第一節(jié) 產(chǎn)品定義及發(fā)展歷程

1、產(chǎn)品定義

低壓鑄造是鑄型一般安置在密封的坩堝上方，坩堝中通入壓縮空氣，在熔融金屬的表面上造成低壓力(0.06～0.15MPa)，使金屬液由升液管上升填充鑄型和控制凝固的鑄造方法。

2、發(fā)展歷程

我國的壓鑄生產(chǎn)始于20世紀40年代末，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已成為世界上壓鑄件的生產(chǎn)和消費大國之一。從壓鑄件的品種構成來看，鋁合金壓鑄件和鎂合金壓鑄件發(fā)展迅速，1995年-2003年，年均增長率分別為11.95%和35.45%。

中國現(xiàn)有壓鑄企業(yè)3000家左右，壓鑄件產(chǎn)量從1995年的26.6萬噸上升到2005年的87萬噸，年增長率保持在20%以上，其中鋁合金壓鑄件占所有壓鑄件產(chǎn)量的3/4以上。中國壓鑄件產(chǎn)品的種類呈多元化，包括汽車、摩托車、通訊、家電、五金制品、電動工具、IT、照明、扶梯梯級、玩具燈等。隨著技術水平和產(chǎn)品開發(fā)能力的提高，壓鑄產(chǎn)品種類和應用領域不斷擴寬，其壓鑄設備、壓鑄模和壓鑄工藝都發(fā)生了巨大的變化。壓鑄鋁合金自1914年投入商業(yè)化生產(chǎn)以來，隨著汽車工業(yè)的發(fā)展和冷室壓鑄機的發(fā)明，得到了快速發(fā)展。

第二節(jié) 產(chǎn)品特點及應用領域 分析

1、特點

1）鋁液是在壓力作用下凝固，流動生增加，有利于獲得輪廓清晰的鑄件。

2）鑄件在壓力作用下凝固、補縮較充分，故鑄件 致密性，力學性能較高。

3）充型平穩(wěn)，充型速度可按鑄件結構、鑄型材料等因素進行控制，避免鋁液流對型腔和型芯沖刷和卷氣。

4）設備較壓鑄機相對簡單，投入少，易實現(xiàn)機械化、自動化。

5）工藝出品率高，低壓鑄造的澆注系統(tǒng)較簡單 ，并可減少或省去冒口。（鋁鑄件）

2、應用領域

我國的低壓鑄件主要用于汽車、摩托車、儀表、紡織機械與航空航天工業(yè)中鋁合金鑄件的生產(chǎn)。

壓鑄產(chǎn)品應用領域的多元性是中國壓鑄生產(chǎn)特征之一。我國壓鑄件主要用戶 行業(yè) 需求量和比例：汽車和摩托車占62．8%；五金玩具車模占16．0%；電器電子電腦占11．8%；一般機械及其他領域占9．4%。

第三節(jié) 產(chǎn)業(yè)鏈概述

一、在產(chǎn)業(yè)鏈中的位置

產(chǎn)業(yè)鏈是一個包含價值鏈、企業(yè)鏈、供需鏈和空間鏈四個維度的概念。產(chǎn)業(yè)鏈是產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟學中的一個概念，是各個產(chǎn)業(yè)部門之間基于一定的技術經(jīng)濟關聯(lián)，并依據(jù)特定的邏輯關系和時空布局關系客觀形成的鏈條式關聯(lián)關系形態(tài)。低壓鑄造述屬于產(chǎn)業(yè)鏈中游位置。

二、相關 行業(yè) 簡述

鑄造是人類掌握比較早的一種金屬熱加工工藝，已有約6000年的歷史。中國約在公元前1700～前1000年之間已進入青銅鑄件的全盛期，工藝上已達到相當高的水平。鑄造是指將室溫中為液態(tài)但不久后將固化的物質倒入特定形狀的鑄模待其凝固成形的加工方式。被鑄物質多為原為固態(tài)但加熱至液態(tài)的金屬（例：銅、鐵、鋁、錫、鉛等），而鑄模的材料可以是沙、金屬甚至陶瓷。因應不同要求，使用的方法也會有所不同。

