我國鑄造企業(yè)的現(xiàn)狀與未來發(fā)展

1、.我國鑄造企業(yè)的現(xiàn)狀與未來發(fā)展1。中國鑄造業(yè)現(xiàn)狀中國是當今世界上最大的鑄件生產(chǎn)國家，據(jù)資料介紹，我國鑄造產(chǎn)品的產(chǎn)值在國民經(jīng)濟中約占1%左右。最近幾年，鑄件進出口貿(mào)易增長較快，鑄件的產(chǎn)量已達到9%左右。我國鑄造廠點多達2萬多個，鑄造行業(yè)從業(yè)人員達120萬之多?！伴L三角”地區(qū)的鑄件產(chǎn)量占全國的1/3，該地區(qū)主要以民營企業(yè)為主，汽車和汽車零部件行業(yè)的發(fā)展有力地拉動了鑄造行業(yè)的發(fā)展。萬豐奧特是亞洲最大的鋁合金車輪企業(yè)，年產(chǎn)值超過10億元，出口額達6000美元。昆山富士和機械有限公司生產(chǎn)汽車發(fā)動機和制動系統(tǒng)的鑄件，年產(chǎn)量達4萬t，銷售收入5。5億元。華東泰克西是一個先進的現(xiàn)代化氣缸體鑄件生產(chǎn)企業(yè)，具有年

2、產(chǎn)100萬件轎車氣缸體鑄件能力。山西是鑄造資源大省，有豐富的生鐵、煤炭、鋁鎂、電力、勞力資源、使山西的鑄造產(chǎn)業(yè)有得天獨厚的優(yōu)勢，具有500個鑄造企業(yè)，80%為民營企業(yè)。山西國際、河津山聯(lián)、山西華翔年產(chǎn)量分別達4萬t、2萬t、12萬t?！皷|三省”有一汽集團、哈飛集團等骨干汽車企業(yè)帶動了汽車鑄件產(chǎn)量的增長。一汽集團鑄造公司，已經(jīng)形成40萬t鑄件的生產(chǎn)能力。遼寧北方曲軸有限公司，到“十一五”末將形成年產(chǎn)15萬臺發(fā)動機、100萬件曲軸、產(chǎn)值20億的曲軸生產(chǎn)基地。“珠江三角洲”壓鑄行業(yè)發(fā)達，有700多個壓鑄企業(yè)，年產(chǎn)量達20萬t。東風日產(chǎn)、廣州本田、廣州豐田和零部件企業(yè)有力帶動了壓鑄業(yè)的發(fā)展，轎車氣缸體

3、、氣缸蓋的壓鑄件產(chǎn)量逐年增長。2。國外鑄造業(yè)現(xiàn)狀近幾年來，全球鑄造業(yè)持續(xù)增長，2004年鑄件產(chǎn)量比上一年度增長8。4%，中國生產(chǎn)鑄件2242萬t，全球排名第一，比上一年增長23。6%。全球十大鑄件生產(chǎn)國的產(chǎn)量與增長率見表1。從表1可見，2004年中國的鑄件產(chǎn)量約占全球鑄件產(chǎn)量的1/4。巴西鑄件產(chǎn)量增長最快，達到25。8%。增長率超過2位數(shù)的國家有巴西、中國、墨西哥、印度，都是發(fā)展中國家。而發(fā)達國家的鑄件增長率普遍較低。美國鑄件產(chǎn)量自2000年以來，已經(jīng)退居到第2位。2004年美國鑄件總產(chǎn)量為1231萬t，其中灰鐵件占35%、球鐵件占33%、鑄鋼件占8。4%、鋁合金件占16%。從需求上看，球鐵鑄

4、件和鋁鑄件的需求在增長。2003年進口鑄件占總需求的15%，進口鑄件的價格比美國國內(nèi)低20%50%。近年來因鑄造環(huán)保要求高、能源消耗大、勞動力昂貴等原因，美國大型汽車公司生產(chǎn)普通汽車鑄件的鑄造廠紛紛關(guān)閉，逐步將鑄件的生產(chǎn)轉(zhuǎn)向中國、印度、墨西哥、巴西等發(fā)展中國家。日本的鑄造業(yè)不景氣，其從業(yè)人員在減少。2004年日本鑄件總產(chǎn)量為639萬t，其中灰鐵件占42%、球鐵件占30%、鑄鋼件占4%、鋁合金件占21%。從需求上看，球鐵鑄件和鋁鑄件的需求在增長。日本鑄造界在技術(shù)創(chuàng)新方面作了大量工作，開發(fā)了球型低膨脹鑄造砂、高減振鑄鐵材料、中硅耐熱球鐵等材料。其真空壓鑄的鑄件能焊接和熱處理，半固態(tài)鑄造生產(chǎn)用于汽車

5、鋁輪轂，提高了強度和伸長率。鎂合金壓鑄進一步發(fā)展，并取代重力鑄造，其性能提高，成本降低。3。汽車鑄造技術(shù)的發(fā)展方向汽車技術(shù)正向輕量化、數(shù)值化、環(huán)?；矫姘l(fā)展。據(jù)有關(guān)資料報道，汽車自重每減少10%，油耗可減少5。5%，燃料經(jīng)濟性可提高3%-5%，同時降低排放10%左右。鑄件輕量化主要有兩個途徑。一是采用鋁、鎂等非鐵合金鑄件，美國2003年統(tǒng)計有2/3的鋁鑄件用于汽車上，每車達到107kg。二是減小鑄件壁厚、設(shè)計多零件組合鑄件，生產(chǎn)薄壁高強度復合鑄件，并減少加工余量，生產(chǎn)近終形鑄件。隨著汽車技術(shù)的快速發(fā)展，為縮短鑄件生產(chǎn)準備周期和降低新產(chǎn)品開發(fā)的風險，要求采用快速制模技術(shù)、計算機仿真模擬、三維建模

6、、數(shù)控技術(shù)。而清潔生產(chǎn)、廢物再生是鑄造業(yè)的發(fā)展趨勢，降低能耗是其持續(xù)發(fā)展的主題。我國汽車鑄造業(yè)必須走高效、節(jié)能、節(jié)材、環(huán)保和綠色鑄造之路，因為國家和社會要求嚴厲管控汽車鑄造業(yè)的能源消耗大戶和污染大戶，以利改善鑄造業(yè)熱、臟、累的勞動密集型行業(yè)員工的勞動環(huán)境。4。汽車鑄造技術(shù)發(fā)展趨勢國內(nèi)外汽車鑄造技術(shù)發(fā)展趨勢很多，現(xiàn)僅簡介一些在汽車行業(yè)大量流水線生產(chǎn)中的鑄件技術(shù)及發(fā)展趨勢。4。1砂型鑄造成形技術(shù)潮模造型經(jīng)過手工緊實一震擊+壓實緊實高壓+微震緊實氣沖緊實靜壓緊實幾個發(fā)展階段。靜壓造型技術(shù)的實質(zhì)是“氣中預緊實+壓實”，其有以下優(yōu)點：鑄型輪廓清晰，表面硬度高且均勻，拔模斜度小，型板利用率高，工藝裝備磨損

7、小，鑄型表面粗糙度低，鑄型型廢率低。因此，是目前最新、最先進的造型工藝，并已成為當今的主流緊實工藝。目前，高壓造型和單一氣沖造型已逐漸被靜壓造型所替代，原先高壓造型線和氣沖造型線的主機已逐漸更新為靜壓造型主機，新建鑄造廠均首選采用靜壓造型技術(shù)。當前，國外比較有名的制造靜壓造型設(shè)備的廠家有德國的kw公司、hws公司和意大利薩威力公司。國內(nèi)汽車鑄造廠家大都選用hws公司或kw公司制造的設(shè)備，如一汽鑄造公司、東風汽車鑄造廠、上海圣德曼鑄造公司、華東泰克西、山西三聯(lián)、廣西玉柴、無錫柴油機廠等。4。2近凈形技術(shù)（1）消失模鑄造成形工藝消失模鑄造也稱氣化模鑄造、實型鑄造、無型腔鑄造。該工藝尺寸精度高達0。

