机械铸造行业现状
我国铸造机械的进出口规模的比例是3:1,即我国出口一台铸造机械的同时进口了三台铸造机械。我国铸造机械行业规格品种基本齐全,但中低档产品过剩、高档产品缺乏的状况。从我国铸造机械的进出口规模的情况来看,这反映了我国市场对中高端铸造机械产品需求明显增加,也反映出国产中高端产品在技术水平、产值上都存在明显不足,无法在产品质量、技术指标、用户服务等方面满足用户需求。我国铸造机械的现状与铸造行业的问题如出一辙,也是中低端产品过剩,高端产品不足。铸造机械的水平直接关系这铸造行业的发展水平,我国铸造机械行业的这种现状很难满足我国从铸造大国向铸造强国迈进的目标,我国铸造机械行业的发展任重而道远。虽然我国铸造机械行业工业总产值不断创新高,但国内铸造机械产品的数控化率仍然较低。从出口来看,国内铸造机械行业年出口额约1亿美元,出口量约1500台,其中数控产品占比不足两成。从我国整个机床工具行业来看,铸造机械的出口占比很小,行业整体技术水平发展任重道远。从进口情况来看,铸造机械行业年进口额超过2亿美元,进口量约500台。铸造机械行业进出口呈现不稳定态势,曾经出现连续3年进口大幅下降而出口也大幅下挫的局面。可见,国内铸造机械行业受其行业形势的影响十分明显。
总体来讲,我的感觉就是中国的制造业是国际产业链的一个中间环节:
上游环节提供基础性的技术、零部件和机械设备,中国的电子产业基本上是购买了国外的生产线设备、核心部件,比如芯片等,还有材料,然后通过强大的组装能力将这些电子产品生产出来。中国的机械制造业比较落后,高质量的、技术先进的机械设备计本上全部是国外企业提供的,中低档次的机械设备的生产能力是比较强,比如虽然中国的机床工业落后日本、德国几十年,最好的机床等相关设备全部依靠国外。但是国内的几大机床厂也生产数量众多的中低档次机床。国内的汽车制造业基本上也是依靠国外的核心部件来进行组装,合资大厂几乎全部是组装,民营企业还可以从外形上和一些重要部件上进行一些研发和设计,但是技术水平差距较大。造船和其他的制造业也都差不多,基本上就是重要部件依靠国外供应商,我们来进行组装,在一些边缘性的部分进行一些研发和设计,比如外形,结构等等。其他的防治、服装等就更不用说了,基本上都是国外的设备,利用我们的原材料和人力资源生产大量物美价廉的产品,然后出具到全世界。
那么我们现在就我们的机械制造业拿出来做个特别的讨论,其实中国的制造业总体上来说,就想我上面说的,基本上都是这样的一个现状,可能某个产业好一些,但是万变不离其中。基本现状都是这样的。
为什么机械设备制造这么重要,要拿出来作专门谈论,正是因为所有的最终产品都是由各种机械设备来制造出来的,最终的产品的质量高低、性能好坏以至于价格的高低都依靠于生产他们的机械设备的性能。而各种机械设备又是通过机床制造出来的,就是机床是制造产业机械设备的机械设备,由通常来说机床是工业母机。现在,网上帖子很多,都在讨论中国的机械设备制造业包括机床制造业的现状是落后于国外主要国家太多,甚至简单来讲。制造好的机械设备的机床等母机好的都是国外的,而国内企业即使买了一流的国外机床来制造其他的机械设备,也是基本上依靠国外的核心部件的。我的意思就是说你造一台印刷机械,作为国内的制造厂商可能需要西门子或者三菱提供整体的运动控制解决方案,核心的运动控制产品像直线电机、交流伺服电机和系统以至于数控系统等等进行精确运动控制的核心部件或者是应用解决方案就是直接由国外的跨国公司整体提供,从产品到技术都是人家来为你设计。其他的比如什么导轨,丝扛、轴承等等关键部件也都是国外的主要供应商来提供,那么国内的印刷机械制造上就是在应用的角度来靠清楚这些关键的部件的功能,怎么使用,怎么发挥作用,最终把他们整合成一台机械设备,简单来讲,机械的主要部件全是国外企业的,国内的制造商就是整合起来,然后就可以卖了,但是现实的情况即使在使用了先进的核心部件的情况下,机械的整体加工性能仍然不能达到很高的程度,在精度上和速度上等比国外差距很大。
那么国内的机床企业呢?他们是生产制造机械设备的加工机械的,他们要制造一台性能优良和技术先进的机床,需要大量的基础性技术和人才。我不了解国内目前主要的机床厂是怎样制造机床的?是不是他们也是跟上述的那个例子产不多,就是他们制造的机床中的核心部件也基本上是国外企业提供的,他们也不过是组装起来而已。我的感觉是这样,那么我要问的是那么国内的企业是不是没有一个能够制造一个紧跟世界水平的核心部件的企业呢?比如先进的电机,好像交流伺服电机国内企业没有能力制造,运动控制器,
液压控制、气动控制产品等等,是不是这些构成一台技术先进的机械设备的所有高技术含量的部件基本上依靠国外的企业?国内到底有没有企业在研发这个,彻底弄懂里面的构造,和能够生产出来,而不是像个黑匣子一样,只会使用。
