中國作為一個文明古國,是使用精密鑄造方法這一技術較早的國家之一,遠在公元前數百年,我國古代勞動人民就創造了這種失蠟精密鑄造技術,用來精密鑄造帶有各種精細花紋和文字的鐘鼎及器皿等制品。
于上世紀五六十年代開始,國內企業紛紛將精密鑄造應用于工業生產。其后這種先進的精密鑄造工藝得到巨大的發展,相繼在航空、汽車、機床、船舶、內燃機、氣輪機、電訊儀器、武器、醫療器械以及刀具等制造工業中被廣泛采用。
中國精密鑄造行業的發展現狀
在整個精密鑄造行業國際市場中,歐美在世界精密鑄造市場中一直處于主導地位,2006年北美占53%,歐洲占20%,亞洲占22%(中國占5.7%),其他地區占5%。歐洲和北美精密鑄造主要是高附加值產品,2006年精密鑄造產值總量為78億美元,其中高附加值產品占74%,汽車件占10%,其他件占16%。
中國精密鑄造近10年來得到較大發展,在中國大陸,已經建立起完善的精密鑄造生產體系,原材料、設備、技術等保障完備。由于歷史發展的原因,在中國大陸存在針對不同質量要求而采取的不同工藝手段。首先是水玻璃工藝,發展較早,技術也比較成熟,在大陸有1000多家生產廠點。該工藝由于價位低廉,在生產一些質量要求低的精密鑄件方面具有很強的競爭力。而在國際通用的硅溶膠或硅酸乙酯工藝方面,由于引進技術以及大陸同業人員的不懈努力,目前已經成為國際上重要的鑄件出口地。生產企業近400家,年出口超過4億美元。2001年總產量達到27.5萬噸,總產值約47.9億元,占世界總產值的7.5%。然而中國精密鑄造高溫合金和有色合金所占比例非常小,在有色金屬鑄造工藝中,與工業發展國家相比還存在著很大的差距。合金鑄件在外觀質量和內在質量上都存在差距,加工余量大,廢品率高,合金利用率低。同時由于生產方式和工藝裝備的落后,對生產過程中產生大量的有害氣體,缺乏有效環保措施,嚴重污染了環境。
21世紀精密鑄造技術的改革和突破
快速自動成型(Rapid Prototyping)技術是近年來發展起來的直接根據CAD模型快速生產樣件或零件的成組技術總稱。自從快速自動成型問世后,國外就很重視其與傳統精密鑄造技術相結合,繼而產生了快速鑄造??焖俪尚图夹g在精密鑄造中的應用,解決了傳統方法的蠟模制造瓶頸問題,可謂21世紀精密鑄造技術中的一項重大突破。一些著名的高校如麻省理工學院、得克薩斯大學和一批研究機構從政府和工業界取得了大筆開發、研究經費,用于這項技術的進一步研究。各大公司紛紛購入成型機,以滿足爭分奪秒的市場需求。日本、德國、英國等都在研究新的成型技術,開發新產品。而我國在這方面的經費投入和技術研究明顯不足。
我國在精密鑄造技術
發展中存在的問題及若干建議
從總體上看,目前我國的精密鑄造技術還處于較低的水平,在鑄件復雜程度以及質量水平方面,在技術的成套性、商品化以及機械化自動化程度等方面與先進工業國還有較大的差距。先進的工業國家已經進行產品的結構調整,從低價位、勞動密集型的產品向高附加值產品轉移,而中國大陸目前僅在低價位市場具有競爭優勢。就我國目前在精密鑄造技術發展中存在的主要問題以及今后的發展提出以下三點建議。
(1) 重視和提高對精密鑄造技術的基礎研究工作,加大投入,提高研究水平。目前,普遍存在著急功近利的指導思想,工廠本著“拿來主義”,希望花錢買人家的現成技術,而針對產品對象的先期工藝論證,甚至必要的工藝試驗是不可缺少的,不愿意在這方面有所付出,往往造成生產線建成后,難關久攻不克,從而導致失敗。
(2)必須重視人才引進,與國際技術接軌,從而培養對市場的快速應變能力,以速取勝。德國大眾汽車公司為了論證該廠鋁合金缸體采用消失模鑄造的可行性,組織了9個高等學校的專家投資近600萬馬克,取得了很有價值的數據和結論,為EPC生產線的設計和建造打下了扎實的技術基礎。
(3)必須提高鑄件檔次,生產多種合金的鑄件。在亞洲,中國大陸、臺灣地區、日本和韓國是精密鑄造的主要生產地區,面對國內外激烈的市場競爭形勢,我國的精密鑄造業一定要找到自己的地位,才能在世紀之交的激烈變革時期有所作為。