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我国铸造技术发展趋势

作者:温州互利模具有限公司  来源:http://www.wzhulimj.com  更新时间:2015-12-14 17:41:33  点击次数:

我国铸造技术发展趋势

  总体上,我国铸造领域的学术研究并不落后,很多研究成果居国际先进水平,但转化为现实生产力的少。国内铸造生产技术水平高的仅限于少数骨干企业,行业整体技术水平落后,铸件质量低,材料、能源消耗高,经济效益差,劳动条件恶劣,污染严重。具体表现在,样子容貌仍以手工或简单机械进行模具加工;
  铸造原辅材料生产供给的社会化、专业化、商品化差距大,在品种质量等方面远不能满足新工艺新技术发展的需要;铸造合金材料的生产水平、质量低;生产治理落后;工艺设计多凭个人经验,计算机技术应用少;铸造技术装备等基础条件差;生产过程手工操纵比例高,现场工人技术素质低;仅少数大型汽车、内燃机团体铸造厂采用先进的造型制芯工艺,大多铸造企业仍用震压造型机甚至手工造型,制芯以桐油、合脂和粘土等粘结剂砂为主。大多熔模铸造厂以水玻璃制壳为主;
  低压铸造只能生产非铁或铸铁中小件,不能生产铸钢件;用EPC技术稳定投进生产的仅限于排气管、壳体等铸件,生产率在30型/小时以下,铸件尺寸精度和表面粗糙度水平低;固然建成了较完整的铸造行业标准体系,但多数企业被动执行标准,企业标准多低于GB(国标)和ISO(国际标准),有的企业废品率高达30%;质量和市场意识不强,仅少数专业化铸造企业通过了ISO9000认证。结合铸造企业特点的质量治理研究十分薄弱。
  近年开发推广了一些先进熔炼设备,进步了金属液温度和综合质量,如外热式热风冲天炉开始应用,但为数少,使用铸造焦的仅占1%。一些铸造非铁合金厂仍使用燃油、焦炭坩埚炉等落后熔炼技术。冲天炉-电炉双联工艺仅在少数批量生产的流水线上得以应用。少数大、中型电弧炉采用超高功率(600-700kVA/t)技术。
  开始引进AOD、VOD等精炼设备和技术,进步了高级合金铸钢的内在质量。重要工程用的超低碳高强韧马氏体不锈钢,采用精炼技术进步钢液纯净度,性能改善。0Cr16Ni5Mo、Cr13Ni5Mo铸造马氏体不锈钢在保持原有韧性基础上,屈强比由0.70-0.75进步到0.85-0.90,强度进步30%-60%,硬度进步20%-50%。
  广泛应用国内富有稀土资源,如稀土镁处理的球墨铸铁在汽车、柴油机等产品上应用;稀土中碳低合金铸钢、稀土耐热钢在机械和冶金设备中得到应用;初步形成国产系列孕育剂、球化剂和蠕化剂,推动了铸铁件质量进步。
  高强度、高弹性模量灰铸铁用于机床铸件,高强度薄壁灰铸铁件铸造技术的应用,使最薄壁厚达4-6mm的缸体、缸盖铸件本体断面硬度差小于HB30,组织均匀致密。灰铸铁表面激光强化技术用于生产。人工智能技术在灰铸铁性能猜测中应用。蠕墨铸铁已在汽车排气管和大马力柴油机缸盖上应用,汽车排气管使用寿命进步4~5倍。钒钛耐磨铸铁在机床导轨、缸套和活塞环上应用,寿命进步1-2倍。高、中、低铬耐磨铸铁在磨球、衬板、杂质泵、双金属复合轧辊上使用,寿命进步。应用过滤技术于缸体、缸盖等高强度薄壁铸件流水线生产中,减少了夹渣、气孔缺陷,改善了铸件内在质量。