那再延伸到我们最近的神州6号发射和国防的战斗机和潜艇和大炮等等的发射和制造。神州6号上天了,我相信其中有无数的核心部件来控制它的发射和运转,负责运动控制的,气动的,协调平衡的,通讯能力的,机械性能的等等,难道其中核心的部件基本上也要由国外的产品来支撑?我希望不是的,如果不是那么将会有多少技术可以通过合理途径转化为民用阿,那么国内的机械制造能力将会得到极大的技术支持,那么其发展速度将会得到极大提升。
我没有学过任何的机械方面的知识,也没有任何机械理论的基础,我为什么关系这个是因为我的工作让我来了解和思考中国制造业特别是中国机械制造业的水平和未来的发展如何等问题。我近期所作的工作是做一个运动控制的发展论坛,在这个领域,我们基本上会邀请主要的国际供应商,比如西门子、施耐德、三菱、松下、安川、罗克韦尔、DANAHER MOTION,三洋,MOOG,博世力士乐,派克汉尼汾,GE Feunc等等企业,由他们来介绍运动控制最新的技术发展和产品应用。我找了一圈,没有发展国内的企业我应该去要请谁,所以对国内的机械制造业的情况稍微了解了一点,但是还是在迷雾中,因此,一口气下下以上文字,希望各位业界中人就我的某个问题或者关心的某个事情可以展开提供一些信息,让我和让所有不了解中国机械制造业但是关心的人可以更多的了解中国机械制造业的现状,大家了解了,再想办法去解决问题,中国作为一个大国,人力资源雄厚,而且有非常大的国内市场可以给各种机械设备提供应用空间,我相信,中国的机械设备制造水平会不断发展,但是这条路怎么走?是否能够走得通?我们只有在先了解现状的情况下再去出谋划策,文中可能有很多点说的不多,让大家见笑了,不过我希望大家尽情的提供意见,从中我相信我们每个人都会对中国制造业有更多的了解,让我们为中国制造业的发展摇旗呐喊,默默祝福吧。
在科学技术迅猛发展的今天,由于铸造成形工艺的特殊优势,有些复杂结构件目前尚无其他制造工艺可替代。铸造工艺仍是最经济且便捷的金属成形工艺。随着全球经济一体化,在国际间的合作日益密切、竞争日趋激烈之时,中国汽车铸造业应更充分地发挥铸造资源优势,发展自己的铸造工业。
1. 中国铸造业现状
中国是当今世界上最大的铸件生产国家,据资料介绍,我国铸造产品的产值在国民经济中约占1%左右。最近几年,铸件进出口贸易增长较快,铸件的产量已达到9%左右。我国铸造厂点多达2万多个,铸造行业从业人员达120万之多。“长三角”地区的铸件产量占全国的1/3,该地区主要以民营企业为主,汽车和汽车零部件行业的发展有力地拉动了铸造行业的发展。万丰奥特是亚洲最大的铝合金车轮企业,年产值超过10亿元,出口额达6 000美元。昆山富士和机械有限公司生产汽车发动机和制动系统的铸件,年产量达4万t,销售收入5.5亿元。华东泰克西是一个先进的现代化气缸体铸件生产企业,具有年产1 00万件
轿车气缸体铸件能力。山西是铸造资源大省,有丰富的生铁、煤炭、铝镁、电力、劳力资源、使山西的铸造产业有得天独厚的优势,具有500个铸造企业,80%为民营企业。山西国际、河津山联、山西华翔年产量分别达4万t、2万t、12万t。“东三省”有一汽集团、哈飞集团等骨干汽车企业带动了汽车铸件产量的增长。一汽集团铸造公司,已经形成40万t铸件的生产能力。辽宁北方曲轴有限公司,到“十一五”末将形成年产15万台发动机、100万件曲轴、产值20亿的曲轴生产基地。“珠江三角洲”压铸行业发达,有700多个压铸企业,年产量达20万t。东风日产、广州本田、广州丰田和零部件企业有力带动了压铸业的发展,轿车气缸体、气缸盖的压铸件产量逐年增长。
2. 国外铸造业现状
近几年来,全球铸造业持续增长,2004年铸件产量比上一年度增长8.4%,中国生产铸件2242万t,全球排名第一,比上一年增长23.6%。全球十大铸件生产国的产量与增长率见表1。从表1可见,2004年中国的铸件产量约占全球铸件产量的1/4。巴西铸件产量增长最快,达到25.8%。增长率超过2位数的国家有巴西、中国、墨西哥、印度,都是发展中国家。而发达国家的铸件增长率普遍较低。美国铸件产量自2000年以来,已经退居到第2位。2004年美国铸件总产量为1231万t,其中灰铁件占35%、球铁件占33%、铸钢件占8.4%、铝合金件占16%。从需求上看,球铁铸件和铝铸件的需求在增长。2003年进口铸件占总需求的1 5%,进口铸件的价格比美国国内低20%~50%。近年来因铸造环保要求高、能源消耗大、劳动力昂贵等原因,美国大型汽车公司生产普通汽车铸件的铸造厂纷纷关闭,逐步将铸件的生产转向中国、印度、墨西哥、巴西等发展中国家。日本的铸造业不景气,其从业人员在减少。2004年日本铸件总产量为639万t,其中灰铁件占42%、球铁件占30%、铸钢件占4%、铝合金件占21%。从需求上看,球铁铸件和铝铸件的需求在增长。日本铸造界在技术创新方面作了大量工作,开发了球型低膨胀铸造砂、高减振铸铁材料、中硅耐热球铁等材料。其真空压铸的铸件能焊接和热处理,半固态铸造生产用于汽车铝轮毂,提高了强度和伸长率。镁合金压铸进一步发展,并取代重力铸造,其性能提高,成本降低。
