国内外铸造新技术趋势及发展现状
作者:管理员    发布于:2009-12-29 13:30:29    文字:【】【】【
摘要:国内外铸造新技术趋势及发展现状
 近年开发推广了一些先进熔炼设备,提高了金属液温度和综合质量,如外热式热风冲天炉开始应用,但为数少,使用铸造焦的仅占1%。一些铸造非铁合金厂仍使用燃油、焦炭坩埚炉等落后熔炼技术。冲天炉-电炉双联工艺仅在少数批量生产的流水线上得以应用。少数大、中型电弧炉采用超高功率(600-700kVA/t)技术。

开始引进AOD、VOD等精炼设备和技术,提高了高级合金铸钢的内在质量。重要工程用的超低碳高强韧马氏体不锈钢,采用精炼技术提高钢液纯净度,性能改善。0Cr16Ni5Mo、Cr13Ni5Mo铸造马氏体不锈钢在保持原有韧性基础上,屈强比由0.70-0.75提高到0.85-0.90,强度提高 30%-60%,硬度提高20%-50%。 

广泛应用国内富有稀土资源,如稀土镁处理的球墨铸铁在汽车、柴油机等产品上应用;稀土中碳低合金铸钢、稀土耐热钢在机械和冶金设备中得到应用;初步形成国产系列孕育剂、球化剂和蠕化剂,推动了铸铁件质量提高。

高强度、高弹性模量灰铸铁用于机床铸件,高强度薄壁灰铸铁件铸造技术的应用,使最薄壁厚达4-6mm的缸体、缸盖铸件本体断面硬度差小于HB30,组织均匀致密。灰铸铁表面激光强化技术用于生产。人工智能技术在灰铸铁性能预测中应用。蠕墨铸铁已在汽车排气管和大马力柴油机缸盖上应用,汽车排气管使用寿命提高4~5倍。钒钛耐磨铸铁在机床导轨、缸套和活塞环上应用,寿命提高1-2倍。高、中、低铬耐磨铸铁在磨球、衬板、杂质泵、双金属复合轧辊上使用,寿命提高。应用过滤技术于缸体、缸盖等高强度薄壁铸件流水线生产中,减少了夹渣、气孔缺陷,改善了铸件内在质量。

国产水平连铸生产线投入市场,可生产Φ30-250mm圆形及相应尺寸的方形、矩形或异形截面的灰铸铁及球墨铸铁型材。与砂型比,性能提高1-2个牌号,铁液利用率提高到95%以上,节能30%,节材30-50%,毛坯加工合格率达95%以上。

铸铁管行业引进23套Φ1000mm以下的中型球墨铸铁管离心铸造成套设备,其中20套目前正在正常生产。此外,用我国自行研制的球墨铸铁管离心铸造设备生产了Φ2600mm铸管,其中正常批量生产的铸管管径达到2200mm,而且我国自行研制的铸管离心铸造设备管径已可达到3000mm。

金属基复合材料研究有进步,短纤维、外加颗粒增强、原位颗粒增强研究都有成果,但较少实现工业应用。

某些重点行业的骨干铸造厂采用了直读光谱仪和热分析仪,炉前有效控制了金属液成分,采用超声波等检测方法控制铸件质量。

环保执法力度日渐加强,迫使铸造业开始重视环保技术。沈阳铸造研究所等开发了大排距双层送风冲天炉和冲天炉除湿送风技术;我国初建铸造焦生产基地,形成批量规模。铸造尘毒治理、污水净化、废渣利用等取得系列成果,并开发出多种铸造环保设备(如震动落砂机除尘罩、移动式吸尘器、烟尘净化装置、污水净化循环回用系统,铸造旧砂干湿法再生技术及设备、铸造废砂炉渣废塑料制作复合材料技术和设备等)。

商品化CAE软件已上市。一些大中型铸造企业开始在熔炼方面用计算机技术,控制金属液成分、温度及生产率等。成都科技大学研制成砂处理在线控制系统,清华大学等开发了计算机辅助砂型控制系统软件,华中科技大学成功开发商品化铸造CAE软件。

铸造业互联网发展快速,部分铸造企业网上电子商务活动活跃,如一些铸造模具厂实现了异地设计和远程制造。

铸造专家系统研究虽然起步晚,但进步快。先后推出了型砂质量管理专家系统、铸造缺陷分析专家系统、自硬砂质量分析专家系统、压铸工艺参数设计及缺陷诊断专家系统等。机械手、机器人在落砂、铸件清理、压铸及熔模铸造生产中开始应用。

3.我国铸造技术发展趋势

3.1 铸造合金材料

以强韧化、轻量化、精密化、高效化为目标,开发铸铁新材料;重点研制奥贝球墨铸铁(ADI)热处理设备,尽快制定国家标准,推广奥贝球墨铸铁新技术(如中断热落砂法、中断正火法等);开发薄壁高强度灰铸铁件制造技术、铸铁复合材料制造技术(如原位增强颗粒铁基复合材料制备技术等)、铸铁件表面或局部强化技术(如表面激光强化技术等)。

研制耐磨、耐蚀、耐热特种合金新材料;开发铸造合金钢新品种(如含氮不锈钢等性能价格比高的铸钢材料),提高材质性能、利用率、降低成本、缩短生产周期。

开发优质铝合金材料,特别是铝基复合材料。研究铝合金中合金化元素的作用原理及铝合金强化途径。研究降低合金中Fe 、Si、Zn含量,提高合金强韧性的方法及合金热处理强化的途径。

研究力学性能更好的锌合金成分、变质处理和热处理技术;开发镁合金、高锌铝合金及黑色金属等新型压铸合金。
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