精密鑄鋼件技術的發展
是獲得機械產品毛坯的主要方法之一,是機械工業重要的基礎工藝,在國民經濟中占有重要的位置。我國鑄造業的現狀是產量大,年產鑄件約3650萬噸,廠點多,達2萬多個,鑄造業的從業人員在120萬人以上。我國鑄造行業的一大特色是改革開放以來鄉鎮企業迅猛發展,成為我國鑄造行業的一支重要力量。鄉鎮鑄造廠點數已超過國有鑄造廠點,鄉鎮鑄造廠點的 產量約占全國鑄件總產量的一半。
當前世界上工業發達國家 技術的發展歸納起來大致有四個目標,即:①保護環境,減少以至消除污染;②提高鑄件質量和可靠性,生產優質近終形鑄件;③降低生產成本;④縮短交貨期。我國鑄造行業除廠點多,從業人員多,產量大以外,與發達國家相比,在質量、效率、能源與材料消耗、勞動條件與環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模小,經濟實力差,工藝和設備落后,管理水平低,從業人員素質不高。為了消除這些差距,為了滿足我國經濟建設的需要,也為了鑄造行業自身的存在與發展,我國的鑄造行業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,提高企業素質;調整產業結構,合理配置資源,提倡適度規模經營;繼續以適用先進的生產工藝和技術裝備改造鑄造行業,實現清潔化生產,保證可持續發展。
1 效益是企業發展的基礎發展的基礎是效益,發展又是為了實現更高的效益。中國應該有一個高效益的鑄造業。沒有效益的企業連生存也是困難的,更談不上發展。為了提高效益,應從以下幾方面著手:①減員增效與節能降耗。②實現專業化生產。③采用新技術,實現科學管理。
2 質量是企業的生命質量和效益有時看似矛盾,但兩者是統一的。產品質量低劣的企業終究是不能立足的,更談不上效益,也不可能持續發展。提高產品質量需從以下幾方面著手: ①合理選購原輔材料,正確制訂及嚴格執行有關的工藝規程。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,發展與推廣相應的工藝與設備。c.發展近凈形及凈形鑄造成形新工藝。d.發展液態金屬處理及凈化的新工藝新技術,優化材料性能。e.發展機械化自動化,以保證鑄件質量的穩定性、均一性,改善勞動條件。f.加強鑄造環保設備的研究和應用。③具有一支穩定的高素質的從業人員隊伍。
3 實現清潔化生產清潔化生產是可持續發展的基本要求。清潔化生產的含義是:實現盡可能低的資源(原材料)與能源消耗;實現宜人化的生產環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、新設備以實現低消耗、低污染或者無污染及鑄造生產的宜人化環境等方面。
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。隨著工業技術的發展,鑄大型鑄件的質量直接影響著產品的質量,因此,鑄造在機械制造業中占有重要的地位。精密澆鑄技術的發展也很迅速,特別是19世紀末和20世紀上半葉,出現了很多的新的精密澆鑄方法,如低壓鑄造、合金鑄件、連續鑄造等,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、下環、軋鋼機機架、核廢料罐等)技術;汽輪機、渦輪發動機定向凝固葉片、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(例如汽車發動機缸體);鋁合金半固態鑄造技術;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;鎂合金鑄件的防腐技術。
3.優質、高效、節能、環保的鑄造技術:主要包括開發節能和環保的鑄造設備和輔助材料,例如沖天爐的消煙除塵;開發低污染、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,例如開發高精度發泡成形機、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.數字化鑄造技術:主要包括基于知識的鑄造成形工藝數字化設計理論及方法(KBE);鑄造成形過程中的宏/微觀連續尺度下多場耦合的數學建模、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。數字化鑄造技術還包括企業的管理信息化,并通過網絡與外部的聯系。
5.研制開發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、節能的舊砂再生處理設備等。
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