3. 汽车铸造技术的发展方向
汽车技术正向轻量化、数值化、环保化方面发展。据有关资料报道,汽车自重每减少10%,油耗可减少5.5%,燃料经济性可提高3%-5%,同时降低排放10%左右。铸件轻量化主要有两个途径。一是采用铝、镁等非铁合金铸件,美国2003年统计有2/3的铝铸件用于汽车上,每车达到107 kg。二是减小铸件壁厚、设计多零件组合铸件,生产薄壁高强度复合铸件,并减少加工余量,生产近终形铸件。随着汽车技术的快速发展,为缩短铸件生产准备周期和降低新产品开发的风险,要求采用快速制模技术、计算机仿真模拟、三维建模、数控技术。而清洁生产、废物再生是铸造业的发展趋势,降低能耗是其持续发展的主题。我国汽车铸造业必须走高效、节能、节材、环保和绿色铸造之路,因为国家和社会要求严厉管控汽车铸造业的能源消耗大户和污染大户,以利改善铸造业热、脏、累的劳动密集型行业员工的劳动环境。
4. 汽车铸造技术发展趋势
国内外汽车铸造技术发展趋势很多,现仅简介一些在汽车行业大量流水线生产中的铸件技术及发展趋势。
4.1 砂型铸造成形技术
潮模造型经过手工紧实一震击+压实紧实→高压+微震紧实→气冲紧实→静压紧实几个发展阶段。静压造型技术的实质是“气中预紧实+压实”,其有以下优点:铸型轮廓清晰,表面硬度高且均匀,拔模斜度小,型板利用率高,工艺装备磨损小,铸型表面粗糙度低,铸型型废率低。因此,是目前最新、最先进的造型工艺,并已成为当今的主流紧实工艺。目前,高压造型和单一气冲造型已逐渐被静压造型所替代,原先高压造型线和气冲造型线的主机已逐渐更新为静压造型主机,新建铸造厂均首选采用静压造型技术。当前,国外比较有名的制造静压造型设备的厂家有德国的KW公司、HWS公司和意大利萨威力公司。国内汽车铸造厂家大都选用 HWS公司或KW公司制造的设备,如一汽铸造公司、东风汽车铸造厂、上海圣德曼铸造公司、华东泰克西、山西三联、广西玉柴、无锡柴油机厂等。
4.2 近净形技术
(1)消失模铸造成形工艺
消失模铸造也称气化模铸造、实型铸造、无型腔铸造。该工艺尺寸精度高达0.2 mm以内,表面粗糙度可达Ra5μm~Ra6μm,被铸造界誉之为“21世纪的铸造新技术”、“铸造的绿色工程”。该工艺方法是采用无粘结剂干砂加抽真空技术。据2003年统计,我国有150家企业用该工艺生产箱体类、管件阀体类、耐热耐磨合金钢类等三大类铸件,总产量超过10万t。国内汽车铸造厂,有的采用国产铸造生产线:有的采用简易生产线或单机生产;有的采用国外引进铸造生产线生产。一汽集团公司1993年从美国福康公司引进造型用振动台,生产 EPS模的预发泡机和成型机等设备,生产汽车进气管。长沙发动机总厂从意大利引进自动化铸造线生产铝合金气缸体、气缸盖铸件。合肥叉车集团用4段泡沫模片粘结成整体的工艺生产复杂箱体铸件,尺寸精度可达到 CT7-CT8级,产品出口美国。成都成工集团,用8块泡沫模片粘结成整体的工艺生产装载机变速器,铸件质量达320 kg,与砂型铸造比较,毛坯减重15%,成品率达95%以上。消失模工艺近几年在美国有较大的发展,通用汽车公司投资建造了6条消失模铸造生产线,大批量生产铝合金气缸体、气缸盖铸件。今后,该工艺将大量采用快速制模技术和模拟仿真技术,以缩短生产准备周期,实现铸件的快捷生产。未来的发展方向必定是质量好、复杂、精密、寿命长的高档模具。提高该技术的模具材料、成形工艺、涂料技术、工装设备的技术水平,使EPS铸件获得更广阔的发展前景。
(2)熔模精密铸造成形工艺
我国汽车熔模精密铸造技术有了长足的发展,采用近净形技术可以生产出无余量的铸造产品。熔模精密铸造工艺有水玻璃制壳工艺、复合制壳工艺、硅溶胶制壳工艺。汽车产品材料有碳素钢、合金钢、有色合金与球墨铸铁。国外有高合金钢、超合金材料。熔炼设备国内采用普通、快速中频炉;国外采用真空炉、翻转炉、高频炉技术。采用硅溶胶制壳工艺的零件表面粗糙度可达Ra1.6μm、尺寸精度可达CT4级,最小壁厚可达0.5~1.5mm。欧、美、日等国家开始关注精铸件在汽车业的应用与拓展。我国汽车用精铸件的市场需求量也在不断快速增长和发展,2003年精铸件的产量为60万t,产值达到110亿元。东风汽车精密铸造有限公司采用硅溶胶+水玻璃复合型制壳工艺,生产高技术含量、高附加值产品,将原来铸件、锻件、机加工及多件组装结构设计制造成一个整体精密铸件,显著降低了制造成本。
熔模精密铸造成形工艺将来的发展趋势是铸件产品越来越接近零部件产品,传统的精铸件只作为毛坯,已经不适应市场的快速应变。零部件产品的复杂程度和质量档次越来越高,研发手段越来越强,专业化协作开始显现,CAD、CAM、 CAE的应用成为零部件产品开发的主要技术。东风汽车公司、一汽集团公司的精铸企业作为中国精铸行业的领军者,一定能凭强大的研发实力和先进的技术快速发展。