8、2mm以內(nèi)，表面粗糙度可達ra5mra6m，被鑄造界譽之為“21世紀的鑄造新技術(shù)”、“鑄造的綠色工程”。該工藝方法是采用無粘結(jié)劑干砂加抽真空技術(shù)。據(jù)2003年統(tǒng)計，我國有150家企業(yè)用該工藝生產(chǎn)箱體類、管件閥體類、耐熱耐磨合金鋼類等三大類鑄件，總產(chǎn)量超過10萬t。國內(nèi)汽車鑄造廠，有的采用國產(chǎn)鑄造生產(chǎn)線：有的采用簡易生產(chǎn)線或單機生產(chǎn)；有的采用國外引進鑄造生產(chǎn)線生產(chǎn)。一汽集團公司1993年從美國?？倒疽M造型用振動臺，生產(chǎn)eps模的預發(fā)泡機和成型機等設(shè)備，生產(chǎn)汽車進氣管。長沙發(fā)動機總廠從意大利引進自動化鑄造線生產(chǎn)鋁合金氣缸體、氣缸蓋鑄件。合肥叉車集團用4段泡沫模片粘結(jié)成整體的工藝生產(chǎn)復雜箱體鑄件

9、，尺寸精度可達到ct7-ct8級，產(chǎn)品出口美國。成都成工集團，用8塊泡沫模片粘結(jié)成整體的工藝生產(chǎn)裝載機變速器，鑄件質(zhì)量達320kg，與砂型鑄造比較，毛坯減重15%，成品率達95%以上。消失模工藝近幾年在美國有較大的發(fā)展，通用汽車公司投資建造了6條消失模鑄造生產(chǎn)線，大批量生產(chǎn)鋁合金氣缸體、氣缸蓋鑄件。今后，該工藝將大量采用快速制模技術(shù)和模擬仿真技術(shù)，以縮短生產(chǎn)準備周期，實現(xiàn)鑄件的快捷生產(chǎn)。未來的發(fā)展方向必定是質(zhì)量好、復雜、精密、壽命長的高檔模具。提高該技術(shù)的模具材料、成形工藝、涂料技術(shù)、工裝設(shè)備的技術(shù)水平，使eps鑄件獲得更廣闊的發(fā)展前景。（2）熔模精密鑄造成形工藝我國汽車熔模精密鑄造技術(shù)有了長

10、足的發(fā)展，采用近凈形技術(shù)可以生產(chǎn)出無余量的鑄造產(chǎn)品。熔模精密鑄造工藝有水玻璃制殼工藝、復合制殼工藝、硅溶膠制殼工藝。汽車產(chǎn)品材料有碳素鋼、合金鋼、有色合金與球墨鑄鐵。國外有高合金鋼、超合金材料。熔煉設(shè)備國內(nèi)采用普通、快速中頻爐；國外采用真空爐、翻轉(zhuǎn)爐、高頻爐技術(shù)。采用硅溶膠制殼工藝的零件表面粗糙度可達ra1。6m、尺寸精度可達ct4級，最小壁厚可達0。51。5mm。歐、美、日等國家開始關(guān)注精鑄件在汽車業(yè)的應用與拓展。我國汽車用精鑄件的市場需求量也在不斷快速增長和發(fā)展，2003年精鑄件的產(chǎn)量為60萬t，產(chǎn)值達到110億元。東風汽車精密鑄造有限公司采用硅溶膠+水玻璃復合型制殼工藝，生產(chǎn)高技術(shù)含量、

11、高附加值產(chǎn)品，將原來鑄件、鍛件、機加工及多件組裝結(jié)構(gòu)設(shè)計制造成一個整體精密鑄件，顯著降低了制造成本。熔模精密鑄造成形工藝將來的發(fā)展趨勢是鑄件產(chǎn)品越來越接近零部件產(chǎn)品，傳統(tǒng)的精鑄件只作為毛坯，已經(jīng)不適應市場的快速應變。零部件產(chǎn)品的復雜程度和質(zhì)量檔次越來越高，研發(fā)手段越來越強，專業(yè)化協(xié)作開始顯現(xiàn)，cad、cam、cae的應用成為零部件產(chǎn)品開發(fā)的主要技術(shù)。東風汽車公司、一汽集團公司的精鑄企業(yè)作為中國精鑄行業(yè)的領(lǐng)軍者，一定能憑強大的研發(fā)實力和先進的技術(shù)快速發(fā)展。4。3制芯技術(shù)目前，國內(nèi)外汽車鑄造制芯有3種制芯工藝，在現(xiàn)代汽車鑄造中常并行采用的主要工藝有熱芯盒制芯、殼芯制芯、冷芯盒制芯等，傳統(tǒng)的合脂或油

12、砂制芯已被淘汰。冷芯盒技術(shù)工藝有兩個特點：一是硬化速度快，初始強度高，生產(chǎn)率高；二是砂芯尺寸精度高，可滿足生產(chǎn)薄壁高強度鑄件的砂芯。因此，制芯工藝技術(shù)有以冷芯盒技術(shù)為主的發(fā)展趨勢。一汽鑄造公司、東風汽車鑄造廠、上海圣德曼鑄造公司、華東泰克西、山西國際鑄造公司等均采用冷芯盒制芯技術(shù)。當代先進的110l冷芯盒制芯機見圖1。最先進的制芯工藝是結(jié)合鎖芯（keycore）和冷芯盒等技術(shù)的制芯中心，整個射芯、取芯、修整毛刺、多個芯子定位組合成一體、上涂料、烘干等工序，全部用一臺或多臺制芯機與機械手自動化完成。國外比較有名的制芯中心生產(chǎn)廠有西班牙lormendl公司、德國laempe公司和hottinger

13、公司、意大利的fa公司等。東風汽車鑄造廠、一汽鑄造公司、上海圣德曼鑄造公司、華東泰克西、上海柴油機、洛拖二鐵、濰柴、江西五十鈴等均采用冷芯盒制芯中心技術(shù)。4。4鑄鐵熔煉技術(shù)目前，國內(nèi)外鑄鐵熔煉技術(shù)有兩種主要方式：一是采用大型熱風除塵沖天爐與工頻保溫爐雙聯(lián)熔煉工藝；二是采用中頻感應電爐熔煉工藝技術(shù)。美國因達公司和彼樂公司生產(chǎn)的中頻爐技術(shù)開始越來越受到重視，該技術(shù)日益成熟，其清潔、環(huán)保、節(jié)能、高效、安全的優(yōu)勢突出，是今后發(fā)展的方向。因此，鑄鐵則由過去用工頻爐熔煉逐步過渡到用高效省電的中頻電爐熔化。一、汽鑄造公司、東風汽車公司采用因達公司和彼樂公司生產(chǎn)的中頻爐和保溫爐技術(shù)，已經(jīng)開發(fā)應用球化劑、孕育劑

14、、蠕化劑和其他各種添加劑產(chǎn)品，形成商品化、標準化、規(guī)格化、系列化。鑄鐵孕育多用帶光電控制的隨流孕育機。新開發(fā)出的喂絲球化方法及其與現(xiàn)代化檢測技術(shù)相結(jié)合的sintercastz藝是鑄鐵球化及蠕化處理的一種很有優(yōu)勢的工藝，應用者日益增多。國外金屬爐料經(jīng)過破碎、凈化、稱量，大大提高熔化效率和鐵水質(zhì)量。國內(nèi)的天津豐田、天津勤美達、蘇州勤美達等鑄造廠已對爐料采用破碎處理工藝。4。5鋁合金氣缸體、氣缸蓋壓鑄成形技術(shù)鋁合金是汽車上應用最快和最廣的輕金屬，因為鋁合金本身的性能已經(jīng)達到質(zhì)量輕、強度高、耐腐蝕的要求。最初，鋁合金僅用于一些不受沖擊的部件。后來，通過強化合金元素，鋁合金的強度大大提高，由于質(zhì)輕、散熱

15、性好等特性，可以滿足發(fā)動機活塞、氣缸體、氣缸蓋在惡劣環(huán)境下工作的要求。鋁合金氣缸體、氣缸蓋壓鑄成形核心技術(shù)可以提高凈化、精煉、細化、變質(zhì)等材質(zhì)質(zhì)量控制，使得鋁鑄件質(zhì)量達到一致性和穩(wěn)定性。隨著我國汽車業(yè)的發(fā)展，特別是家用轎車的快速增加和汽車零部件出口量的增大，汽車鋁鑄件將有很大的增長。我國2003年鑄件總產(chǎn)量為1987萬t，其中鋁鎂合金為117萬t，占總產(chǎn)量的5。8%。豐田汽車希望在近兩年將鋁制氣缸體由現(xiàn)在的35%提高到50%。日產(chǎn)汽車計劃在2010年以前，70%的汽油機轎車的氣缸體采用鋁制材料，近100%的氣缸蓋及變速器殼體采用鋁制材料。本田汽車公司早在1994年，將汽油發(fā)動機氣缸體全部換成鋁