進入20世紀，鑄造的發(fā)展速度很快，其重要因素之一是產(chǎn)品技術的進步 ，要求鑄件各種機械物理性能更好，同時仍具有良好的機械加工性能；另一個原因是機械工業(yè)本身和其他工業(yè)如化工、儀表等的發(fā)展，給鑄造業(yè)創(chuàng)造了有利的物質條件。如檢測手段的發(fā)展，保證了鑄件質量的提高和穩(wěn)定，并給鑄造理論的發(fā)展提供了條件；電子顯微鏡等的發(fā)明，幫助人們深入到金屬的微觀世界，探查金屬結晶的奧秘， 研究 金屬凝固的理論，指導鑄造生產(chǎn)。

中國是當今世界上最大的鑄件生產(chǎn)國家，據(jù)資料介紹，我國鑄造產(chǎn)品的產(chǎn)值在國民經(jīng)濟中約占1%左右，鑄鐵平板,鑄鐵平臺,劃線平板,劃線平臺更是其中的主要產(chǎn)品。最近幾年，鑄件進出口貿(mào)易增長較快，鑄件的產(chǎn)量已達到9%左右。我國鑄造廠點多達2萬多個，鑄造 行業(yè) 從業(yè)人員達120萬之多。“長三角”地區(qū)的鑄件產(chǎn)量占全國的1/3，該地區(qū)主要以民營企業(yè)為主，汽車和汽車零部件 行業(yè) 的發(fā)展有力地拉動了鑄造 行業(yè) 的發(fā)展。萬豐奧特是亞洲最大的鋁合金車輪企業(yè)，年產(chǎn)值超過10億元，出口額達6000美元。昆山富士和機械有限公司生產(chǎn)汽車發(fā)動機和制動系統(tǒng)的鑄件，年產(chǎn)量達4萬t，銷售收入5.5億元。華東泰克西是一個先進的現(xiàn)代化氣缸體鑄件生產(chǎn)企業(yè)，具有年產(chǎn)1 00萬件。

第四節(jié) 產(chǎn)品生產(chǎn)技術發(fā)展現(xiàn)狀

1、低壓鑄造發(fā)展現(xiàn)狀

我國從五十年代開始 研究 低壓鑄造，但發(fā)展一直比較緩慢。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，和大量新技術的采用，在上世紀末和本世紀初，低壓鑄造在我國得到快速發(fā)展，國產(chǎn)低壓鑄造機的功能和性能，及使用的穩(wěn)定性和可靠性已經(jīng)接近或達到國際先進水平，被大量用于汽車輪轂、汽車缸蓋等鑄件的生產(chǎn)。

低壓鑄造工藝具有無冒口、加工余量少，屬近終成形技術。低壓鑄件致密性好、比強度高、表面質量好、鑄造缺陷少，在鋁合金鑄造 行業(yè) 已逐步取代重力鑄造，特別適合生產(chǎn)優(yōu)質安全結構件(例如：輪轂、行駛部件等)、發(fā)動機結構件(缸蓋、進氣管等)和空調(diào)壓縮機、健身器材等高強度薄壁鑄件。

作為我國支柱產(chǎn)業(yè)正在大力發(fā)展的汽車工業(yè)，其心臟部分—發(fā)動機的關鍵零件，如缸蓋、缸套、活塞、進氣管、排氣管等基本由鋁合金鑄造而成。低壓鑄造工藝已被各鋁合金鑄造廠看好。隨著國際能源價格的上漲，勞動力成本的提高，國外的鋁鑄件紛紛轉向我國，目前國內(nèi)鋁合金鑄造市場十分火爆。在鋁合金汽車輪轂應用方面，國內(nèi)已有400臺左右低壓鑄造機在服役，所生產(chǎn)的鋁合金汽車輪轂主要是滿足國內(nèi)的OEM市場。汽車零部件配套在全球范圍內(nèi)展開，這給我們贏來了參與全球競爭、滲入國際供應鏈的歷史機遇，而汽車鋁輪轂產(chǎn)業(yè)顯得尤為突出。世界輪轂OEM及零配市場的全球化采購局勢已逐步形成，作為勞動力、能源及環(huán)境成本相對便宜的我國已經(jīng)成為他們采購的主要對象。因此，國內(nèi)的鋁合金輪轂生產(chǎn)將會進一步提升。