4.3 制芯技术
目前,国内外汽车铸造制芯有3种制芯工艺,在现代汽车铸造中常并行采用的主要工艺有热芯盒制芯、壳芯制芯、冷芯盒制芯等,传统的合脂或油砂制芯已被淘汰。冷芯盒技术工艺有两个特点:一是硬化速度快,初始强度高,生产率高;二是砂芯尺寸精度高,可满足生产薄壁高强度铸件的砂芯。因此,制芯工艺技术有以冷芯盒技术为主的发展趋势。一汽铸造公司、东风汽车铸造厂、上海圣德曼铸造公司、华东泰克西、山西国际铸造公司等均采用冷芯盒制芯技术。当代先进的110L冷芯盒制芯机见图1。
最先进的制芯工艺是结合锁芯(Key Core)和冷芯盒等技术的制芯中心,整个射芯、取芯、修整毛刺、多个芯子定位组合成一体、上涂料、烘干等工序,全部用一台或多台制芯机与机械手自动化完成。国外比较有名的制芯中心生产厂有西班牙LORMENDl公司、德国 Laempe公司和Hottinger公司、意大利的FA公司等。东风汽车铸造厂、一汽铸造公司、上海圣德曼铸造公司、华东泰克西、上海柴油机、洛拖二铁、潍柴、江西五十铃等均采用冷芯盒制芯中心技术。
4.4 铸铁熔炼技术
目前,国内外铸铁熔炼技术有两种主要方式:一是采用大型热风除尘冲天炉与工频保温炉双联熔炼工艺;二是采用中频感应电炉熔炼工艺技术。美国因达公司和彼乐公司生产的中频炉技术开始越来越受到重视,该技术日益成熟,其清洁、环保、节能、高效、安全的优势突出,是今后发展的方向。
因此,铸铁则由过去用工频炉熔炼逐步过渡到用高效省电的中频电炉熔化。一、汽铸造公司、东风汽车公司采用因达公司和彼乐公司生产的中频炉和保温炉技术,已经开发应用球化剂、孕育剂、蠕化剂和其他各种添加剂产品,形成商品化、标准化、规格化、系列化。铸铁孕育多用带光电控制的随流孕育机。新开发出的喂丝球化方法及其与
现代化检测技术相结合的SINTER CASTZ艺是铸铁球化及蠕化处理的一种很有优势的工艺,应用者日益增多。国外金属炉料经过破碎、净化、称量,大大提高熔化效率和铁水质量。国内的天津丰田、天津勤美达、苏州勤美达等铸造厂已对炉料采用破碎处理工艺。
4.5 铝合金气缸体、气缸盖压铸成形技术
铝合金是汽车上应用最快和最广的轻金属,因为铝合金本身的性能已经达到质量轻、强度高、耐腐蚀的要求。最初,铝合金仅用于一些不受冲击的部件。后来,通过强化合金元素,铝合金的强度大大提高,由于质轻、散热性好等特性,可以满足发动机活塞、气缸体、气缸盖在恶劣环境下工作的要求。铝合金气缸体、气缸盖压铸成形核心技术可以提高净化、精炼、细化、变质等材质质量控制,使得铝铸件质量达到一致性和稳定性。随着我国汽车业的发展,特别是家用轿车的快速增加和汽车零部件出口量的增大,汽车铝铸件将有很大的增长。我国2003年铸件总产量为1 987万t,其中铝镁合金为117万t,占总产量的5.8%。丰田汽车希望在近两年将铝制气缸体由现在的35%提高到50%。日产汽车计划在2010年以前,70%的汽油机轿车的气缸体采用铝制材料,近100%的气缸盖及变速器壳体采用铝制材料。本田汽车公司早在1994年,将汽油发动机气缸体全部换成铝制气缸体。铝合金气缸体、气缸盖等有色金属则多采用压铸(包括真空压铸)、低压压铸、高压压铸、金属型重力铸造以及很有发展前途的半固态压铸成形技术。东风本田发动机公司、东风日产发动机分公司铝压铸车间采用2500t压铸机生产铝气缸体,并实现了国产化。铝气缸盖成形工艺主要有两种,一是以欧美为代表的重力铸造成形工艺,上海皮尔博格、南京泰克西等公司选用意大利法塔公司重力铸造机生产铝气缸盖;二是以日韩为代表的低压铸造成形工艺,东风日产发动机分公司铝压铸车间、广东肇庆铸造公司、天津丰田铸造公司都选用日本新东等公司的低压铸造机生产铝气缸盖。
4.6 镁合金成形技术
镁合金的比强度和比刚度高i优于钢和铝合金,远大于工程塑料。镁合金还具有耐高温、抗腐蚀和抗蠕变性能。镁是目前汽车工业中应用的最轻的金属,它比铝轻1/3,比钢铁轻3/4,比非金属的塑料还轻1/5。因此,镁合金是汽车减轻质量的理想材料,镁合金压铸件可以代替一些复杂的结构件,如仪表板骨架几十个钢部件经冲压、焊接而成,一质量约10 kg,若改为镁合金压铸件,一次压铸成形,质量仅为4 kg,生产成本大大降低。随着、镁合金新材料的不断开发和加工技术的完善,镁合金在汽车市场中将不断拓宽和持续稳定增长。镁合金生产以压铸为主的成形技术,一直是汽车工业关注的焦点,镁合金压铸件需求量占到汽车工业对镁合金需求量的80%,汽车用镁合金压铸材料,除满足耐高温和抗蠕变性能外,还必须充分考虑设计、加工、表面处理及相关压铸成形工艺。由于压铸镁合金有可铸造性的突出优势.铸造壁厚可以达到1~1.5 mm,拔模斜度1°-2°尽管镁合金铸造的重点仍放在压力压铸方面,但仍面临压铸镁合金的性能与成本问题。因此,一种新型工艺——镁合金的半固态加工技术出现。