16、制氣缸體。鋁合金氣缸體、氣缸蓋等有色金屬則多采用壓鑄（包括真空壓鑄）、低壓壓鑄、高壓壓鑄、金屬型重力鑄造以及很有發(fā)展前途的半固態(tài)壓鑄成形技術(shù)。東風本田發(fā)動機公司、東風日產(chǎn)發(fā)動機分公司鋁壓鑄車間采用2500t壓鑄機生產(chǎn)鋁氣缸體，并實現(xiàn)了國產(chǎn)化。鋁氣缸蓋成形工藝主要有兩種，一是以歐美為代表的重力鑄造成形工藝，上海皮爾博格、南京泰克西等公司選用意大利法塔公司重力鑄造機生產(chǎn)鋁氣缸蓋；二是以日韓為代表的低壓鑄造成形工藝，東風日產(chǎn)發(fā)動機分公司鋁壓鑄車間、廣東肇慶鑄造公司、天津豐田鑄造公司都選用日本新東等公司的低壓鑄造機生產(chǎn)鋁氣缸蓋。4。6鎂合金成形技術(shù)鎂合金的比強度和比剛度高i優(yōu)于鋼和鋁合金，遠大于工程塑

17、料。鎂合金還具有耐高溫、抗腐蝕和抗蠕變性能。鎂是目前汽車工業(yè)中應用的最輕的金屬，它比鋁輕1/3，比鋼鐵輕3/4，比非金屬的塑料還輕1/5。因此，鎂合金是汽車減輕質(zhì)量的理想材料，鎂合金壓鑄件可以代替一些復雜的結(jié)構(gòu)件，如儀表板骨架幾十個鋼部件經(jīng)沖壓、焊接而成，一質(zhì)量約10kg，若改為鎂合金壓鑄件，一次壓鑄成形，質(zhì)量僅為4kg，生產(chǎn)成本大大降低。隨著、鎂合金新材料的不斷開發(fā)和加工技術(shù)的完善，鎂合金在汽車市場中將不斷拓寬和持續(xù)穩(wěn)定增長。鎂合金生產(chǎn)以壓鑄為主的成形技術(shù)，一直是汽車工業(yè)關(guān)注的焦點，鎂合金壓鑄件需求量占到汽車工業(yè)對鎂合金需求量的80%，汽車用鎂合金壓鑄材料，除滿足耐高溫和抗蠕變性能外，還必須

18、充分考慮設(shè)計、加工、表面處理及相關(guān)壓鑄成形工藝。由于壓鑄鎂合金有可鑄造性的突出優(yōu)勢。鑄造壁厚可以達到11。5mm，拔模斜度1°-2°盡管鎂合金鑄造的重點仍放在壓力壓鑄方面，但仍面臨壓鑄鎂合金的性能與成本問題。因此，一種新型工藝鎂合金的半固態(tài)加工技術(shù)出現(xiàn)。該技術(shù)工藝已經(jīng)主要用于生產(chǎn)一體化的鎂、鋁合金鑄件。國外鎂合金在汽車上應用前景廣闊，歐、美國家鎂合金壓鑄件產(chǎn)量以每年25%的速度增長。audia6轎車變速器殼體為鎂合金壓鑄件，質(zhì)量僅為14。2kg，奧迪公司最早將鎂鑄件用于儀表板骨架。福特汽車公司用鎂合金生產(chǎn)座椅骨架，取代鋼制骨架，使座椅質(zhì)量從4kg減為1kg。福特公司正在研究

19、用鎂合金生產(chǎn)氣缸體。日本三菱公司與澳大利亞科技部合作開發(fā)一種質(zhì)量僅為7。5kg的超輕質(zhì)量的鎂合金發(fā)動機。寶馬公司直列六缸鎂合金氣缸體已經(jīng)批量投產(chǎn)。美國通用生產(chǎn)鎂壓鑄件進氣岐管。雷諾公司已生產(chǎn)出鎂合金車輪鑄件。東風汽車鑄造廠已經(jīng)批量生產(chǎn)鎂合金壓鑄件，目前東風汽車公司和一汽鑄造公司正在開發(fā)承擔國家科技部的重點科技攻關(guān)項目、，如變速器殼、齒輪室罩蓋、氣門室罩蓋、轉(zhuǎn)向盤骨架等鎂合金壓鑄件。上海乾通汽車附件有限公司率先生產(chǎn)出轎車鎂合金變速器外殼壓鑄件。近幾年，國內(nèi)還相繼建立了一些大型的外資鎂壓鑄企業(yè)，如上海鎂鎂、蘇州gf等公司。4。7半固態(tài)壓鑄成形技術(shù)半固態(tài)技術(shù)發(fā)源于美國，在美國這一技術(shù)已經(jīng)基本成熟并處

20、于全球領(lǐng)先地位。此技術(shù)被稱之為21世紀最有前途的材料成形技術(shù)。alumax公司率先將該技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，生產(chǎn)的鋁合金汽車制動總泵體毛坯尺寸接近零件尺寸，加工量占鑄件質(zhì)量的13%，同樣的金屬型鑄件的加工余量則占鑄件質(zhì)量的40%。20世紀80年代以來，歐洲等國在半固態(tài)應用方面作了大量研究和應用工作。意大利是半固態(tài)加工技術(shù)應用最早的國家之一，stampal-saa公司用該技術(shù)為ford汽車公司生產(chǎn)齒輪箱蓋和搖臂零件。目前，日本的speedstarwheel公司已經(jīng)利用該技術(shù)生產(chǎn)重約5kg的鋁合金輪轂鑄件。我國半固態(tài)金屬加工技術(shù)起步較晚，始于20世紀70年代后期。與國外相比，我國在半固態(tài)金屬成形技術(shù)領(lǐng)

21、域的研究還很落后。就目前我國的研究現(xiàn)狀來看，該技術(shù)發(fā)展動向是金屬觸變成形技術(shù)已經(jīng)基本成熟，而流變成形技術(shù)的發(fā)展緩慢。因此，今后將有更多的研究人員轉(zhuǎn)向流變成形理論和應用方面的研究。目前，半固態(tài)金屬成形技術(shù)主要應用于鋁、鎂、鉛等低熔點金屬的成形，對高熔點黑色金屬的應用較少，這是今后研究的方向。目前，國內(nèi)外學者已經(jīng)開發(fā)出了半固態(tài)成形過程數(shù)值模擬軟件，但是還有不足，需要加強應用計算機技術(shù)。4。8鑄鐵材質(zhì)（1）薄壁高強度灰鑄鐵件技術(shù)我國2003年鑄件總產(chǎn)量為1987萬t，其中灰鑄鐵件為1049萬t，占總產(chǎn)量的53%?；诣T鐵件在汽車上的大量應用是由于該材料具有較低的成本和良好的鑄造性能優(yōu)勢。隨著汽車技術(shù)輕

22、量化要求，灰鑄鐵的增長和發(fā)展將受到一定的影響，因此其發(fā)展趨勢是加強薄壁高強度氣缸體、氣缸蓋鑄件技術(shù)的開發(fā)與應用。薄壁高強度氣缸體、氣缸蓋鑄件技術(shù)的難點是使最薄壁厚僅為3-5mm的本體斷面硬度差<40hbs，組織細密均勻。轎車氣缸體和大功率柴油機氣缸體、氣缸蓋鑄件的硬度、珠光體量、碳化物含量、石墨形態(tài)等金相組織的技術(shù)要求高。如大功率柴油機氣缸體、氣缸蓋要求本體硬度分別為170228hbs、179235hbs，強度和尺寸要求高，表面粗糙度ra<50pm?；诣T鐵的材質(zhì)牌號在不斷提高，ht300已用于氣缸體、氣缸蓋的生產(chǎn)，有的產(chǎn)品可能要達到ht350。國內(nèi)汽車鑄造廠在材料工藝、熔煉工藝、造

