中国汽车铸造业任重道远

几个应予特别关注的领域

1、原材料和辅助材料

汽车铸造业属大量流水生产，所需材料需大量供货，质量稳定的供货。但是事实上，至今优质的铸造焦，高牌号、高纯度铸造生铁和铝锭的质量仍不稳定，各种铁合金和处理剂的质量波动很大。而有利于提高铁水纯净度和成分稳定及降低成本，提高资源利用率的低品位铁合金如银灰尘铁、镜铁、硅镜铁和高炉硅铁等，至今尚无厂家供货。膨润土、煤粉的质量，各厂家也参差不齐。芯砂用各种粘结剂、添加剂及砂芯涂料的生产厂家多如牛毛，但能始终达到用户质量要求的却寥寥无几。铝合金用变质剂、精炼剂等更难找到称心的供应商。消失模用的小粒径EPS珠粒的质量一直是制约我国消失模上水平的重要因素。

总之，我国铸造原、辅材料生产企业的小规模，低水平的无序竞争必须解决，粗放式的管理不能再继续下去，必须提高专业化、规格化、市场化程度；必须增强质量保证能力，建立完善的技术标准、检测标准和服务体系、质量稳定的铸造原、辅材料；对用户实行“justintine”准时供货，减少用户的库存，与用户共同发展。

2、铸造模具

汽车铸件的薄壁化。精密化与模具的精度是密不可分的。目前我国铸造模具制造业的水平与发达国家差距甚大，对于轿车缸体、缸盖等复杂铸件的模具，国内制造的精度很难达到用户的要求。交货期也太长。这是制约我国汽车铸造业发展的另一主要方面。为了缩短制造周期，模具制造厂家应采用数控机床加工，数据电火花加工，并与用户进行计算机数据传递与交换，将CAD数据转换为CAM数据，实现远程无图制造，既缩短制造周期，又保证准确和精度，提高效率。尤其是国内一些汽车铸造厂家，正着手采用RP快速原型技术用于新产品铸件试制。模具制造厂家如能主动与之合作，则可以选用适当的快速模具制造办法，从而进一步缩短模具制造时间。同时模具制造厂家，一定要培养自己的数控加工编程人员，使凭图纸定货的模具也采用数控加工。至于一些特殊的场合，既无CAD数据，又无图低，只有实物，也欲定货模具时，只要我们的模具制造厂提高了技术水平和能力，还可以采用反求工程法（REVCERSEENGINEERING）对实物进行数字化测量（扫描），从而完成模具数控加工所需的数据采集、经编程后，即可数控加工出铸造模具。总之，我国铸造模具制造业是个亟待提高而又大有发展和大有可为的领域。

　3、铸造设备

汽车铸造业所用的设备必须是快节拍、高效率、高可靠性的适应连续工作的设备。由于轿车铸件的高质量要求，这些铸造设备又必须是较高精度的。

汽车铸造业所需的设备。对我国铸机铸造业来说，无疑是利润很高的市场，但大部分铸造设备制造厂家技术力量薄弱，缺乏技术开发能力，又各自为战，没有形成产----研结合的优势，势单力薄，只好眼看众多的国外铸造设备制造厂家，抢去了我国汽车铸造业的大量设备订单。而年轻的我国汽车铸造业，尽管资金短缺，也只好花高价进口一些关键设备，否则无法生产轿车所需的汽车铸件。这种两难局面必须扭转。可以采取适当的做法，比如中外合资、合作的方式或者国内产学研结合并与用户联合开发，同时关键元器件（如伺服机构、液压元器件、电子、电控元器件等）进口的办法等。这些都是加速提高我国铸机行业水平的途径，同时也解决了我国汽车铸造业对高水平、高可靠性，价格合理的铸造设备的需求。在目前阶段，制造厂与用户的紧密合作至为重要，无论在设计过程、制造过程、还是安装、调试过程，乃至使用与维护保养过程中，都必须如此。这有利于国内一些铸造设备厂家对铸造工艺不了解的短处之克服。

对于大量流水生产的汽车铸造业的设备的开动率的提高，也是汽车铸造厂家面临的重要课题，除了加强人员培训，搞好设备管理之外，设备备件的供应和备件的管理也是重要方面。国外设备维修备件的模糊专家系统用于备件决策管理以及用于设备维修培训的计算机模拟仿真系统等方式都可以作为我们的借鉴。

4、质量管理

尽管我国汽车铸造厂家纷纷通过了前一时期的ISO9000质量论证，在日常管理中也重视人（员工），机（设备、模具）、料（原、辅材料）、法（工艺、操作）、环（作业环境、工序过程）、测（检测、检验）六大影响质量的因素，但尚未抓好ISO9000质量保证体系的的有效的稳定运行，尚未把上述六大影响因素始终纳入数控状态之下。尤其是原、辅材料质量的一致性，设备、模具状态的稳定性，生产过程质量控制的有效性等方面，差距很大。至于能从新产品的开发、设计和工艺制定开始，就同时考虑质量保证的能力，从而最大限度地把可能产生的铸造缺陷消除在投产之前，更是为之甚少。我们应站在用户的角度，来对铸件质量进行评审，让用户满意（而不仅仅是本企业满意）真正地按ISO9000质量保证体系运行，这是进入国际市场的通行证。如果我们的铸件要向德国大众汽车公司供货，还要通过该公司要求的VDA6.1认证，欲向美国一大汽车公司供货则要通过他们要求的QS9000认证。德国和美国汽车公司的质量保证体系，都把原材料进厂的质量控制看作是关键环节，认为是铸件质量稳定的前提。

