shè)計(jì)及缺陷診斷專家系統(tǒng)等。機(jī)械手、機(jī)器人在落砂、鑄件清理、壓鑄及熔模鑄造生產(chǎn)中開始應(yīng)用。