23、型工藝、制芯工藝、模具制造工藝、檢測技術(shù)等方面作了大量工作，并將這些技術(shù)應用在轎車氣缸體和大功率柴油機氣缸體、氣缸蓋等鑄件上。（2）蠕墨鑄鐵技術(shù)蠕墨鑄鐵具有球墨鑄鐵的強度，與灰鑄鐵相比又有類似的防振、導熱能力及鑄造性能。有好的塑性和耐熱疲勞性能，可以解決大功率氣缸蓋的熱疲勞裂紋問題。鐵素體機體蠕鐵的工作溫度可達到700；高硅鉬蠕鐵的工作溫度可達870。蠕墨鑄鐵不會取代球墨鑄鐵，也不會取代灰鑄鐵。蠕墨鑄鐵廣泛應用的巨大潛在市場是汽車業(yè)，其主要產(chǎn)品則是發(fā)動機氣缸體和大功率柴油機氣缸蓋。隨著汽車輕量化和比功率（功率/排量）的提高，氣缸體和氣缸蓋的工作溫度越來越高，許多部位的工作溫度超過200，在此溫

24、度下，鋁合金的強度大幅度下降，而蠕鐵則具有很大的優(yōu)勢。它將成為唯一能滿足技術(shù)、環(huán)保和性能要求的先進的汽車發(fā)動機材料。因為蠕墨鑄鐵具有強度高、壁薄的特點，可以減輕質(zhì)量。歐寶公司的研究表明，同樣功率的發(fā)動機氣缸體如果采用蠕鐵，壁厚可以由原來的7mm減為3mm，鑄件質(zhì)量可減輕25%。蠕墨鑄鐵的蠕化處理范圍很窄，核心技術(shù)是采用合適的生產(chǎn)技術(shù)與相應的蠕化劑。國外寶馬汽車公司、戴姆勒一克萊斯勒汽車公司、達夫公司的發(fā)動機氣缸體用蠕墨鑄鐵生產(chǎn)。福特（ford）公司與辛特（sinter）合作，于1999年在巴西每年生產(chǎn)10萬件氣缸體。德國halberg鑄造廠，從1991年開始為奧迪生產(chǎn)v8蠕鐵氣缸體，壁厚3。5

25、mm，147kw的氣缸體質(zhì)量僅74kg。東風汽車公司鑄造廠，于1984年5月正式在流水線上批量生產(chǎn)蠕墨鑄鐵排氣管，成為我國第一家在流水線上批量生產(chǎn)蠕墨鑄鐵件的工廠。在20世紀90年代初，又先后成功開發(fā)了蠕鐵變速器殼體和上海大眾桑塔納轎車排氣管。一汽鑄造公司無錫柴油機分公司于20世紀80年banned始大批量生產(chǎn)蠕鐵氣缸蓋。上海圣德曼鑄造有限公司為上海大眾生產(chǎn)中硅鉬蠕鐵排氣管。（3）球墨鑄鐵技術(shù)球墨鑄鐵由于具有高強度、高韌性和低價格。所以在汽車市場上仍有很大發(fā)展。我國球鐵產(chǎn)量也在持續(xù)增長，2003年產(chǎn)量占總產(chǎn)量的24%，同時制定許多球鐵標準，研究開發(fā)了適應球鐵在流水線上大量生產(chǎn)的先進工藝，如搖包

26、、氣動脫硫，型內(nèi)、蓋包球化，多種瞬時孕育，音頻、超聲、熱分析檢測技術(shù)。當前，在工業(yè)發(fā)達國家中，球墨鑄鐵件的產(chǎn)量在鑄件總產(chǎn)量中占25%以上，美國2003年球鐵產(chǎn)量占鑄件總產(chǎn)量的33%。汽車鑄造業(yè)球鐵產(chǎn)品技術(shù)工藝的發(fā)展趨勢有以下4個方面。一是鑄態(tài)珠光體、高強度（qt700-2、qt740-3）的載貨車和轎車曲軸，鑄態(tài)鐵素體、高伸長率（qt40018、qt440-10）的汽車排氣管和橋殼底盤類鑄件。更高牌號qt800-2、qt900-2也在開發(fā)應用之中。二是保安類鑄件，鑄態(tài)生產(chǎn)轎車轉(zhuǎn)向節(jié)的材質(zhì)技術(shù)條件十分嚴格，要求鑄件零缺陷，100%的無損檢測，目前已有3項自動檢測技術(shù)用于生產(chǎn)。三是耐熱球鐵件，即高

27、硅鉬、中硅鉬、高鎳球鐵，該材質(zhì)生產(chǎn)的排氣管件，有很好的抗高溫性能：目前國內(nèi)汽車公司鑄造廠已經(jīng)生產(chǎn)出鑄態(tài)中硅鉬鐵素體球鐵排氣管件。四是奧貝球鐵，該材料特有的材質(zhì)性能成為鑄造業(yè)的焦點，這是一種很有開發(fā)應用潛力的材料，主要用于生產(chǎn)曲軸等產(chǎn)品。除上述外，汽車鑄造廠已經(jīng)生產(chǎn)出鑄態(tài)球鐵冷激凸輪軸。4。9鑄造過程計算機應用技術(shù)隨著汽車鑄造技術(shù)的快速發(fā)展，為縮短鑄件生產(chǎn)準備周期和降低新產(chǎn)品開發(fā)的風險，采用快速原型技術(shù)、計算機仿真模擬、三維建模、數(shù)控技術(shù)的應用越來越廣。快速原型技術(shù)在鑄造生產(chǎn)中的應用有了很大的發(fā)展。它除了應用開發(fā)新產(chǎn)品試制用的模具及熔模鑄造的蠟模外，還可以制做酚醛樹脂殼型、殼芯，可以直接用來裝配

28、成砂型。國外公司在接到客戶提供三維cad數(shù)據(jù)后，根據(jù)不同的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，最快可在3周時間內(nèi)為客戶提供鑄件。模擬造型過程正在成為國際汽車鑄造關(guān)注的前沿領(lǐng)域之一，清華大學、日本新東工業(yè)等對濕型砂緊實過程進行模擬。值得注意的是，德國亞琛工業(yè)大學、清華大學正在對射芯過程進行數(shù)據(jù)模擬。國內(nèi)汽車鑄造業(yè)cad-cam-cae一體化設(shè)計開發(fā)得到充分應用，特別是cae凝固模擬虛擬技術(shù)，應用magma、華鑄軟件對新產(chǎn)品的鑄件充型、凝固的溫度場和流動場模擬分析處理，預測和分析鑄件的缺陷。鑄造專家系統(tǒng)得到進一步應用，如型砂質(zhì)量管理、鑄造缺陷分析、壓鑄工藝參數(shù)設(shè)計及缺陷診斷。4。10鑄造檢測技術(shù)鑄造檢測技術(shù)是保證鑄件質(zhì)量的

29、關(guān)鍵手段。鑄件尺寸檢查，有常用的檢查卡具、卡板，有專用的檢測夾具。對于氣缸體、氣缸蓋等復雜件，采用三坐標儀自動測量鑄件尺寸和超聲波儀檢測鑄件的壁厚。無損檢測技術(shù)的應用越來越廣，對重要件時常采用熒光磁粉檢測表面裂紋；采用超聲波或音頻檢測球鐵的球化率；采用渦流檢測鑄件的基體組織（珠光體含量）。為滿足重要件的檢測要求，可將上述3項檢測儀器組合成一條自動檢測線。采用x射線檢測鑄件內(nèi)部的縮孔與縮松缺陷，日本本田對球鐵轉(zhuǎn)向節(jié)鑄件100%用x射線探傷：采用工業(yè)內(nèi)窺鏡檢測鑄件內(nèi)腔質(zhì)量，氣密性滲漏檢測?；瘜W成分檢測，真空直讀光譜儀和碳硫測定儀在爐前、爐后鐵水質(zhì)量上得到普遍應用。微量元素和氣體元素n、o、h的分析