该技术工艺已经主要用于生产一体化的镁、铝合金铸件。国外镁合金在汽车上应用前景广阔,欧、美国家镁合金压铸件产量以每年25%的速度增长。 Audi A6轿车变速器壳体为镁合金压铸件,质量仅为14.2 kg,奥迪公司最早将镁铸件用于仪表板骨架。福特汽车公司用镁合金生产座椅骨架,取代钢制骨架,使座椅质量从4 kg减为1 kg。福特公司正在研究用镁合金生产气缸体。日本三菱公司与澳大利亚科技部合作开发一种质量仅为7.5 kg的超轻质量的镁合金发动机。宝马公司直列六缸镁合金气缸体已经批量投产。美国通用生产镁压铸件进气岐管。雷诺公司已生产出镁合金车轮铸件。东风汽车铸造厂已经批量生产镁合金压铸件,目前东风汽车公司和一汽铸造公司正在开发承担国家科技部的重点科技攻关项目、,如变速器壳、齿轮室罩盖、气门室罩盖、转向盘骨架等镁合金压铸件。上海乾通汽车附件有限公司率先生产出轿车镁合金变速器外壳压铸件。近几年,国内还相继建立了一些大型的外资镁压铸企业,如上海镁镁、苏州GF等公司。
4.7 半固态压铸成形技术
半固态技术发源于美国,在美国这一技术已经基本成熟并处于全球领先地位。此技术被称之为21世纪最有前途的材料成形技术。Alumax公司率先将该技术转化为生产力,生产的铝合金汽车制动总泵体毛坯尺寸接近零件尺寸,加工量占铸件质量的13%,同样的金属型铸件的加工余量则占铸件质量的40%。20世纪80年代以来,欧洲等国在半固态应用方面作了大量研究和应用工作。意大利是半固态加工技术应用最早的国家之一,Stampal-saa公司用该技术为 Ford汽车公司生产齿轮箱盖和摇臂零件。目前,日本的Speed Star Wheel公司已经利用该技术生产重约5 kg的铝合金轮毂铸件。我国半固态金属加工技术起步较晚,始于20世纪70年代后期。与国外相比,我国在半固态金属成形技术领域的研究还很落后。就目前我国的研究现状来看,该技术发展动向是金属触变成形技术已经基本成熟,而流变成形技术的发展缓慢。因此,今后将有更多的研究人员转向流变成形理论和应用方面的研究。目前,半固态金属成形技术主要应用于铝、镁、铅等低熔点金属的成形,对高熔点黑色金属的应用较少,这是今后研究的方向。目前,国内外学者已经开发出了半固态成形过程数值模拟软件,但是还有不足,需要加强应用计算机技术。
4.8 铸铁材质
(1)薄壁高强度灰铸铁件技术
我国2003年铸件总产量为1987万t,其中灰铸铁件为1049万t,占总产量的53%。灰铸铁件在汽车上的大量应用是由于该材料具有较低的成本和良好的铸造性能优势。随着汽车技术轻量化要求,灰铸铁的增长和发展将受到一定的影响,因此其发展趋势是加强薄壁高强度气缸体、气缸盖铸件技术的开发与应用。薄壁高强度气缸体、气缸盖铸件技术的难点是使最薄壁厚仅为3-5 mm的本体断面硬度差<40HBS,组织细密均匀。轿车气缸体和大功率柴油机气缸体、气缸盖铸件的硬度、珠光体量、碳化物含量、石墨形态等金相组织的技术要求高。如大功率柴油机气缸体、气缸盖要求本体硬度分别为1 70~228 HBS、179~235HBS,强度和尺寸要求高,表面粗糙度Ra<50 pm。灰铸铁的材质牌号在不断提高,HT300已用于气缸体、气缸盖的生产,有的产品可能要达到HT350。国内汽车铸造厂在材料工艺、熔炼工艺、造型工艺、制芯工艺、模具制造工艺、检测技术等方面作了大量工作,并将这些技术应用在轿车气缸体和大功率柴油机气缸体、气缸盖等铸件上。
(2)蠕墨铸铁技术
蠕墨铸铁具有球墨铸铁的强度,与灰铸铁相比又有类似的防振、导热能力及铸造性能.有好的塑性和耐热疲劳性能,可以解决大功率气缸盖的热疲劳裂纹问题。铁素体机体蠕铁的工作温度可达到700℃;高硅钼蠕铁的工作温度可达870℃。蠕墨铸铁不会取代球墨铸铁,也不会取代灰铸铁。蠕墨铸铁广泛应用的巨大潜在市场是汽车业,其主要产品则是发动机气缸体和大功率柴油机气缸盖。随着汽车轻量化和比功率(功率/排量)的提高,气缸体和气缸盖的工作温度越来越高,许多部位的工作温度超过200℃,在此温度下,铝合金的强度大幅度下降,而蠕铁则具有很大的优势。它将成为唯一能满足技术、环保和性能要求的先进的汽车发动机材料。因为蠕墨铸铁具有强度高、壁薄的特点,可以减轻质量。欧宝公司的研究表明,同样功率的发动机气缸体如果采用蠕铁,壁厚可以由原来的7 mm减为3 mm,铸件质量可减轻25%。
蠕墨铸铁的蠕化处理范围很窄,核心技术是采用合适的生产技术与相应的蠕化剂。国外宝马汽车公司、戴姆勒一克莱斯勒汽车公司、达夫公司的发动机气缸体用蠕墨铸铁生产。福特(Ford)公司与辛特(Sinter)合作,于1999年在巴西每年生产10万件气缸体。德国Halberg铸造厂,从1 991年开始为奥迪生产V8蠕铁气缸体,壁厚3.5 mm,147 kW的气缸体质量仅74 kg。东风汽车公司铸造厂,于1 984年5月正式在流水线上批量生产蠕墨铸铁排气管,成为我国第一家在流水线上批量生产蠕墨铸铁件的工厂。在20世纪90年代初,又先后成功开发了蠕铁变速器壳体和上海大众桑塔纳轿车排气管。一汽铸造公司无锡柴油机分公司于20世纪80年{BANNED}始大批量生产蠕铁气缸盖。上海圣德曼铸造有限公司为上海大众生产中硅钼蠕铁排气管。