2、低壓鑄造與高壓鑄造區(qū)別

低壓鑄造工藝，其工藝原理從本質上說，是一種低壓強與低速度的充型鑄造方法。意義廣泛地說,劃入低壓鑄造工藝范圍的,可以是金屬模鑄造、重力鑄造（翻砂鑄造）、真空吸鑄、負壓鑄造、差壓鑄造。用壓縮空氣作為充型動力的“低壓鑄造”，本色也是一種“差壓鑄造”。

用壓縮空氣作為充型動力的“低壓鑄造”，比前列所有的低壓充型工藝，其差別僅在于充型壓強更高一些罷了。前者的充型壓強0.3~0.5MPa，后者的充型壓強可達1.5MPa。而簡稱為“壓鑄”的“高壓鑄造”，其充型壓強一般在3MPa~15MPa的范圍。

第五節(jié) 產(chǎn)品生產(chǎn)工藝特點或流程

低壓鑄造的工藝規(guī)范包括充型、增壓、鑄型預熱溫度、澆注溫度，以及鑄型的涂料等。

1、充型和增壓

升液壓力是指當金屬液面上升到澆口，附所需要的壓力。金屬液在升液管內(nèi)的上升速度應盡可能緩慢，以便有利于型腔內(nèi)氣體的排出，同時也可使金屬液在進入澆口時不致產(chǎn)生噴濺。

2、充型壓力和充型速度

充型壓力Pa是指使金屬液充型上升到鑄型頂部所需的壓力。在充型階段，金屬液面上的升壓速度就是充型速度。

3、增壓和增壓速度

金屬液充滿型腔后，再繼續(xù)增壓，使鑄件的結晶凝固在一定大小的壓力作用下進行，這時的壓力叫結晶壓力。結晶壓力越大，補縮效果越好，最后獲得的鑄件組織也愈致密。但通過結晶增大壓力來提高鑄件質量，不是任何情況下都能采用的。

4、保壓時間

型腔壓力增至結晶壓力后，并在結晶壓力下保持一段時間，直到鑄件完全凝固所需要的時間叫保壓時間。如果保壓時間不夠，鑄件未完全凝固就卸壓，型腔中的金屬液將會全部或部分流回批捐，造成鑄件“放空”報廢：如果保壓時間過久，則澆口殘留過長，這不僅降低工藝收得率，而且還會造成澆口“凍結”，使鑄件出型困難，故生產(chǎn)中必須選擇一適宜的保壓時間。

5、鑄型溫度及澆注溫度

低壓鑄造可采用各種鑄型，對非金屬型的工作溫度一般都為室溫，先特殊要求，而對金屬型的工作溫度就有一定的要求。如低壓鑄造鋁合金時，金屬型的工作溫度一般控制在200～2500C，澆注薄壁復雜件時，可高達300～3500C。

關于合金的澆注溫度，實踐證明，在保證鑄件成型的前提下，應該是愈低愈好。

6、涂料

如用金屬型低壓鑄造時，為了提高其壽命及鑄件質量，必須刷涂料；涂料應均勻，涂料厚度要根據(jù)鑄件表面光潔度及鑄件結構來決定。

第六節(jié) 國內(nèi)外生產(chǎn)技術發(fā)展趨勢 分析

發(fā)達國家總體上鑄造技術先進、產(chǎn)品質量好、生產(chǎn)效率高、環(huán)境污染少、原輔材料已形成商品化系列化供應，如在歐洲已建立跨國服務系統(tǒng)。生產(chǎn)普遍實現(xiàn)機械化、自動化、智能化（計算機控制、機器人操作）。

鑄鐵熔煉使用大型、高效、除塵、微機測控、外熱送風無爐襯水冷連續(xù)作業(yè)沖天爐，普遍使用鑄造焦，沖天爐或電爐與沖天爐雙聯(lián)熔煉，采用氮氣連續(xù)脫硫或搖包脫硫使鐵液中硫含量達0.01%以下；熔煉合金鋼精煉多用AOD、VOD等設備，使鋼液中H、O、N達到幾個或幾十個10-6的水平。