我们在生产过程中质量控制不能局限于抽检，或者单道工序的控制，要加强在线实时控制，有条件的工艺过程要实施闭环控制。如冲天炉，要根据预设的铁水温度、熔化率，通过风量与焦耗的三维网状曲线进行控制。此乃减少C、SI等成分波动的必要措施。否则冲天炉在事实上会成为“不可控冲天炉”，即使原材料比较理想，也不能使C、SI等成分的波动控制在最小范围内。要将先进的质量检测控制仪器，如原、辅材料质量检验用的X萤光能谱仪，铸造合金的图像分析仪以及计算机专家系统，神经网络及模糊控制等人工智能控制技术应用于冲天炉熔炼过程、型砂配制过程等质量检测控制。对成品铸件的质量控制，不仅是降低废品率，更重要的是提高内在质量控制，（即材质性能）、表面质量、内腔洁净度和尺寸精度，这是用户所最关心的。对质量管理的各种数据、参数、照片、图像、表格等皆应采用数字化信息的存储，这既大大节约了照片、纸张，又有利于信息的分析与共享。要尽量减少原、辅材料库存、砂芯库存、铸件库存，这样不仅可减少资金占用，加快资金周转，而且便于质量跟踪管理，有助于质量问题原因的分析与判断，对提高质量水平，降低成本意义重大。总之，我们要使整个企业、整个的生产过程，都处于受控（不失控）的状态下，都纳入我们的全面的质量保证体系之中，稳定、可靠的运行。这样才能保证这个体系始能生产出用户满意的铸件。

5、技术开发

汽车铸造业要以并行工程的工作方法，改传统的串行、顺序工作方式，与汽车产品开发部门一道，从产品的研发阶段介入，把铸造工艺的要求融入产品设计的总体构想。同时，铸造企业内部，也使各门类的人员集思广益，形成TEAM（团队）的工作方式，来提高工作效率。在CAE方面，我们铸造业已经引进了MAGMA和PRO-CAST软件，我国铸造工作者也开发了一些铸造软件，可以用产品的CAD二维和三维数据，采用上述的铸造过程模拟软件和凝固过程的模拟，进行金相组织、成份偏析和材质性能的模拟，进行速度场、浓度场、温度场、相场、应力场、应变场的模拟等。这会使我们在正式确定铸造工艺之前就通过CAE手段使工艺方案获得优化。

在CAE优化的基础上，我们可以采用先进的RP快速形成技术，进行新产品铸件的试制。即利用CAD/CAE的一维数据，作为计算机三维造型的控制数据，通过粘结、熔结或烧结将材料逐层堆积出铸件原型或形成铸件所需模样的原型。前者可用失蜡铸造等方法翻制出铸件样件，后者可直接作为模具用自硬砂进行组芯造型而浇注出铸件。也可用粉料激光烧结法（SLS），烧结出砂型，直接浇注出铸件。还可将CAD/CAE三维数据，输入数控机床，用可加工塑料进行CAM加工，而获得铸件试制所需的芯盒、模样，以用来进行小批量铸件的试生产。总之，CAD/CAE和RP的结合，使工艺方案优化和铸件试制突破了传统的二维图纸和木模试制的冗长、不精确、不理想的模式，使开发周期大大缩短，尤其是缸体、缸盖、变速箱壳体、进、排气歧管等这样的复杂铸件开发时间的缩短，对缩短整个发动机和汽车的开发周期和尽快投放市场意义重大。在完成上述试制之后，随着整机、整车新产品的定型，在正式生产准备过程中，还可以继续用产品CAD数据，进行金属模具的计算机辅助制造--CAM。由于有了CAE模拟优化和RP的试制基础，CAM加工出的正式模具的调试周期也明显加快。并且在CAF模拟和RP试制中，已经优化了铸造工艺方案和相关工艺参数，这样CAM的正式模具调试、投产后就很少会出现重大的质量问题，不再需要在日常生产中长期攻关，使铸件废品率投一产就很低，使铸件的尺寸精度，内在质量、表面质量等都很快达到用户的要求。上述的CAE仿真、模拟也可以用于已投产铸件的工艺优化，缺陷防止和质量改进，这对于一直靠经验和技艺用反复试验的方法来解决一些“难以捉摸”的铸造缺陷的传统的方法，是重大的科学突破。CAE不仅是铸造的成形过程模拟，还用于铸造生产过程的仿真模拟，如冲天炉子熔炼过程计算机仿真模拟，气冲造型填砂与紧实过程仿真模拟，压铸过程仿真模拟等，从而使铸造科学、技术水平更快获得提高。

6、工厂技术改造

在计划经济时期，工厂技术改造在很多情况下，是朝着扩大生产能力的目标努力。而进入市场经济时期之后，我们对原有工厂实施技术改造的资金投入，一定不能再仅仅为了提高生产能力，也不要追求能生产的材质，能生产的铸件的种类越多越好，而是要通过新技术、新工艺、新材料、新装备的采用，通过流程再造，使原有工厂不断提高质量保证能力，进一步节约能源、节省资源、提高清洁生产和环境保护的水平。这样就可以不断降低成本，不断改善对社会“环境印象”，也有利于吸引更多的人才从事汽车铸造业，进一步推动汽车铸造业的技术进步，从而促进经济效益水平的提高。我们在减少环境污染方面不要仅着眼于末端的无害化处理，更重要的要从输入端入手--从节材、节能开始，并且从设计到生产的全过程，都要考虑资源的优化利用和环境保护，使我们汽车铸造业发展与环保护同步。企业不仅要通过ISO9000质量体系的认证，还要通过ISO14000环境保护的认证，从而不断提高企业效益和社会效益。

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