(3)球墨铸铁技术
球墨铸铁由于具有高强度、高韧性和低价格.所以在汽车市场上仍有很大发展。我国球铁产量也在持续增长,2003年产量占总产量的24%,同时制定许多球铁标准,研究开发了适应球铁在流水线上大量生产的先进工艺,如摇包、气动脱硫,型内、盖包球化,多种瞬时孕育,音频、超声、热分析检测技术。当前,在工业发达国家中,球墨铸铁件的产量在铸件总产量中占25%以上,美国2003年球铁产量占铸件总产量的33%。汽车铸造业球铁产品技术工艺的发展趋势有以下4个方面。
一是铸态珠光体、高强度(QT700-2、QT740-3)的载货车和轿车曲轴,铸态铁素体、高伸长率(QT400—18、QT440-10)的汽车排气管和桥壳底盘类铸件。更高牌号QT800-2、QT900-2也在开发应用之中。
二是保安类铸件,铸态生产轿车转向节的材质技术条件十分严格,要求铸件零缺陷,100%的无损检测,目前已有3项自动检测技术用于生产。
三是耐热球铁件,即高硅钼、中硅钼、高镍球铁,该材质生产的排气管件,有很好的抗高温性能:目前国内汽车公司铸造厂已经生产出铸态中硅钼铁素体球铁排气管件。
四是奥贝球铁,该材料特有的材质性能成为铸造业的焦点,这是一种很有开发应用潜力的材料,主要用于生产曲轴等产品。
除上述外,汽车铸造厂已经生产出铸态球铁冷激凸轮轴。
4.9 铸造过程计算机应用技术
随着汽车铸造技术的快速发展,为缩短铸件生产准备周期和降低新产品开发的风险,采用快速原型技术、计算机仿真模拟、三维建模、数控技术的应用越来越广。快速原型技术在铸造生产中的应用有了很大的发展。它除了应用开发新产品试制用的模具及熔模铸造的蜡模外,还可以制做酚醛树脂壳型、壳芯,可以直接用来装配成砂型。国外公司在接到客户提供三维CAD数据后,根据不同的产品结构,最快可在3周时间内为客户提供铸件。模拟造型过程正在成为国际汽车铸造关注的前沿领域之一,清华大学、日本新东工业等对湿型砂紧实过程进行模拟。值得注意的是,德国亚琛工业大学、清华大学正在对射芯过程进行数据模拟。国内汽车铸造业CAD-CAM-CAE一体化设计开发得到充分应用,特别是CAE凝固模拟虚拟技术,应用Magma、华铸软件对新产品的铸件充型、凝固的温度场和流动场模拟分析处理,预测和分析铸件的缺陷。铸造专家系统得到进一步应用,如型砂质量管理、铸造缺陷分析、压铸工艺参数设计及缺陷诊断。
4.10 铸造检测技术
铸造检测技术是保证铸件质量的关键手段。铸件尺寸检查,有常用的检查卡具、卡板,有专用的检测夹具。对于气缸体、气缸盖等复杂件,采用三坐标仪自动测量铸件尺寸和超声波仪检测铸件的壁厚。无损检测技术的应用越来越广,对重要件时常采用荧光磁粉检测表面裂纹;采用超声波或音频检测球铁的球化率;采用涡流检测铸件的基体组织(珠光体含量)。为满足重要件的检测要求,可将上述3项检测仪器组合成一条自动检测线。采用X射线检测铸件内部的缩孔与缩松缺陷,日本本田对球铁转向节铸件100%用X射线探伤:采用工业内窥镜检测铸件内腔质量,气密性渗漏检测。化学成分检测,真空直读光谱仪和碳硫测定仪在炉前、炉后铁水质量上得到普遍应用.微量元素和气体元素N、O、H的分析得到重视:炉前快速热分析得到推广应用,快速预报铸铁的碳硅当量、孕育效果、基体组织和力学性能。
4.11 绿色铸造技术
“绿色铸造”是使铸造产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理整个产品的生命周期中,对环境的负面影响最小,资源效率最高。铸造行业历来被认为是高能耗、高污染的行业,要不断开发新的节能、清洁、低排放、低污染的铸造材料以投入生产使用。对于树脂,要想办法降低游离甲醛和游离酚等有害物质的含量;逐步加大冷芯盒技术应用,以减少树脂砂对环境的影响,实现达标排放:降低热芯盒、壳芯砂的固化温度,制芯工艺由热芯盒法向温芯盒法转变,以节约能源。我国汽车铸造厂每年消耗新砂近千万吨,旧砂排放的污染,以及新砂资源大量的耗费,不堪重负,因此旧砂的再生利用技术势在必行。先进工业国家废砂排放量降到10%以下,在欧洲、日本等地区旧砂的再生利用技术得到广泛应用。哈尔滨东安汽车发动机公司引进意大利的热法再生设备,已在生产中应用。一汽铸造公司引进日本技术,热法再生和机械再生结合,处理芯砂和型、芯砂混合砂已在生产中得到应用。目前,东风汽车公司也正在加速旧砂再生技术开发应用工作。加大废钢及回炉料的利用,以减少新生铁和铝资源的耗费。汽车铸造业面向循环经济的铸造技术,要以循环经济3R为行业准则,即以减量化(Reduce)、再利用(Reuse)、再循环(Recycle)来开展工作。
