我国铸造业发展优势分析

　　在模具的价格和制造周期上，国外模具价格一般是国内模具的5~10倍，制造周期是2~3倍(一般把模具的调试时间也算在制造周期之内)，在这两方面应该说国内模具企业还是具有一定竞争优势的。
　　在铸造模具的设计与制造技术方面，中国虽然是铸造大国，但远非铸造强国，国际模协秘书长罗百辉表示，我国铸造工艺水平、铸件质量、技术经济指标等较之先进国家还有差距。铸造工艺方法以砂型铸造为主，其中手工、半机械化造型仍占很大比例。中国的汽车工业正在成长过程中，为了减轻汽车重量，轿车的铝、镁轻金属用量将进一步增长，这就对压铸件提出了更高的质量要求。
　　由于汽车、摩托车业的快速发展，极大地推进了中国铸造模具业的发展，同时随着合资和独资企业的介入，国外先进的模具设备和制造技术的引进，促使国产铸造模具设计和制造技术水平逐步提高，一些企业已经具备设计和制造精密模具的能力，如一汽铸造有限公司铸造模具厂设计制造的一套3400t压铸机用的压铸模具，总重达33.5t，是目前国产压铸模中最大的模具。近年来，铸造模具业在设计和制造方面的主要变化有：
　　(1)模具企业的生产技术水平提高，高新技术在模具的设计和制造中的应用，已成为快速制造优质模具的有力保证。CAD/CAM/CAE的应用，显示了用信息技术带动和提升模具工业的优越性，CAD/CAM/CAE已成为模具企业普遍应用的技术。CAD/CAM一体化技术已在铸造模具业中广泛使用，目前二维设计使用的软件主要是autoCAD，三维设计使用的软件比较多，主要有pro/e、ug、Cimatron等。
　　目前一汽铸造模具厂的3D设计已达到95%以上，在三维设计后使用三维虚拟装配检测技术对装配干涉进行检查，保证了模具设计质量，确保了设计和工艺的合理性。三维数据经过CAM软件编辑，nc代码直接传输到数控设备上进行模具加工。数控机床的普遍应用，保证了模具零件的加工精度和质量，大大提高了模具的准确率和生产效率。CAE技术也在逐步运用到实际设计、生产中，运用CAE技术模拟金属的充填过程、分析冷却过程、预测成形过程中可能发生的缺陷以及产品开发前期的凝固模拟，大大优化了工艺设计，缩短了试验时间。一汽铸造有限公司铸造模具厂在一些大型复杂模具，如发动机缸体、缸盖、变速箱壳体模具的设计中已经开始应用CAE技术对流场、温度场进行模拟分析，工艺成品率得到极大提高。
　　(2)铣削加工是型腔模具加工的重要手段。高速加工(highspeed machining,简称hsm)是以高切削速度、高进给速度和高加工质量为主要特徵的加工技术，具有工件温升低、切削力小、加工平稳、加工质量好、加工效率高(为普通铣削加工的5~10倍)及可加工硬材料(可达60hrc)等诸多优点，因而在模具加工中日益受到重视。高速加工技术引入模具工业，提高了模具精度，大大缩模具制造时间。研究表明，对于一般复杂程度的模具，hsm加工时间可减少30%以上。
　　目前，模具企业为了缩短制模周期、提高巿场竞争力，采用高速切削加工技术越来越多。hsm一般主要用于大、中型模具加工，如汽车覆盖件模具、压铸模、大型塑料模具等曲面加工，其曲面加工精度可达0.01mm。在生产中采用数控高速铣削技术，可大大缩短制模时间。经高速铣削精加工后的模具型面，仅需略加抛光便可使用，节省了大量修磨、抛光时间。因此，罗百辉认为增加数控高速铣床，是模具企业设备投资的重点之一。
　　(3)电火花加工在铸造模具制造中是不可缺少的工艺方法。电火花加工对于淬火后的深、小型腔的加工仍是有效的方案。日本沙迪克公司的直线电动机伺服驱动的数控电火花成型机床具有驱动反应快、传动及定位精度高、热变形小等优点。瑞士夏米尔公司的电火花成型机具有的p-e3自适应控制系统、pce能量控制系统及自动编程专家系统，在铸造模具制造中有其不可替代的作用。
　　(4)精密、复杂、大型模具的发展，对检测设备的要求越来越高。现在精密模具的精度已达2~3μm，铸造模具的精度要求也达到10~20μm。目前国内厂家使用较多的检测设备有意大利、美国、德国等具有数字化扫描功能的三坐标测量机。如一汽铸造有限公司铸造模具设备厂拥有德国生产的1600mm×1200mm三坐标测量机，具有数字化扫描功能，可以实现从测量实物到建立数学模型，输出nc代码，最终实现模具制造的全过程，成功地实现逆向工程技术在模具制造中的开发和应用。这方面的设备还包括：英国雷尼绍公司的高速扫描仪(cyclonseries2)，该扫描仪可实现激光测头和接触式测头优势互补，激光扫描精度为0.05mm，接触式测头扫描精度达0.02mm。
　　利用逆向工程制作模具，具有制作周期短、精度高、一致性好及价格低等许多优点。
　　(5)快速原型制造铸造模具已进入实用阶段，lom、SLS等方法应用的可靠性和技术指标已经达到国外同类产品水平。
　　(6)模具毛坯快速制造技术。主要有干砂实型铸造、负压实型铸造、树脂砂实型铸造等技术。