30、得到重視：爐前快速熱分析得到推廣應用，快速預報鑄鐵的碳硅當量、孕育效果、基體組織和力學性能。4。11綠色鑄造技術(shù)“綠色鑄造”是使鑄造產(chǎn)品從設(shè)計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理整個產(chǎn)品的生命周期中，對環(huán)境的負面影響最小，資源效率最高。鑄造行業(yè)歷來被認為是高能耗、高污染的行業(yè)，要不斷開發(fā)新的節(jié)能、清潔、低排放、低污染的鑄造材料以投入生產(chǎn)使用。對于樹脂，要想辦法降低游離甲醛和游離酚等有害物質(zhì)的含量；逐步加大冷芯盒技術(shù)應用，以減少樹脂砂對環(huán)境的影響，實現(xiàn)達標排放：降低熱芯盒、殼芯砂的固化溫度，制芯工藝由熱芯盒法向溫芯盒法轉(zhuǎn)變，以節(jié)約能源。我國汽車鑄造廠每年消耗新砂近千萬噸，舊砂排放的污染，以及新砂資

31、源大量的耗費，不堪重負，因此舊砂的再生利用技術(shù)勢在必行。先進工業(yè)國家廢砂排放量降到10%以下，在歐洲、日本等地區(qū)舊砂的再生利用技術(shù)得到廣泛應用。哈爾濱東安汽車發(fā)動機公司引進意大利的熱法再生設(shè)備，已在生產(chǎn)中應用。一汽鑄造公司引進日本技術(shù)，熱法再生和機械再生結(jié)合，處理芯砂和型、芯砂混合砂已在生產(chǎn)中得到應用。目前，東風汽車公司也正在加速舊砂再生技術(shù)開發(fā)應用工作。加大廢鋼及回爐料的利用，以減少新生鐵和鋁資源的耗費。汽車鑄造業(yè)面向循環(huán)經(jīng)濟的鑄造技術(shù)，要以循環(huán)經(jīng)濟3r為行業(yè)準則，即以減量化（reduce）、再利用（reuse）、再循環(huán)（recycle）來開展工作。5。我國汽車鑄造業(yè)面臨的問題我國汽車鑄造業(yè)

32、在經(jīng)過“計劃經(jīng)濟”轉(zhuǎn)入“市場經(jīng)濟”的過程中，經(jīng)歷了起步、穩(wěn)定、發(fā)展、成熟4個階段，取得了令世人矚目的成績。但是，我們必須清醒地認識汽車鑄造業(yè)的歷史重任及與發(fā)達國家的現(xiàn)實差距，牢牢把握國內(nèi)外鑄造技術(shù)的發(fā)展趨勢，適時適宜地采用先進的鑄造技術(shù)，實施鑄造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，目前汽車鑄造業(yè)主要有以下問題。鑄造企業(yè)平均規(guī)模與經(jīng)濟規(guī)模和國外比有較大差距。我國的鑄件產(chǎn)量雖然已經(jīng)連續(xù)5年位居世界首位，有一批產(chǎn)量較高的大中型企業(yè)，但大多數(shù)鑄造企業(yè)規(guī)模偏小。就整個鑄造行業(yè)而言。其現(xiàn)狀仍然是廠點散（鑄造廠點達2萬多個），從業(yè)人員多（達120萬人之多），效益低下（廠均鑄件僅為500t/年），只相當于美、日、德、法、意等

33、工業(yè)發(fā)達國家的1/9-1/4。鑄造企業(yè)整體技術(shù)裝備水平和國外比有較大差距。企業(yè)間技術(shù)裝備水平差距較大，少數(shù)企業(yè)的個別生產(chǎn)車間的技術(shù)裝備水平，已接近或達到國際先進水平，但是整體水平不高。據(jù)統(tǒng)計，我國已從國外進口自動造型線210多條，還有國產(chǎn)造型生產(chǎn)線250多條，這些生產(chǎn)線主要集中在汽車內(nèi)燃機件的大批量生產(chǎn)企業(yè)中。我國鑄造企業(yè)的研發(fā)與創(chuàng)新能力和國外比差距較大，從整體來看，鑄件的技術(shù)含量和附加值較低。據(jù)統(tǒng)計，全球有30多項重大的鑄造發(fā)明中沒有一項是中國的。我國生產(chǎn)高技術(shù)含量、高附加值、具有自主知識產(chǎn)權(quán)、享有國際聲譽的鑄件產(chǎn)品寥寥無幾，而每年都要花費一定費用進口工業(yè)生產(chǎn)中技術(shù)要求高的鑄件產(chǎn)品。我國鑄造

34、企業(yè)普遍存在勞動強度高、能耗高、資源消耗高、環(huán)境污染程度高現(xiàn)象。鑄造是一個勞動力密集的行業(yè)，國內(nèi)一些企業(yè)在生產(chǎn)過程中，如熔化過程中加料、澆注過程中人工澆注、鑄件落砂清理過程中的搬運都不用設(shè)備，因而人工操作勞動強度很大。鑄造是耗能大戶，鑄件制造成本高的原因之一就是鑄造的能耗過高，我國平均水平的能耗約是工業(yè)發(fā)達國家的2倍或更多一些。鑄造行業(yè)也是環(huán)境污染大戶，據(jù)測算，每年的so，等廢氣排放量約165m3，粉塵90萬t，廢砂1800萬2250萬t，廢渣530萬t。鑄造企業(yè)工程技術(shù)人員和技術(shù)工人嚴重斷層，研發(fā)人員匱乏。由于鑄造行業(yè)的環(huán)境差、勞動強度高、人員待遇低等原因，使得一些工程技術(shù)人員和技術(shù)工人流失

35、。而在鑄造生產(chǎn)線上工作的相關(guān)人員許多是沒有經(jīng)過系統(tǒng)培訓，滿足不了現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求。隨著我國高校鑄造專業(yè)減少，今后的鑄造技術(shù)人才，特別是具有創(chuàng)新能力的高級技術(shù)人才缺乏的狀況將更加嚴重。6。我國汽車鑄造業(yè)的對策和建議1。中國鑄造業(yè)現(xiàn)狀中國是當今世界上最大的鑄件生產(chǎn)國家，據(jù)資料介紹，我國鑄造產(chǎn)品的產(chǎn)值在國民經(jīng)濟中約占1%左右。最近幾年，鑄件進出口貿(mào)易增長較快，鑄件的產(chǎn)量已達到9%左右。我國鑄造廠點多達2萬多個，鑄造行業(yè)從業(yè)人員達120萬之多?！伴L三角”地區(qū)的鑄件產(chǎn)量占全國的1/3，該地區(qū)主要以民營企業(yè)為主，汽車和汽車零部件行業(yè)的發(fā)展有力地拉動了鑄造行業(yè)的發(fā)展。萬豐奧特是亞洲最大的鋁合金車輪企業(yè)，年產(chǎn)

36、值超過10億元，出口額達6000美元。昆山富士和機械有限公司生產(chǎn)汽車發(fā)動機和制動系統(tǒng)的鑄件，年產(chǎn)量達4萬t，銷售收入5。5億元。華東泰克西是一個先進的現(xiàn)代化氣缸體鑄件生產(chǎn)企業(yè)，具有年產(chǎn)100萬件轎車氣缸體鑄件能力。山西是鑄造資源大省，有豐富的生鐵、煤炭、鋁鎂、電力、勞力資源、使山西的鑄造產(chǎn)業(yè)有得天獨厚的優(yōu)勢，具有500個鑄造企業(yè)，80%為民營企業(yè)。山西國際、河津山聯(lián)、山西華翔年產(chǎn)量分別達4萬t、2萬t、12萬t?！皷|三省”有一汽集團、哈飛集團等骨干汽車企業(yè)帶動了汽車鑄件產(chǎn)量的增長。一汽集團鑄造公司，已經(jīng)形成40萬t鑄件的生產(chǎn)能力。遼寧北方曲軸有限公司，到“十一五”末將形成年產(chǎn)15萬臺發(fā)動機、1