 国产水平连铸生产线投进市场,可生产Φ30-250mm圆形及相应尺寸的方形、矩形或异形截面的灰铸铁及球墨铸铁型材。与砂型比,性能进步1-2个牌号,铁液利用率进步到95%以上,节能30%,节材30-50%,毛坯加工合格率达95%以上。
  铸铁管行业引进23套Φ1000mm以下的中型球墨铸铁管离心铸造成套设备,其中20套目前正在正常生产。此外,用我国自行研制的球墨铸铁管离心铸造设备生产了Φ2600mm铸管,其中正常批量生产的铸管管径达到2200mm,而且我国自行研制的铸管离心铸造设备管径已可达到3000mm。
金属基复合材料研究有进步,短纤维、外加颗粒增强、原位颗粒增强研究都有成果,但较少实现产业应用。
  某些重点行业的骨干铸造厂采用了直读光谱仪和热分析仪,炉前有效控制了金属液成分,采用超声波等检测方法控制铸件质量。
  环保执法力度日渐加强,迫使铸造业开始重视环保技术。沈阳铸造研究所等开发了大排距双层送风冲天炉和冲天炉除湿送风技术;我国初建铸造焦生产基地,形成批量规模。铸造尘毒治理、污水净化、废渣利用等取得系列成果,并开发出多种铸造环保设备(如震动落砂机除尘罩、移动式吸尘器、烟尘净化装置、污水净化循环回用系统,铸造旧砂干湿法再生技术及设备、铸造废砂炉渣废塑料制作复合材料技术和设备等)。
  商品化CAE软件已上市。一些大中型铸造企业开始在熔炼方面用计算机技术,控制金属液成分、温度及生产率等。成都科技大学研制成砂处理在线控制系统,清华大学等开发了计算机辅助砂型控制系统软件,华中科技大学成功开发商品化铸造CAE软件。
  铸造业互联网发展快速,部分铸造企业网上电子商务活动活跃,如一些铸造模具厂实现了异地设计和远程制造。
  铸造专家系统研究固然起步晚,但进步快。先后推出了型砂质量治理专家系统、铸造缺陷分析专家系统、自硬砂质量分析专家系统、压铸工艺参数设计及缺陷诊断专家系统等。机械手、机器人在落砂、铸件清理、压铸及熔模铸造生产中开始应用。
  铸造合金材料
 以强韧化、轻量化、精密化、高效化为目标,开发铸铁新材料;重点研制奥贝球墨铸铁(ADI)热处理设备,尽快制定国家标准,推广奥贝球墨铸铁新技术(如中断热落砂法、中断正火法等);开发薄壁高强度灰铸铁件制造技术、铸铁复合材料制造技术(如原位增强颗粒铁基复合材料制备技术等)、铸铁件表面或局部强化技术(如表面激光强化技术等)。
  研制耐磨、耐蚀、耐热特种合金新材料;开发铸造合金钢新品种(如含氮不锈钢等性能价格比高的铸钢材料),进步材质性能、利用率、降低本钱、缩短生产周期。
  开发优质铝合金材料,特别是铝基复合材料。研究铝合金中合金化元素的作用原理及铝合金强化途径。研究降低合金中Fe 、Si、Zn含量,进步合金强韧性的方法及合金热处理强化的途径。
  研究力学性能更好的锌合金成分、变质处理和热处理技术;开发镁合金、高锌铝合金及玄色金属等新型压铸合金。
  开发铸造复合新材料,如金属基复合材料、母材基体材料和增强强化组分材料;加强颗粒、短纤维、晶须非连续增强金属基复合材料、原位铸造金属基复合材料研究;开发金属基复合材料后续加工技术;开发降低生产本钱、材料再利用和减少环境污染的技术;拓展铸造钛合金应用领域、降低铸件本钱。
  开展铸造合金成分的计算机优化设计,重点模拟设计性能优异的铸造合金,实现成分、组织与性能的最佳匹配。
我国铸造技术发展趋势
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