　　(7)用户要求模具交付期越来越短、模具价格越来越低。为了保证按期交货，有效地管理和控制成本已成为模具企业生存和发展的主要因素。采用先进的管理信息系统，实现集成化管理，对于模具企业，特别是规模较大的模具企业，已是一项极待解决的任务。如一汽铸造模具厂基本上实现了计算机网络管理，从生产计划、工艺制定，到质检、库存、统计、核算等，普遍使用了计算机管理系统，厂内各部门可通过计算机网络共享信息。
　　利用信息技术等高新技术改造模具企业的传统生产已成为必然。
　　在铸造模具用材料方面，铸造模具用材料可分别选用木材、可加工塑料、铝合金、铸铁、钢材等。木模目前仍广泛应用于手工造型或单件小批量生产中，但随着环境保护要求和木材加工性能差的限制，取而代之的将是实型铸造。实型铸造以泡沫塑料板材为材料，裁减粘贴成模样，然后浇注而成铸件，该方法较之用木模，周期短、费用低。
　　铝合金模由于重量轻尺寸精度较高，因此应用较广泛。但近来应用有减少趋势，部分已被塑料模和铸铁模所取代。
　　铸铁模是大批量铸造生产的首选，并被大量使用。它具有强度高、硬度高、加工性好、成本低、使用寿命长等优点。近几年来，由于铸造水平的提高，已有越来越多的模样、模底板、型板框等采用强度和耐磨性更高的球铁或高强度合金灰铸铁制作，而耐热疲劳性能更好的蠕墨铸铁也被用于制作热芯盒材料。
　　钢材以往在砂型铸造模具上主要用于制作标准件及结构件，较少用于制作铸造模具本体，因为碳钢使用寿命并不高于球铁或低合金灰铸铁，而合金钢又十分昂贵。随着模具加工技术的提高及对铸模尺寸稳定性要求的提高，一些模具钢、铬钼合金钢，如h13钢，也开始用于制作热芯盒和铸模本体。在压铸模具中衬模材料早期主要采用3cr2w8v，近年来较多地采用h13、瑞典的8407等热作模具钢。
　　模具型腔材料的重大改进，新的钢种也会有所进展。压铸模具由于其工作状态的苛刻性，对于材料有较高的要求，世界上发达国家都采用优质h13钢，国外模具钢厂直接以优质h13钢模块供应用户，不但方便用户，缩短用户的模块备料周期，更重要的是能确保模块的质量。由于国产h13模块材质得不到保证，影响了模具企业的生产，进口的h13钢价格远远高于国产钢材，为了降低模具制造成本，极待开发国产优质压铸模具用钢。一汽铸造模具厂与吉林大学合作开发的新型高寿命压铸模具用钢，已初见成效。
　　我国国民经济的高速发展，各行各业齐头并进，与其紧密关联的压铸工业定会产生巨大变化，其中又以工业结构和技术趋向这两个方面的改变与进步为显着特征。从工业结构来说，专业压铸厂的数量必将增多且规模逐步加大，有的还会延伸其后续加工服务;压铸企业则呈出相互合并、联合、依附的趋势;合资、外资、合营、合股等形式的压铸企业将会增加;一部分压铸厂会考虑加入舰队式的采购公司，成为供货商/制造商/承包商组成的集约化成套公司中的一员。此外，很多零部件供货商也将自行设立压铸厂。如从技术趋向上看，主要有以下几大趋势：压铸填充过程在理论上将逐步提高，在实践上也将不断升华;压铸工艺参数的检测技术将不断普及和提高;压铸生产过程中自动化程度逐步完善，并日益普及;电子计算机技术的应用更加广泛和深入;大型压铸件的工艺技术逐步成熟;真空压铸的采用，进一步扩大压铸件的应用领域;模具型腔的材料有重大的进步，新的钢种有所进展;镁合金压铸件会有大幅度的增长;快速原型模样设计的运用成为新的热点;新的合金品种及其符合材料为压铸件的应用开辟新的途径;半固态金属成型技术将有新的突破;挤压铸造将扩大压铸件的应用领域;压铸单元的完整培植将成为压铸生产的主要模式。
　　综上所述，充分说明压铸工业与汽车工业相互依存的关系。随着我国汽车工业的跃升，汽车零部件的压铸件市场不断扩大，我国压铸工业应在以此为契机的同时，全面拓展其它工业门类的压铸件市场领域，为开创中国压铸工业的飞速发展时代而努力。
　　当前中国经济形势总体上是好的。2009年国内生产总值增长8.7%;扩大内需，国家实施总额4万亿元两年投资计划，十大产业调整振兴规划，均为压铸业提供了辽阔的发展空间。特别是汽车工业规划目标：2009年至2011年三年平均增长率要求达到10%，中国汽车产品90%以上在国内销售，受国际市场的影响较小。跨国汽车公司将中国汽车市场作为“避风港”，加大在我国的投资。此外，摩托车、高铁、船舶、风电等行业振兴规划的实施，均为中国压铸业的生存发展提供新的机遇。
　　当前正值我国汽车工业处在高速增长期，规模效应开始呈现。压铸工业与汽车工业的关联度，主要集中于轿车的生产上。中国汽车工业的这种结构性改变，赋予了压铸工业更为广阔的发展空间。与此同时，在一些工业发达的国家，压铸生产的工业结构出现了根本改变，一些压铸企业经历了联合、兼并、改组，甚至有的倒闭，同时也有部分企业将压铸生产移师海外，另设工厂。

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