37、00萬件曲軸、產(chǎn)值20億的曲軸生產(chǎn)基地。“珠江三角洲”壓鑄行業(yè)發(fā)達，有700多個壓鑄企業(yè)，年產(chǎn)量達20萬t。東風日產(chǎn)、廣州本田、廣州豐田和零部件企業(yè)有力帶動了壓鑄業(yè)的發(fā)展，轎車氣缸體、氣缸蓋的壓鑄件產(chǎn)量逐年增長。2。國外鑄造業(yè)現(xiàn)狀近幾年來，全球鑄造業(yè)持續(xù)增長，2004年鑄件產(chǎn)量比上一年度增長8。4%，中國生產(chǎn)鑄件2242萬t，全球排名第一，比上一年增長23。6%。全球十大鑄件生產(chǎn)國的產(chǎn)量與增長率見表1。從表1可見，2004年中國的鑄件產(chǎn)量約占全球鑄件產(chǎn)量的1/4。巴西鑄件產(chǎn)量增長最快，達到25。8%。增長率超過2位數(shù)的國家有巴西、中國、墨西哥、印度，都是發(fā)展中國家。而發(fā)達國家的鑄件增長率普遍較

38、低。美國鑄件產(chǎn)量自2000年以來，已經(jīng)退居到第2位。2004年美國鑄件總產(chǎn)量為1231萬t，其中灰鐵件占35%、球鐵件占33%、鑄鋼件占8。4%、鋁合金件占16%。從需求上看，球鐵鑄件和鋁鑄件的需求在增長。2003年進口鑄件占總需求的15%，進口鑄件的價格比美國國內(nèi)低20%50%。近年來因鑄造環(huán)保要求高、能源消耗大、勞動力昂貴等原因，美國大型汽車公司生產(chǎn)普通汽車鑄件的鑄造廠紛紛關(guān)閉，逐步將鑄件的生產(chǎn)轉(zhuǎn)向中國、印度、墨西哥、巴西等發(fā)展中國家。日本的鑄造業(yè)不景氣，其從業(yè)人員在減少。2004年日本鑄件總產(chǎn)量為639萬t，其中灰鐵件占42%、球鐵件占30%、鑄鋼件占4%、鋁合金件占21%。從需求上看，

39、球鐵鑄件和鋁鑄件的需求在增長。日本鑄造界在技術(shù)創(chuàng)新方面作了大量工作，開發(fā)了球型低膨脹鑄造砂、高減振鑄鐵材料、中硅耐熱球鐵等材料。其真空壓鑄的鑄件能焊接和熱處理，半固態(tài)鑄造生產(chǎn)用于汽車鋁輪轂，提高了強度和伸長率。鎂合金壓鑄進一步發(fā)展，并取代重力鑄造，其性能提高，成本降低。3。汽車鑄造技術(shù)的發(fā)展方向汽車技術(shù)正向輕量化、數(shù)值化、環(huán)?；矫姘l(fā)展。據(jù)有關(guān)資料報道，汽車自重每減少10%，油耗可減少5。5%，燃料經(jīng)濟性可提高3%-5%，同時降低排放10%左右。鑄件輕量化主要有兩個途徑。一是采用鋁、鎂等非鐵合金鑄件，美國2003年統(tǒng)計有2/3的鋁鑄件用于汽車上，每車達到107kg。二是減小鑄件壁厚、設(shè)計多零件

40、組合鑄件，生產(chǎn)薄壁高強度復合鑄件，并減少加工余量，生產(chǎn)近終形鑄件。隨著汽車技術(shù)的快速發(fā)展，為縮短鑄件生產(chǎn)準備周期和降低新產(chǎn)品開發(fā)的風險，要求采用快速制模技術(shù)、計算機仿真模擬、三維建模、數(shù)控技術(shù)。而清潔生產(chǎn)、廢物再生是鑄造業(yè)的發(fā)展趨勢，降低能耗是其持續(xù)發(fā)展的主題。我國汽車鑄造業(yè)必須走高效、節(jié)能、節(jié)材、環(huán)保和綠色鑄造之路，因為國家和社會要求嚴厲管控汽車鑄造業(yè)的能源消耗大戶和污染大戶，以利改善鑄造業(yè)熱、臟、累的勞動密集型行業(yè)員工的勞動環(huán)境。4。汽車鑄造技術(shù)發(fā)展趨勢國內(nèi)外汽車鑄造技術(shù)發(fā)展趨勢很多，現(xiàn)僅簡介一些在汽車行業(yè)大量流水線生產(chǎn)中的鑄件技術(shù)及發(fā)展趨勢。4。1砂型鑄造成形技術(shù)潮模造型經(jīng)過手工緊實一震

41、擊+壓實緊實高壓+微震緊實氣沖緊實靜壓緊實幾個發(fā)展階段。靜壓造型技術(shù)的實質(zhì)是“氣中預緊實+壓實”，其有以下優(yōu)點：鑄型輪廓清晰，表面硬度高且均勻，拔模斜度小，型板利用率高，工藝裝備磨損小，鑄型表面粗糙度低，鑄型型廢率低。因此，是目前最新、最先進的造型工藝，并已成為當今的主流緊實工藝。目前，高壓造型和單一氣沖造型已逐漸被靜壓造型所替代，原先高壓造型線和氣沖造型線的主機已逐漸更新為靜壓造型主機，新建鑄造廠均首選采用靜壓造型技術(shù)。當前，國外比較有名的制造靜壓造型設(shè)備的廠家有德國的kw公司、hws公司和意大利薩威力公司。國內(nèi)汽車鑄造廠家大都選用hws公司或kw公司制造的設(shè)備，如一汽鑄造公司、東風汽車鑄造

42、廠、上海圣德曼鑄造公司、華東泰克西、山西三聯(lián)、廣西玉柴、無錫柴油機廠等。4。2近凈形技術(shù)（1）消失模鑄造成形工藝消失模鑄造也稱氣化模鑄造、實型鑄造、無型腔鑄造。該工藝尺寸精度高達0。2mm以內(nèi)，表面粗糙度可達ra5mra6m，被鑄造界譽之為“21世紀的鑄造新技術(shù)”、“鑄造的綠色工程”。該工藝方法是采用無粘結(jié)劑干砂加抽真空技術(shù)。據(jù)2003年統(tǒng)計，我國有150家企業(yè)用該工藝生產(chǎn)箱體類、管件閥體類、耐熱耐磨合金鋼類等三大類鑄件，總產(chǎn)量超過10萬t。國內(nèi)汽車鑄造廠，有的采用國產(chǎn)鑄造生產(chǎn)線：有的采用簡易生產(chǎn)線或單機生產(chǎn)；有的采用國外引進鑄造生產(chǎn)線生產(chǎn)。一汽集團公司1993年從美國福康公司引進造型用振動臺

43、，生產(chǎn)eps模的預發(fā)泡機和成型機等設(shè)備，生產(chǎn)汽車進氣管。長沙發(fā)動機總廠從意大利引進自動化鑄造線生產(chǎn)鋁合金氣缸體、氣缸蓋鑄件。合肥叉車集團用4段泡沫模片粘結(jié)成整體的工藝生產(chǎn)復雜箱體鑄件，尺寸精度可達到ct7-ct8級，產(chǎn)品出口美國。成都成工集團，用8塊泡沫模片粘結(jié)成整體的工藝生產(chǎn)裝載機變速器，鑄件質(zhì)量達320kg，與砂型鑄造比較，毛坯減重15%，成品率達95%以上。消失模工藝近幾年在美國有較大的發(fā)展，通用汽車公司投資建造了6條消失模鑄造生產(chǎn)線，大批量生產(chǎn)鋁合金氣缸體、氣缸蓋鑄件。今后，該工藝將大量采用快速制模技術(shù)和模擬仿真技術(shù)，以縮短生產(chǎn)準備周期，實現(xiàn)鑄件的快捷生產(chǎn)。未來的發(fā)展方向必定是質(zhì)量好、

44、復雜、精密、壽命長的高檔模具。提高該技術(shù)的模具材料、成形工藝、涂料技術(shù)、工裝設(shè)備的技術(shù)水平，使eps鑄件獲得更廣闊的發(fā)展前景。（2）熔模精密鑄造成形工藝我國汽車熔模精密鑄造技術(shù)有了長足的發(fā)展，采用近凈形技術(shù)可以生產(chǎn)出無余量的鑄造產(chǎn)品。熔模精密鑄造工藝有水玻璃制殼工藝、復合制殼工藝、硅溶膠制殼工藝。汽車產(chǎn)品材料有碳素鋼、合金鋼、有色合金與球墨鑄鐵。國外有高合金鋼、超合金材料。熔煉設(shè)備國內(nèi)采用普通、快速中頻爐；國外采用真空爐、翻轉(zhuǎn)爐、高頻爐技術(shù)。采用硅溶膠制殼工藝的零件表面粗糙度可達ra1。6m、尺寸精度可達ct4級，最小壁厚可達0。51。5mm。歐、美、日等國家開始關(guān)注精鑄件在汽車業(yè)的應用與拓展

