精密鑄鋼件技術的發(fā)展
是獲得機械產品毛坯的主要方法之一,是機械工業(yè)重要的基礎工藝,在國民經濟中占有重要的位置。我國鑄造業(yè)的現(xiàn)狀是產量大,年產鑄件約3650萬噸,廠點多,達2萬多個,鑄造業(yè)的從業(yè)人員在120萬人以上。我國鑄造行業(yè)的一大特色是改革開放以來鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)迅猛發(fā)展,成為我國鑄造行業(yè)的一支重要力量。鄉(xiāng)鎮(zhèn)鑄造廠點數(shù)已超過國有鑄造廠點,鄉(xiāng)鎮(zhèn)鑄造廠點的 產量約占全國鑄件總產量的一半。
當前世界上工業(yè)發(fā)達國家 技術的發(fā)展歸納起來大致有四個目標,即:①保護環(huán)境,減少以至消除污染;②提高鑄件質量和可靠性,生產優(yōu)質近終形鑄件;③降低生產成本;④縮短交貨期。我國鑄造行業(yè)除廠點多,從業(yè)人員多,產量大以外,與發(fā)達國家相比,在質量、效率、能源與材料消耗、勞動條件與環(huán)境保護等方面都存在差距。造成這些差距的原因是鑄造廠點規(guī)模小,經濟實力差,工藝和設備落后,管理水平低,從業(yè)人員素質不高。為了消除這些差距,為了滿足我國經濟建設的需要,也為了鑄造行業(yè)自身的存在與發(fā)展,我國的鑄造行業(yè)應以提高鑄件質量和經濟效益為中心,面向國內和國際兩個市場;加強管理,打好基礎,提高企業(yè)素質;調整產業(yè)結構,合理配置資源,提倡適度規(guī)模經營;繼續(xù)以適用先進的生產工藝和技術裝備改造鑄造行業(yè),實現(xiàn)清潔化生產,保證可持續(xù)發(fā)展。
1 效益是企業(yè)發(fā)展的基礎發(fā)展的基礎是效益,發(fā)展又是為了實現(xiàn)更高的效益。中國應該有一個高效益的鑄造業(yè)。沒有效益的企業(yè)連生存也是困難的,更談不上發(fā)展。為了提高效益,應從以下幾方面著手:①減員增效與節(jié)能降耗。②實現(xiàn)專業(yè)化生產。③采用新技術,實現(xiàn)科學管理。
2 質量是企業(yè)的生命質量和效益有時看似矛盾,但兩者是統(tǒng)一的。產品質量低劣的企業(yè)終究是不能立足的,更談不上效益,也不可能持續(xù)發(fā)展。提高產品質量需從以下幾方面著手: ①合理選購原輔材料,正確制訂及嚴格執(zhí)行有關的工藝規(guī)程。②采用新技術、新工藝、新設備、新材料。a.加強計算機技術在鑄造生產中應用的研究。b.在砂型鑄造中采用高硬度及高均勻度的鑄型,發(fā)展與推廣相應的工藝與設備。c.發(fā)展近凈形及凈形鑄造成形新工藝。d.發(fā)展液態(tài)金屬處理及凈化的新工藝新技術,優(yōu)化材料性能。e.發(fā)展機械化自動化,以保證鑄件質量的穩(wěn)定性、均一性,改善勞動條件。f.加強鑄造環(huán)保設備的研究和應用。③具有一支穩(wěn)定的高素質的從業(yè)人員隊伍。
3 實現(xiàn)清潔化生產清潔化生產是可持續(xù)發(fā)展的基本要求。清潔化生產的含義是:實現(xiàn)盡可能低的資源(原材料)與能源消耗;實現(xiàn)宜人化的生產環(huán)境及最低或零污染物排放;生產清潔化的產品(產品耗能、耗材少,易于再生復用及符合人機工程要求)。鑄造的清潔化生產,主要是應用新技術、新工藝、新材料、新設備以實現(xiàn)低消耗、低污染或者無污染及鑄造生產的宜人化環(huán)境等方面。
在機械制造中占有很大的比重,如機床占60~80%,汽車占25%,拖拉機占50~60%。鑄造件是將通過熔煉的金屬液體澆注入鑄型內,但是經冷卻凝固獲得所需形狀和性能的零件的制作過程。鑄造是常用的制造方法,優(yōu)點是:制造成本低,工藝靈活性大,可以獲得復雜形狀和大型的鑄件,所以精鑄件是一種古老的制造方法,在我國可以追溯到6000年前。隨著工業(yè)技術的發(fā)展,鑄大型鑄件的質量直接影響著產品的質量,因此,鑄造在機械制造業(yè)中占有重要的地位。精密澆鑄技術的發(fā)展也很迅速,特別是19世紀末和20世紀上半葉,出現(xiàn)了很多的新的精密澆鑄方法,如低壓鑄造、合金鑄件、連續(xù)鑄造等,很好在20世紀下半葉得到完善和實用化。
當前, 的技術自主創(chuàng)新主要有以下幾個主要領域:
1.大型及關鍵設備零件的鑄造技術:主要包括大型、特大型鑄鋼件、球鐵件的鑄造(如水輪機葉片、上環(huán)、下環(huán)、軋鋼機機架、核廢料罐等)技術;汽輪機、渦輪發(fā)動機定向凝固葉片、單晶葉片的鑄造技術;航空、航天鋁合金、鎂合金及鈦合金大型結構鑄件的生產技術。
2.輕金屬先進鑄造成形技術:主要包括復雜汽車鋁合金鑄件的壓鑄技術(例如汽車發(fā)動機缸體);鋁合金半固態(tài)鑄造技術;鋁合金及鋁基復合材料的擠壓鑄造技術;大型薄壁鋁合金鑄件的生產技術;鋁合金精密砂型鑄造成套技術;高性能鎂合金壓鑄成形技術(如真空壓鑄、超低速壓鑄等);鑄造耐熱鎂合金材料開發(fā);鎂合金鑄件的防腐技術。
3.優(yōu)質、高效、節(jié)能、環(huán)保的鑄造技術:主要包括開發(fā)節(jié)能和環(huán)保的鑄造設備和輔助材料,例如沖天爐的消煙除塵;開發(fā)低污染、無污染和常溫硬化的砂型、砂芯粘結劑;鑄造廠廢棄物的再生和綜合利用技術;消失模鑄造技術和成套精密、高效成形設備的開發(fā),例如開發(fā)高精度發(fā)泡成形機、粘接機、智能化震動緊實裝置,鋁合金鑄件的“余熱熱處理-落砂-砂再生”集成技術。
4.數(shù)字化鑄造技術:主要包括基于知識的鑄造成形工藝數(shù)字化設計理論及方法(KBE);鑄造成形過程中的宏/微觀連續(xù)尺度下多場耦合的數(shù)學建模、模擬與仿真;鑄造成形過程模擬中的計算方法及并行計算技術。數(shù)字化鑄造技術還包括企業(yè)的管理信息化,并通過網絡與外部的聯(lián)系。
5.研制開發(fā)鑄造生產的關鍵設備:例如大型、特大型精密高效鋁合金壓鑄設備;高速度、高效、高密度砂型制造設備;沖天爐消煙除塵設備;高效、節(jié)能的舊砂再生處理設備等。
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