我國金屬坩堝鑄造業發展現狀

   我國加入WTO和世界進入21世紀以來，人們從不同角度探討鑄造技術特別是金屬坩堝的鑄造技術的發展并且發表了許多著述，為了給人們提供一個關于我國鑄造技術發展現狀和發展趨勢的整體概念，引發同仁們更深入地思考，筆者就自己的認識以及參考了一些公開發表的文獻，同時又吸納了一些專家學者的意見，形成此文，以供同行參考�？傮w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／h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ISO  9000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。
開始引進AOD、VOD等精煉設備和技術，提高了高級合金鑄鋼的內在質量。重要工程用的超低碳高強韌馬氏體不銹鋼，采用精煉技術提高鋼液純凈度，改善性能。0Crl6Ni5Mo、Crl3Ni5Mo鑄造馬氏體不銹鋼在保持原有韌性基礎上，屈強比由0.70～0.75提高到0.85～0.90，強度提高30％～60％，硬度提高20％～50％。
廣泛應用國內富有稀土資源，如稀土鎂處理的球墨鑄鐵在汽車、柴油機等產品上應用；稀土中碳低合金鑄鋼、稀土耐熱鋼在機械和冶金設備中得到應用；初步形成國產系列孕育劑、球化劑和蠕化劑，推動了鑄鐵件質量提高。
高強度、高彈性模量灰鑄鐵用于機床鑄件，高強度薄壁灰鑄鐵件鑄造技術的應用，使最薄壁厚達4—16mm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鐵表面激光強化技術用于生產。人工智能技術在灰鑄鐵性能預測中應用。蠕墨鑄鐵已在汽車排氣管和大馬力柴油機缸蓋上應用，汽車排氣管使用壽命提高4—5倍。釩鈦耐磨鑄鐵在機床導軌、缸套和活塞環上應用，壽命提高1～2倍。高、中、低鉻耐磨鑄鐵在磨球、襯板、雜質泵、雙金屬復合軋輥上使用，壽命提高。應用過濾技術于缸體、缸蓋等調高強度薄壁鑄件流水線生產中，減少了夾渣、氣孔缺陷，改善了鑄件內在質量。
國產水平連鑄生產線投入市場，可生產直徑30～250mm圓形及相應尺寸的方形、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個牌號，鐵液利用率提高到95％以上，節能30％，節材30％一50％，毛坯加工合格率達95％以上。
鑄鐵管行業引進10套直徑1000  mm以下的中型球墨鑄鐵管離心鑄造成套設備。
金屬基復合材料研究有進步，短纖維、外加顆粒增強、原位顆粒增強研究都有成果，但較少實現工業應用。
某些重點行業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，采用超聲波等檢測方法控制鑄件質量。
環保執法力度日漸加強，迫使鑄造業開始重視環保技術。沈陽鑄造研究所等開發了大排距雙層送風沖天爐和沖天爐除濕送風技術；我國初建鑄造焦生產基地，形成批量規模。鑄造塵毒治理、污水凈化、廢渣利用等取得系列成果，并開發出多種鑄造環保設備(如震動落砂機除塵罩、移動式吸塵器、煙塵凈化裝置、污水凈化循環回用系統，鑄造舊砂干濕法再生技術及設備、鑄造廢砂爐渣廢塑料制作復合材料技術和設備等)。
商品化CAE軟件已上市。一些大中型鑄造企業開始在熔煉方面用計算機技術，控制金屬液成分、溫度及生產率等。成都科技大學研制成砂處理在線控制系統，清華大學等開發了計算機輔助砂型控制系統軟件，華中科技大學成功開發商品化鑄造CAE軟件。
鑄造業互聯網發展快速，部分鑄造企業網上電子商務活動活躍，如一些鑄造模具廠實現了異地設計和遠程制造。
鑄造專家系統研究雖然起步晚，但進步快。先后推出了型砂質量管理專家系統、鑄造缺陷分析專家系統、自硬砂質量分析專家系統、壓鑄工藝參數設計及缺陷診斷專家系統等。機械手、機器人在落砂、鑄件清理、壓鑄及熔模鑄造生產中開始應用。
3    我國鑄造技術發展趨勢
3．1    鑄造合金材料
以強韌化、輕量化、精密化、高效化為目標，開發鑄鐵新材料；重點研制奧貝球墨鑄鐵(ADl)熱處理設備，盡快制定國家標準，推廣奧貝球墨鑄鐵新技術(如中斷熱落砂法、中斷正火法等)；開發薄壁高強度灰鑄鐵件制造技術、鑄鐵復合材料制造技術(如原位增強顆粒鐵基復合材料制備技術等)、鑄鐵件表面或局部強化技術(如表面激光強化技術等)。
研制耐磨、耐蝕、耐熱特種合金新材料；開發鑄造合金鋼新品種(如含氮不銹鋼等性能價格比高的鑄鋼材料)，提高材質性能、利用率、降低成本、縮短生產周期。
開發優質鋁合金材料，特別是鋁基復合材料。研究鋁合金中合金化元素的作用原理及鋁合金強化途徑。研究降低合金中Fe、Si、Zn含量，提高合金強韌性的方法及合金熱處理強化的途徑。
研究力學性能更好的鋅合金成分、變質處理和熱處理技術；開發鎂合金、高鋅鋁合金及黑色金屬等新型壓鑄合金。
開發鑄造復合新材料，如金屬基復合材料、母材基體材料和增強強化組分材料；加強顆粒、短纖維、晶須非連續增強金屬基復合材料、原位鑄造金屬基復合材料研究；開發金屬基復合材料后續加工技術；開發降低生產成本、材料再利用和減少環境污染的技術；拓展鑄造鈦合金應用領域、降低鑄件成本。
開展鑄造合金成分的計算機優化設計，重點模擬設計性能優異的鑄造合金，實現成分、組織與性能的最佳匹配。

錄入時間：2015/9/5 點擊次數:3425