45、。我國汽車用精鑄件的市場需求量也在不斷快速增長和發(fā)展，2003年精鑄件的產(chǎn)量為60萬t，產(chǎn)值達到110億元。東風汽車精密鑄造有限公司采用硅溶膠+水玻璃復合型制殼工藝，生產(chǎn)高技術(shù)含量、高附加值產(chǎn)品，將原來鑄件、鍛件、機加工及多件組裝結(jié)構(gòu)設(shè)計制造成一個整體精密鑄件，顯著降低了制造成本。熔模精密鑄造成形工藝將來的發(fā)展趨勢是鑄件產(chǎn)品越來越接近零部件產(chǎn)品，傳統(tǒng)的精鑄件只作為毛坯，已經(jīng)不適應市場的快速應變。零部件產(chǎn)品的復雜程度和質(zhì)量檔次越來越高，研發(fā)手段越來越強，專業(yè)化協(xié)作開始顯現(xiàn)，cad、cam、cae的應用成為零部件產(chǎn)品開發(fā)的主要技術(shù)。東風汽車公司、一汽集團公司的精鑄企業(yè)作為中國精鑄行業(yè)的領(lǐng)軍者，一定

46、能憑強大的研發(fā)實力和先進的技術(shù)快速發(fā)展。4。3制芯技術(shù)目前，國內(nèi)外汽車鑄造制芯有3種制芯工藝，在現(xiàn)代汽車鑄造中常并行采用的主要工藝有熱芯盒制芯、殼芯制芯、冷芯盒制芯等，傳統(tǒng)的合脂或油砂制芯已被淘汰。冷芯盒技術(shù)工藝有兩個特點：一是硬化速度快，初始強度高，生產(chǎn)率高；二是砂芯尺寸精度高，可滿足生產(chǎn)薄壁高強度鑄件的砂芯。因此，制芯工藝技術(shù)有以冷芯盒技術(shù)為主的發(fā)展趨勢。一汽鑄造公司、東風汽車鑄造廠、上海圣德曼鑄造公司、華東泰克西、山西國際鑄造公司等均采用冷芯盒制芯技術(shù)。當代先進的110l冷芯盒制芯機見圖1。最先進的制芯工藝是結(jié)合鎖芯（keycore）和冷芯盒等技術(shù)的制芯中心，整個射芯、取芯、修整毛刺、多

47、個芯子定位組合成一體、上涂料、烘干等工序，全部用一臺或多臺制芯機與機械手自動化完成。國外比較有名的制芯中心生產(chǎn)廠有西班牙lormendl公司、德國laempe公司和hottinger公司、意大利的fa公司等。東風汽車鑄造廠、一汽鑄造公司、上海圣德曼鑄造公司、華東泰克西、上海柴油機、洛拖二鐵、濰柴、江西五十鈴等均采用冷芯盒制芯中心技術(shù)。4。4鑄鐵熔煉技術(shù)目前，國內(nèi)外鑄鐵熔煉技術(shù)有兩種主要方式：一是采用大型熱風除塵沖天爐與工頻保溫爐雙聯(lián)熔煉工藝；二是采用中頻感應電爐熔煉工藝技術(shù)。美國因達公司和彼樂公司生產(chǎn)的中頻爐技術(shù)開始越來越受到重視，該技術(shù)日益成熟，其清潔、環(huán)保、節(jié)能、高效、安全的優(yōu)勢突出，是今

48、后發(fā)展的方向。因此，鑄鐵則由過去用工頻爐熔煉逐步過渡到用高效省電的中頻電爐熔化。一、汽鑄造公司、東風汽車公司采用因達公司和彼樂公司生產(chǎn)的中頻爐和保溫爐技術(shù)，已經(jīng)開發(fā)應用球化劑、孕育劑、蠕化劑和其他各種添加劑產(chǎn)品，形成商品化、標準化、規(guī)格化、系列化。鑄鐵孕育多用帶光電控制的隨流孕育機。新開發(fā)出的喂絲球化方法及其與現(xiàn)代化檢測技術(shù)相結(jié)合的sintercastz藝是鑄鐵球化及蠕化處理的一種很有優(yōu)勢的工藝，應用者日益增多。國外金屬爐料經(jīng)過破碎、凈化、稱量，大大提高熔化效率和鐵水質(zhì)量。國內(nèi)的天津豐田、天津勤美達、蘇州勤美達等鑄造廠已對爐料采用破碎處理工藝。4。5鋁合金氣缸體、氣缸蓋壓鑄成形技術(shù)鋁合金是汽車

49、上應用最快和最廣的輕金屬，因為鋁合金本身的性能已經(jīng)達到質(zhì)量輕、強度高、耐腐蝕的要求。最初，鋁合金僅用于一些不受沖擊的部件。后來，通過強化合金元素，鋁合金的強度大大提高，由于質(zhì)輕、散熱性好等特性，可以滿足發(fā)動機活塞、氣缸體、氣缸蓋在惡劣環(huán)境下工作的要求。鋁合金氣缸體、氣缸蓋壓鑄成形核心技術(shù)可以提高凈化、精煉、細化、變質(zhì)等材質(zhì)質(zhì)量控制，使得鋁鑄件質(zhì)量達到一致性和穩(wěn)定性。隨著我國汽車業(yè)的發(fā)展，特別是家用轎車的快速增加和汽車零部件出口量的增大，汽車鋁鑄件將有很大的增長。我國2003年鑄件總產(chǎn)量為1987萬t，其中鋁鎂合金為117萬t，占總產(chǎn)量的5。8%。豐田汽車希望在近兩年將鋁制氣缸體由現(xiàn)在的35%提

50、高到50%。日產(chǎn)汽車計劃在2010年以前，70%的汽油機轎車的氣缸體采用鋁制材料，近100%的氣缸蓋及變速器殼體采用鋁制材料。本田汽車公司早在1994年，將汽油發(fā)動機氣缸體全部換成鋁制氣缸體。鋁合金氣缸體、氣缸蓋等有色金屬則多采用壓鑄（包括真空壓鑄）、低壓壓鑄、高壓壓鑄、金屬型重力鑄造以及很有發(fā)展前途的半固態(tài)壓鑄成形技術(shù)。東風本田發(fā)動機公司、東風日產(chǎn)發(fā)動機分公司鋁壓鑄車間采用2500t壓鑄機生產(chǎn)鋁氣缸體，并實現(xiàn)了國產(chǎn)化。鋁氣缸蓋成形工藝主要有兩種，一是以歐美為代表的重力鑄造成形工藝，上海皮爾博格、南京泰克西等公司選用意大利法塔公司重力鑄造機生產(chǎn)鋁氣缸蓋；二是以日韓為代表的低壓鑄造成形工藝，東風

51、日產(chǎn)發(fā)動機分公司鋁壓鑄車間、廣東肇慶鑄造公司、天津豐田鑄造公司都選用日本新東等公司的低壓鑄造機生產(chǎn)鋁氣缸蓋。4。6鎂合金成形技術(shù)鎂合金的比強度和比剛度高i優(yōu)于鋼和鋁合金，遠大于工程塑料。鎂合金還具有耐高溫、抗腐蝕和抗蠕變性能。鎂是目前汽車工業(yè)中應用的最輕的金屬，它比鋁輕1/3，比鋼鐵輕3/4，比非金屬的塑料還輕1/5。因此，鎂合金是汽車減輕質(zhì)量的理想材料，鎂合金壓鑄件可以代替一些復雜的結(jié)構(gòu)件，如儀表板骨架幾十個鋼部件經(jīng)沖壓、焊接而成，一質(zhì)量約10kg，若改為鎂合金壓鑄件，一次壓鑄成形，質(zhì)量僅為4kg，生產(chǎn)成本大大降低。隨著、鎂合金新材料的不斷開發(fā)和加工技術(shù)的完善，鎂合金在汽車市場中將不斷拓寬和

