高精尖铸件助力大国重器发展

2016-12-27

中国机电工业 2016年4期

高精尖铸件助力大国重器发展

随着我国经济步入新常态，铸造由持续多年的高速发展转入了低速发展阶段，预计十二五期间我国铸件产量年平均增速将在3%左右，比十一五下降约7个百分点。在这个时期，有的人说“寒冬到了！”，然而更多的铸造人在说“是我们变革的时期到了！”。

经历了十余年的高速发展，中国铸造不仅仅是扩大了产能，更是强壮了筋骨，为迎接新一轮的转型升级积蓄了充沛的力量。今天的中国铸造，自主创新能力得到进一步提升，产品质量稳步提高。在铸铁件领域，硅强化铁素体球铁件的开发与应用取得突破性进展，填补了国内空白；蠕墨铸铁件的生产控制技术进一步提升，保证了高稳定、高蠕化率；等温淬火球墨铸铁（ADI）在汽车上的应用稳步推进；适用于零下40度、50度的低温铁素体球铁批量投产，使我国低温铁素体球铁技术达到了国际领先水平。在铸钢件领域，炉外精炼技术得到广泛应用，酯硬化、邦尼树脂等环保型粘结剂得到推广应用。在有色合金铸造领域，大型、高精度压铸件及模具自主开发能力大幅提高；重点、关键、薄壁及复杂结构有色合金铸件生产工艺日趋成熟，量产能力稳定；半固态铸造、真空压铸、挤压铸造等技术的应用日趋成熟。在熔模精密铸造领域，高效工装等辅助装备的生产技术及应用水平逐步提升；快速成型、快干粘结剂等新技术、新材料的应用缩短了精铸件交货期；传统面层、背层耐火材料替代品的研发及应用日益成熟；填充蜡、水溶蜡、复杂陶瓷芯、真空铸造技术的应用推进了我国高端精铸件的发展......

今天的中国，已经在核电、水电、航空、航天、汽车、轨道交通等工业领域，形成了一批质量水平较高的规模化、专业化铸造企业。过去只有外国人能做的铸件，今天我们能做了，而外国人做不了的铸件，今天我们也能做了。低端、廉价再也不是中国铸件的代名词，中国铸造正由铸造大国向铸造强国稳步迈进！

智能铸造离我们有多远

“智能铸造”是信息化与铸造生产高度融合的产物，包括智能铸造技术和智能铸造系统，智能铸造技术包括数字模拟、3D打印、机器人、ERP等等; 智能铸造系统即是具有学习能力的大数据知识库，能够通过对环境信息和自身信息的对比分析而进行自我规划、自我改善。“智能铸造”典型应用模式即为“数字化铸造厂”，在“数字化铸造厂”里将用信息化手段管理生产流程、质量控制流程、财务流程、产品开发流程、人力资源管理培训流程等所有内部流程，同时用信息化手段处理与供应商、客户的关联流程。可以对整个生产过程进行模拟仿真和调控。在“数字化铸造厂”，基本消除了重体力劳动，80%的员工可以在空调房里工作，环境清洁，同时生产效率和效益大幅度提高。

智能铸造必备设备、技术之一: 快速成型设备

快速成型分为增材类快速成型（或称3D打印）和减材快速成型, 两种快速成型方式均具有无模具快速自由成形，复杂构件近净成形以至净成形，全数字化、高柔性，可实现多材料任意复合制造等特征。是新产品的快速开发的有效工具，更是“智能制造”的必备生产设备。

智能铸造必备设备、技术之二：机器人

精准、高效是智能铸造的典型特征，而机器人是“智能铸造”理想的选择也是必备生产装备，在“数值化铸造厂”里，机器人广泛用于造型、制芯、浇注、清理等工序，或与工人并肩合作或独立完成工作。

智能铸造必备设备、技术之三：数值模拟

近年来，我国铸造模拟仿真技术在轻金属材料铸造成形方面的研究和发展势头强劲，在铝、镁合金铸造及凝固过程宏/微观建模与仿真研究、铸件充型凝固过程微观模拟方面取得重要进展。微观模拟的尺度包括纳米级、微米级及毫米级，涉及结晶生核长大、树枝晶与柱状晶转变到金属基体控制等各个方面。另外，质量控制模拟正在向微观组织模拟、性能及使用寿命预测的方向发展。