5. 我国汽车铸造业面临的问题
我国汽车铸造业在经过“计划经济”转入“市场经济”的过程中,经历了起步、稳定、发展、成熟4个阶段,取得了令世人瞩目的成绩。但是,我们必须清醒地认识汽车铸造业的历史重任及与发达国家的现实差距,牢牢把握国内外铸造技术的发展趋势,适时适宜地采用先进的铸造技术,实施铸造业的可持续发展战略,目前汽车铸造业主要有以下问题。
铸造企业平均规模与经济规模和国外比有较大差距。我国的铸件产量虽然已经连续5年位居世界首位,有一批产量较高的大中型企业,但大多数铸造企业规模偏小。就整个铸造行业而言.其现状仍然是厂点散(铸造厂点达2万多个),从业人员多(达120万人之多),效益低下(厂均铸件仅为500 t/年),只相当于美、日、德、法、意等工业发达国家的1/9-1/4。
铸造企业整体技术装备水平和国外比有较大差距。企业间技术装备水平差距较大,少数企业的个别生产车间的技术装备水平,已接近或达到国际先进水平,但是整体水平不高。据统计,我国已从国外进口自动造型线210多条,还有国产造型生产线250多条,这些生产线主要集中在汽车内燃机件的大批量生产企业中。
我国铸造行业节能减排现状
我国铸件产量已经连续10年位居世界第一,是世界铸造大国,但不是铸造强国,铸造行业的技术水平低、能耗高、污染排放严重。目前,我国铸造行业的能源消耗占机械工业能耗的25-30%,能源利用率仅为17%。铸造生产综合能耗是国外发达国家的2倍。以单位万元的GDP能耗作为衡量,机械制造业的万元GDP能耗为0.18tce/万无(ce,标准煤),而铸造行业约为0.8tce/万元,是整个机械制造业的4.4倍。铸造行业的污染排放也相当严重,以2006年为例,我国共生产铸件2800万吨,排放污染总量约为:粉尘150万吨,废气300亿-600亿平方米,废砂3000万砘,废渣900万吨。我国每生产1吨合格铸件,大约要排放粉尘50KG,废气1000-2000平方米,废砂约1吨,废渣0.3吨,单位产品三废排放量是工业发达国家的10倍。
上述数据显示我国铸造行业的生产工艺落后、生产设备差,铸件质量差、废品率高、后续加工量大等是造成高能耗、高污染排放的根本原因。
铸造行业一直是基础行业。个人觉得,这是无可替代的。
产能和能耗,需要极专业的人才能回答,。建议去国家统计局的网站找一下。
还有热处理、锻打,都从机械制造专业的大学专业中淘汰啦,哈哈
机械铸造行业现状
我国铸造厂点多达2万多个,铸造行业从业人员达120万之多。“长三角”地区的铸件产量占全国的1\/3,该地区主要以民营企业为主,汽车和汽车零部件行业的发展有力地拉动了铸造行业的发展。万丰奥特是亚洲最大的铝合金车轮企业,年产值超过10亿元,出口额达6 000美元。昆山富士和机械有限公司生产汽车发动机和制动系统的铸件,年...
中国铸造行业的现状怎么样
我国作为铸造大国,铸造行业已发展较为成熟,近年来全国铸件总产量保持震荡上行趋势。据中国铸造协会统计数据显示,2020年,各类铸件总产量5195万吨,同比增长6.6%,总产量规模首次突破5000万吨。灰铸铁件及球墨铸铁件供给远超其他 具体到各类铸件产品来看,目前,我国铸造行业主要以生产灰铸铁件以及球墨铸铁...
铸造行业前景如何?
随着时代的发展和进步,铸造业也是发生了翻天覆地的变化。据《中国铸造机械行业市场前瞻与投资规划分析报告》显示,在“十二五”期间中国铸件产量增速趋于稳定,步入稳定发展阶段,这就显示了我国的铸造业在近年来发展较为良好,呈现增长趋势。同时,在我国加快推进“中国制造2025”和“互联网+”的计划的进程...
铸造企业的现状到底是什么样的
1、铸造企业过多,平均规模小,工艺水平落后,由此引起的劳动生产率低、产品质量低下、污染治理难度大、事故频发和恶性竞争等一系统的问题。2、铸件质量较低,我国铸件质量虽有较大提高,但大多数铸造企业铸件废品率仍成倍高于发达国家(2%~3%)的水平。一些质量要求特别高的关键铸件我国还生产不了,要依...
现代机械制造业的发展情况怎样?
2022年,中国工程机械行业国际市场竞争优势继续提升,出口额大幅度增长。全年出口额在2021年创纪录的340亿美元基础上,再次创新纪录,达到443.02亿美元。出口额净增在上年超过130亿美元的基础上再次净增102.8亿美元,两年净增额达233.4亿美元。中国工程机械行业需求现状 1、工程机械产品销量:2022年销量近...
大家千万别学铸造专业,这个专业环境最差,最累,最没前景,尤其是砂型铸 ...
铸造的工作环境比矿山尤其是煤矿要好些,我干了一辈子铸造,我知道铸造比其它的制造业的环境是热、脏、累、险。尤其是一线的工人很辛苦,他们都是社会的底层,没有人际关系,只能靠出力吃苦换取微薄的生活来源。在发达国家工作环境不好,会有高工资,但是中国不行,由于劳动力资源过剩,再坏的工作总有人...
