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论汽车工业中熔模精密铸造技术的应用及发展

2020-05-13 964 上传者：管理员

摘要：在精铸公司中，引用熔模精密铸造技术，不仅能够提升铸件质量、产品尺寸精度、铸件生产效率等，还能够最大程度的节约有效成本和铸造成品时间。因此，本文通过分析熔模精密铸造技术在汽车工业的应用，论述了熔模精密铸造技术的应用优势，并做出了预期和展望，以供参考。

关键词：
汽车工业
汽车精铸
汽车零件
熔模精密
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1、熔模精密铸造技术在汽车工业的应用

1.1 熔模铸造技术特点与工艺流程

熔模铸造最早起源于2500年前的春秋时期，1978年在湖北随州出土的曾侯乙墓的尊和盘是早期熔模铸造的代表作。我国精铸行业在20世纪50年代中期已经建立，逐渐得到推广应用。现在它在航空、船舶、汽车、仪表、军工等行业得到了广泛的应用，并向日常化、民用化发展。精铸工艺流程多且较为复杂，影响因素比较多，不易控制。

1.2 国外熔模精密铸造技术在汽车工业的应用现状

在20世纪，国外熔模铸造技术发展很快。1965年，通用汽车公司的Henzel和Keverian等利用有限差分法对发动机缸体铸件进行了凝固模拟，结果与实验情况吻合。前苏联高尔基汽车精铸熔模铸造车间从制蜡、制壳、焙烧、浇注完全自动化，由于精铸可以生产少切削或无切削的复杂合金件，故前苏联把这种工艺作为90年代的重点发展工艺。近年来，随着新材料和新技术的不断发现，产生了很多新工艺、新技术、新设备。目前，在日本、英国、德国等已成功地把精铸工艺采用流水线来生产低成本的汽车零件。

1.3 国内熔模精密铸造技术在汽车工业的应用现状

随着我国汽车发动机机盖、支架、齿轮、铰链、摇臂等精铸零件的研制，我国精铸工业化进程也加速发展。在20世纪50年代，中科院研究所开发了水玻璃制壳工艺，成功用于汽车领域。1975年，我国从英国引进斯贝航空发动机的制造技术，在消化吸收过程中，实现了熔模精密铸造工艺材料的国产化。据统计，到2009年为止，全国精铸厂高达3000多家，产值达到200多亿。经过50多年发展，熔模铸造已成为我国汽车制造业中不可或缺的基础工艺，并形成了一个独特的行业。

2、熔模铸造中工序对铸件的影响

2.1 合金杂质的控制对铸件的影响

铸件是合金的载体，合金成分品质直接影响最终铸件的好坏。当合金液体中有氢、氧、氟等气体杂质时，将在合金结晶过程中析出在结晶液膜处，会切割合金组织，减弱晶粒之间的联系，降低合金的强度，加大热裂倾向，甚至会导致缩孔、缩松、渣气孔等缺陷产生。

2.2 蜡模质量的控制对铸件的影响

蜡模本身有高的尺寸精度和表面光洁度，但由于制造蜡模过程工序复杂、影响因素多，故蜡模品质变化范围大。因此，必须选择合适的制模材料和制模工艺。

2.3 型壳性能对铸件的影响

制壳是熔模精铸技术关键工序之一，是研究精铸领域的核心课题。涂料的工艺性能对型壳性能有一定的影响，而涂料的性能又受到不同的粘结剂和耐火材料的影响。

2.4 浇注过程对铸件质量的影响

浇注过程主要控制两个因素：浇注温度和浇注速度。随着浇注温度提高，金属液流动性不断提高并趋于稳定，但浇注温度过高，金属液中气体成分增多，影响铸件质量；浇注速度主要影响型腔金属液质量，浇注速度过快，型腔中杂质卷入量会较多，影响铸件内部质量，甚至影响铸件性能。

3、熔模精密铸造技术在汽车工业的发展趋势

3.1 确立“精、优、轻、绿”的产品开发思想

第一，“精”指精密、精确。在设计、生产等过程中要严格遵循精益化的思想，充分利用精铸工艺以及各方面的技术，使我国汽车铸件的尺寸精度、表面粗糙度等赶上国际水平，提高企业的竞争和生存能力。第二，“优”指无缺陷。提高质量检测技术和控制，最好汽车铸造厂从原材料进厂到成品铸件出厂，都有严格的质量控制和检验制度。认真抓好贯彻国际标准，按ISO9000标准的严格要求，满足国际市场的需求。第三，“轻”指轻质结构和材质轻量化。在保证汽车强度和安全性能前提下，尽可能降低汽车整备质量，实现轻量化，从而提高汽车动力性和燃油经济性。随着环保和节能的需要，汽车铸件轻量化也成为汽车铸件的重要发展方向之一。第四，“绿”指绿色铸造。绿色铸造是指产品在整个生命周期内，提高资源利用率，减少对环境污染。现在汽车铸造业应以循环经济3R为行业准则。即减量化（Reduce）、再利用（Reuse）、再循环（Recyele）来开展工作。

3.2 坚持产品“集成化、精益化、系列化、模块化、成品化”发展思想

集成化是以铸代锻，以铸代冲，将原有冲压、焊接、锻造和铸造成形的数个零件，通过合理的设计以及结构优化，实现集成零件的铸造成形。精益化是以杜绝浪费和资源利用率高来制造增值的产品。系列化是按市场需要，对已有产品做系列规划，开发新的产品。模块化是对已有产品的横向开发，以工艺产品为主，提高企业的竞争力。成品化指现代产品越来越趋向于复杂化、成本大，而精铸工艺产品拥有少切削和精度高等特点，为客户创造了价值和降低使用成本，实现了“双赢”的市场格局。

3.3 精铸工艺与装备技术升级

随着产品的要求不断提高，围绕精铸工艺和装备技术，推广这几大技术：①硅溶胶型壳技术；②复合制壳技术；③机械手（人）技术；④装备节能技术；⑤精铸型芯技术；⑥铸造检测技术；⑦绿色制造技术；⑧计算机辅助技术。通过引用这些技术，精铸公司的铸件质量、产品尺寸精度、铸件生产效率等制造技术得以有效提高，又节约了有效成本和铸造成品时间，不仅提高了企业经营业绩，更为客户创造了更多的价值。

3.4 计算机软件的引入

计算机技术的发展为传统铸造行业带来了革命性进步，在复杂整体铸件造型、工艺方案设计与优化、工艺过程精确控制等方面起到了重要作用。

4、结语

汽车产量的不断增长迫切要求精铸生产向高质量、优性能、近净形、多品种、低消耗、低成本的方向发展。为了满足我国汽车行业的较快发展，精铸技术已成为现代汽车铸造技术里必不可少的一环。

参考文献：

[1]吕志刚.我国熔模精密铸造的历史回顾与发展展望[J].铸造,2012(04).

雷云.熔模精密铸造技术在汽车工业的发展及应用[J].汽车博览,2020,(3):8.