52、持續(xù)穩(wěn)定增長。鎂合金生產(chǎn)以壓鑄為主的成形技術(shù)，一直是汽車工業(yè)關(guān)注的焦點，鎂合金壓鑄件需求量占到汽車工業(yè)對鎂合金需求量的80%，汽車用鎂合金壓鑄材料，除滿足耐高溫和抗蠕變性能外，還必須充分考慮設(shè)計、加工、表面處理及相關(guān)壓鑄成形工藝。由于壓鑄鎂合金有可鑄造性的突出優(yōu)勢。鑄造壁厚可以達到11。5mm，拔模斜度1°-2°盡管鎂合金鑄造的重點仍放在壓力壓鑄方面，但仍面臨壓鑄鎂合金的性能與成本問題。因此，一種新型工藝鎂合金的半固態(tài)加工技術(shù)出現(xiàn)。該技術(shù)工藝已經(jīng)主要用于生產(chǎn)一體化的鎂、鋁合金鑄件。國外鎂合金在汽車上應用前景廣闊，歐、美國家鎂合金壓鑄件產(chǎn)量以每年25%的速度增長。audia6

53、轎車變速器殼體為鎂合金壓鑄件，質(zhì)量僅為14。2kg，奧迪公司最早將鎂鑄件用于儀表板骨架。福特汽車公司用鎂合金生產(chǎn)座椅骨架，取代鋼制骨架，使座椅質(zhì)量從4kg減為1kg。福特公司正在研究用鎂合金生產(chǎn)氣缸體。日本三菱公司與澳大利亞科技部合作開發(fā)一種質(zhì)量僅為7。5kg的超輕質(zhì)量的鎂合金發(fā)動機。寶馬公司直列六缸鎂合金氣缸體已經(jīng)批量投產(chǎn)。美國通用生產(chǎn)鎂壓鑄件進氣岐管。雷諾公司已生產(chǎn)出鎂合金車輪鑄件。東風汽車鑄造廠已經(jīng)批量生產(chǎn)鎂合金壓鑄件，目前東風汽車公司和一汽鑄造公司正在開發(fā)承擔國家科技部的重點科技攻關(guān)項目、，如變速器殼、齒輪室罩蓋、氣門室罩蓋、轉(zhuǎn)向盤骨架等鎂合金壓鑄件。上海乾通汽車附件有限公司率先生產(chǎn)出

54、轎車鎂合金變速器外殼壓鑄件。近幾年，國內(nèi)還相繼建立了一些大型的外資鎂壓鑄企業(yè)，如上海鎂鎂、蘇州gf等公司。4。7半固態(tài)壓鑄成形技術(shù)半固態(tài)技術(shù)發(fā)源于美國，在美國這一技術(shù)已經(jīng)基本成熟并處于全球領(lǐng)先地位。此技術(shù)被稱之為21世紀最有前途的材料成形技術(shù)。alumax公司率先將該技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，生產(chǎn)的鋁合金汽車制動總泵體毛坯尺寸接近零件尺寸，加工量占鑄件質(zhì)量的13%，同樣的金屬型鑄件的加工余量則占鑄件質(zhì)量的40%。20世紀80年代以來，歐洲等國在半固態(tài)應用方面作了大量研究和應用工作。意大利是半固態(tài)加工技術(shù)應用最早的國家之一，stampal-saa公司用該技術(shù)為ford汽車公司生產(chǎn)齒輪箱蓋和搖臂零件。目前

55、，日本的speedstarwheel公司已經(jīng)利用該技術(shù)生產(chǎn)重約5kg的鋁合金輪轂鑄件。我國半固態(tài)金屬加工技術(shù)起步較晚，始于20世紀70年代后期。與國外相比，我國在半固態(tài)金屬成形技術(shù)領(lǐng)域的研究還很落后。就目前我國的研究現(xiàn)狀來看，該技術(shù)發(fā)展動向是金屬觸變成形技術(shù)已經(jīng)基本成熟，而流變成形技術(shù)的發(fā)展緩慢。因此，今后將有更多的研究人員轉(zhuǎn)向流變成形理論和應用方面的研究。目前，半固態(tài)金屬成形技術(shù)主要應用于鋁、鎂、鉛等低熔點金屬的成形，對高熔點黑色金屬的應用較少，這是今后研究的方向。目前，國內(nèi)外學者已經(jīng)開發(fā)出了半固態(tài)成形過程數(shù)值模擬軟件，但是還有不足，需要加強應用計算機技術(shù)。4。8鑄鐵材質(zhì)（1）薄壁高強度灰鑄

56、鐵件技術(shù)我國2003年鑄件總產(chǎn)量為1987萬t，其中灰鑄鐵件為1049萬t，占總產(chǎn)量的53%?；诣T鐵件在汽車上的大量應用是由于該材料具有較低的成本和良好的鑄造性能優(yōu)勢。隨著汽車技術(shù)輕量化要求，灰鑄鐵的增長和發(fā)展將受到一定的影響，因此其發(fā)展趨勢是加強薄壁高強度氣缸體、氣缸蓋鑄件技術(shù)的開發(fā)與應用。薄壁高強度氣缸體、氣缸蓋鑄件技術(shù)的難點是使最薄壁厚僅為3-5mm的本體斷面硬度差<40hbs，組織細密均勻。轎車氣缸體和大功率柴油機氣缸體、氣缸蓋鑄件的硬度、珠光體量、碳化物含量、石墨形態(tài)等金相組織的技術(shù)要求高。如大功率柴油機氣缸體、氣缸蓋要求本體硬度分別為170228hbs、179235hbs，強

57、度和尺寸要求高，表面粗糙度ra<50pm?；诣T鐵的材質(zhì)牌號在不斷提高，ht300已用于氣缸體、氣缸蓋的生產(chǎn)，有的產(chǎn)品可能要達到ht350。國內(nèi)汽車鑄造廠在材料工藝、熔煉工藝、造型工藝、制芯工藝、模具制造工藝、檢測技術(shù)等方面作了大量工作，并將這些技術(shù)應用在轎車氣缸體和大功率柴油機氣缸體、氣缸蓋等鑄件上。（2）蠕墨鑄鐵技術(shù)蠕墨鑄鐵具有球墨鑄鐵的強度，與灰鑄鐵相比又有類似的防振、導熱能力及鑄造性能。有好的塑性和耐熱疲勞性能，可以解決大功率氣缸蓋的熱疲勞裂紋問題。鐵素體機體蠕鐵的工作溫度可達到700；高硅鉬蠕鐵的工作溫度可達870。蠕墨鑄鐵不會取代球墨鑄鐵，也不會取代灰鑄鐵。蠕墨鑄鐵廣泛應用的巨

58、大潛在市場是汽車業(yè)，其主要產(chǎn)品則是發(fā)動機氣缸體和大功率柴油機氣缸蓋。隨著汽車輕量化和比功率（功率/排量）的提高，氣缸體和氣缸蓋的工作溫度越來越高，許多部位的工作溫度超過200，在此溫度下，鋁合金的強度大幅度下降，而蠕鐵則具有很大的優(yōu)勢。它將成為唯一能滿足技術(shù)、環(huán)保和性能要求的先進的汽車發(fā)動機材料。因為蠕墨鑄鐵具有強度高、壁薄的特點，可以減輕質(zhì)量。歐寶公司的研究表明，同樣功率的發(fā)動機氣缸體如果采用蠕鐵，壁厚可以由原來的7mm減為3mm，鑄件質(zhì)量可減輕25%。蠕墨鑄鐵的蠕化處理范圍很窄，核心技術(shù)是采用合適的生產(chǎn)技術(shù)與相應的蠕化劑。國外寶馬汽車公司、戴姆勒一克萊斯勒汽車公司、達夫公司的發(fā)動機氣缸體用蠕墨鑄鐵生產(chǎn)。福特（ford）公司與辛特（sinter）合作，于1999年在巴西每年生產(chǎn)10萬件氣缸體。德國halberg鑄造廠，從1991年開始為奧迪生產(chǎn)v8蠕鐵氣缸體，壁厚3。5mm，147kw的氣缸體質(zhì)量僅74kg。東風汽車公司鑄造廠，于1984年5月正式在流水線上批量生產(chǎn)蠕墨鑄鐵排氣管，成為我國第一家在流水線上批量生產(chǎn)蠕墨鑄鐵件的工廠。在20世紀90年代初，又先后成功開發(fā)了蠕鐵變速器殼體和上海大眾桑塔納