应流集团发展现状
展现出其在行业内的领先地位。这次评选活动由行业协会和《铸造技术》杂志社共同举办,旨在提升“中国铸造”的国际影响力,展现行业风貌,并公正客观地评价近年来企业的迅猛发展。经过严格评审,应流集团凭借其优异的表现,证明了其在铸造行业的核心竞争力和市场地位。
铸造的趋势
铸造业的发展,铸造是现代机械制造工业的基础工艺之一,因此铸造业的发展标志着一个国家的生产实力。据2008年统计,我国年产铸件3350万吨,是世界铸造第一大国。随着我国铸造产业的不断发展,国内铸造产业将打造“四有”创新企业,即有创新思想、创新计划、创新的制度和体系以及创新的工作方式。而在转型升级方面,则要打造具...
铸造与机械如何?
如果你是学机械的,如果在生产厂,一开始有两个方向,一是设备管理维护,一般厂里的设备技术人员会分成机械和电器两批来管理设备,但也有两方面都需要同时兼顾的,比如我们厂,这个方向发展的技术人员一般在工作3-5年后开始走俏,经验丰富的设备管理人员哪个企业都争着要,特别是铸造这种特种设备,比较复杂...
铸造企业属于机械行业低端低效吗
铸造企业属于机械行业低端低效。铸造是机械行业的基础。铸造行业力争在国际上变强而不是单一的依靠产量。同时将绿色铸造作为发展的重点,以低碳环保为铸造业的发展宗旨。而电子商务的普及也将传统的铸造业融入到了互联网的世界,国际铸业网的成功也标志着国内铸造业开始翻开了新的一页。
杨顾穿心: 我国铸造行业节能减排现状 我国铸件产量已经连续10年位居世界第一,是世界铸造大国,但不是铸造强国,铸造行业的技术水平低、能耗高、污染排放严重.目前,我国铸造行业的能源消耗占机械工业能耗的25-30%,能源利用率仅为17%.铸...
丹江口市18159708522: 小型铸造行业的现状 - ?
杨顾穿心: 因为机械行业的利润还是有点可观的? 我不认为,现在我国机械行业发展缓慢,大部分是没技术的劳动密集生产,规模化生产要么被大的国有机械厂占有,要么被沿海中外合资企业占有,建议你朋友先找销路,再开厂,反正近期我不看好中国的制造及周边产业, 虽然前景很好,但是现在这样的市场我觉得小厂子只能在大厂子不愿意干的缝隙里求生存.
丹江口市18159708522: 铸造行业现状、任务与发展趋势怎么样 - ?
杨顾穿心: 我国铸造企业数量比世界其他国家铸造企业的总和还要多,但企业的平均产量远低于发达国家,甚至低于一些发展中国家.目前这种状态正在渐渐改善,我国铸造企业的平均规模正逐步增大.一下也说不清楚的,你直接去杭州金乌铸造科技有限公司看看吧,是一家致力于提供高质量铸件的成套技术装备解决方案的高科技公司. 希望可以帮助到你
丹江口市18159708522: 铸造行业现在怎么样?铸造行业前景怎么样??
杨顾穿心: 铸造业在制造业来讲所占份额较大,当然蛋糕大了吃的人也较多,但这块蛋糕一直不是好吃,如果没有较高的资金投入和技术力量很难在竞争中占住脚. 如果是大型铸造企业,比如说国有的利润率很低,因为税费太高,环保要求,社保要求,国...
丹江口市18159708522: 铸造产业近年在国内的发展情况是不是很乐观? - ?
杨顾穿心: 是否乐观开全国铸造协会时,你们代表应该有数的哦!打开新闻搜铸造,只有好的,没有坏的.实际上从经济方面看某些钢铁企业,是严重亏损的.
丹江口市18159708522: 铸造业的发展前景 - ?
杨顾穿心: 市场在扩大,人员在萎缩.环境太苦了,年轻人的都不干,现在的都是老一辈在苦苦支撑的.由于没有生力军,现在砂型铸造发展很缓慢,消失模和压铸还行.
丹江口市18159708522: 前辈们铸造行业如何? - ?
杨顾穿心: 铸造行业博大精深,目前很快将要体现出来人才断档,对于铸造行业的人才来说也许是个机遇.但是目前铸造行业现状是水平仍然低下,工作环境依然脏乱差,工资待遇较低,工作单位对铸造人才要求较高...
丹江口市18159708522: 铸造专业就业前景及待遇 - ?
杨顾穿心: 铸造专业是个比较脏的 行业,很多年轻人呆不了多长时间就会走.但这也是经验占优势的行业 ,出问题,没有实际生产经验的人一般解决不了,比较说缩松、缩孔,铸造缺陷等,是成分中什么合金造成的还是模具本身的问题就需要大量的实践.现在铸造行业人员比较缺,就河北工大等几个院校有,国内铸造人才工资还是可以的,尤其对各种工艺造型等掌握 后,就是国内的一流专家了!
丹江口市18159708522: 小铸造厂前景怎么样? - ?
杨顾穿心: 我国铸造行业未来将迎来较大发展前景 经过多年来的快速发展,我国已经成为全球制造业的中心和五金铸造模具业的制造大国.虽然我国五金铸造模具业市场兴旺发达,然而,在质量、粗糙度、精度还是结构等方面都与国际一流产品有着较大的...
丹江口市18159708522: 有谁懂铸造行业 - ?
杨顾穿心: 中国铸造行业现状、任务与发展趋势 一、铸造行业十年十大成就1.铸件产量连续11年居世界首位 2010年我国铸件总产量已达3960万吨,产值超过4000亿元,铸造厂点约3万家,从业人员约200万人. 2.铸件进出口企稳回升 我国每年铸件出口...