在重要鑄件生產(chǎn)中，對材質要求高，如球墨鑄鐵要求P≯0.04%、S≯0.02%，鑄鋼要求P、S均≯0.025%，采用熱 分析 技術及時準確控制C、Si含量，用直讀光譜儀2~3分鐘 分析 出十幾個元素含量且精度高，C、S 分析 與調(diào)控可使超低碳不銹鋼的C、S含量得以準確控制，采用先進的無損檢測技術有效控制鑄件質量。

普遍采用液態(tài)金屬過濾技術，過濾器可適應高溫諸如鈷基、鎳基合金及不銹鋼液的過濾。過濾后的鋼鑄件射線探傷A級合格率提高13個百分點，鋁鎂合金經(jīng)過濾，抗拉強度提高50%、伸長率提高100%以上。

廣泛應用合金包芯線處理技術，使球鐵、蠕鐵和孕育鑄鐵工藝穩(wěn)定、合金元素收得率高、處理過程無污染，實現(xiàn)了微機自動化控制。

鋁基復合材料以其優(yōu)越性能被廣泛重視并日益轉向工業(yè)規(guī)模應用，如汽車驅動桿、缸體、缸套、活塞、連桿等各種重要部件都可用鋁基復合材料制作，并已在高級賽車上應用；在汽車向輕量化發(fā)展的進程中，用鎂合金材料制作各種重要汽車部件的量已僅次于鋁合金。

采用熱風沖天爐、兩排大間距沖天爐和富氧送風，電爐采用爐料預熱、降低熔化溫度、提高爐子運轉率、減少爐蓋開啟時間，加強保溫和實行微機控制優(yōu)化熔煉工藝。在球墨鑄鐵件生產(chǎn)中廣泛采用小冒口和無冒口鑄造。鑄鋼件采用保溫冒口、保溫補貼，工藝出品率由60%提高到80%?？紤]人工成本高和生產(chǎn)條件差等因素而大量使用機器人。由于環(huán)保法制嚴格（電爐排塵有9國規(guī)定100-250mg/m3、沖天爐排塵，11國規(guī)定100-1000mg/m3，或0.25-1.5kg/t鐵液；砂處理排塵，8國規(guī)定100-250mg/m3。），鑄造廠都重視環(huán)保技術。

在大批量中小鑄件的生產(chǎn)中，大多采用微機控制的高密度靜壓、射壓或氣沖造型機械化、自動化高效流水線濕型砂造型工藝。

砂處理采用高效連續(xù)混砂機、人工智能型砂在線控制專家系統(tǒng), 制芯工藝普遍采用樹脂砂熱、溫芯盒法和冷芯盒法。熔模鑄造普遍用硅溶膠和硅酸乙酯做粘結劑的制殼工藝。

用自動化壓鑄機生產(chǎn)鑄鋁缸體、缸蓋；已經(jīng)建成多條鐵基合金低壓鑄造生產(chǎn)線。用差壓鑄造生產(chǎn)特種鑄鋼件。所生產(chǎn)的各種口徑的離心球墨鑄鐵管占鑄鐵管總量95%以上，球鐵管占球鐵年產(chǎn)量30%-50%。

成功地采用EPC技術大批量生產(chǎn)汽車4缸缸體、缸蓋等復雜鑄件，生產(chǎn)率達180型/小時。在工藝設計、模具加工中，采用CAD/CAM/RPM技術；在鑄造機械的專業(yè)化、成套化制備中，開始采用CIMS技術。

鑄造生產(chǎn)全過程主動、從嚴執(zhí)行技術標準，鑄件廢品率僅2%-5%；標準更新快（標齡4-5年）；普遍進行ISO9000、ISO14000等認證。

重視開發(fā)使用互聯(lián)網(wǎng)技術，紛紛建立自己的主頁、站點。鑄造業(yè)的電子商務、遠程設計與制造、虛擬鑄造工廠等飛速發(fā)展。

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