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(jì)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(fèi)大國之一。從壓鑄件的品種構(gòu)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(dòng)工具、IT、照明、扶梯梯級(jí)、玩具燈等。隨著技術(shù)水平和產(chǎn)品開發(fā)能力的提高，壓鑄產(chǎn)品種類和應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)寬，其壓鑄設(shè)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(jī)的發(fā)明，得到了快速發(fā)展。

第二節(jié) 產(chǎn)品特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域 分析

1、特點(diǎn)

1）鋁液是在壓力作用下凝固，流動(dòng)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(bǔ)縮較充分，故鑄件 致密性，力學(xué)性能較高。

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

4）設(shè)備較壓鑄機(jī)相對(duì)簡單，投入少，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)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(yīng)用領(lǐng)域

我國的低壓鑄件主要用于汽車、摩托車、儀表、紡織機(jī)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(yīng)用領(lǐng)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(jī)械及其他領(lǐng)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?zhǔn)且粋€(gè)包含價(jià)值鏈、企業(yè)鏈、供需鏈和空間鏈四個(gè)維度的概念。產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)钱a(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)中的一個(gè)概念，是各個(gè)產(chǎn)業(yè)部門之間基于一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)關(guān)聯(lián)，并依據(jù)特定的邏輯關(guān)系和時(shí)空布局關(guān)系客觀形成的鏈條式關(guān)聯(lián)關(guān)系形態(tài)。低壓鑄造述屬于產(chǎn)業(yè)鏈中游位置。

二、相關(guān) 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(jìn)入青銅鑄件的全盛期，工藝上已達(dá)到相當(dāng)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(zhì)倒入特定形狀的鑄模待其凝固成形的加工方式。被鑄物質(zhì)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(yīng)不同要求，使用的方法也會(huì)有所不同。

進(jìn)入20世紀(jì)，鑄造的發(fā)展速度很快，其重要因素之一是產(chǎn)品技術(shù)的進(jìn)步 ，要求鑄件各種機(jī)械物理性能更好，同時(shí)仍具有良好的機(jī)械加工性能；另一個(gè)原因是機(jī)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(zhì)條件。如檢測手段的發(fā)展，保證了鑄件質(zhì)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(jié)晶的奧秘， 研究 金屬凝固的理論，指導(dǎo)鑄造生產(chǎn)。

中國是當(dāng)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(jì)中約占1%左右，鑄鐵平板,鑄鐵平臺(tái),劃線平板,劃線平臺(tái)更是其中的主要產(chǎn)品。最近幾年，鑄件進(jìn)出口貿(mào)易增長較快，鑄件的產(chǎn)量已達(dá)到9%左右。我國鑄造廠點(diǎn)多達(dá)2萬多個(gè)，鑄造 行業(yè) 從業(yè)人員達(dá)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(dòng)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(dá)6000美元。昆山富士和機(jī)械有限公司生產(chǎn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和制動(dòng)系統(tǒng)的鑄件，年產(chǎn)量達(dá)4萬t，銷售收入5.5億元。華東泰克西是一個(gè)先進(jìn)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(shù)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(shù)的采用，在上世紀(jì)末和本世紀(jì)初，低壓鑄造在我國得到快速發(fā)展，國產(chǎn)低壓鑄造機(jī)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(dá)到國際先進(jìn)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(shù)。低壓鑄件致密性好、比強(qiáng)度高、表面質(zhì)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(zhì)安全結(jié)構(gòu)件(例如：輪轂、行駛部件等)、發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)件(缸蓋、進(jìn)氣管等)和空調(diào)壓縮機(jī)、健身器材等高強(qiáng)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(dòng)機(jī)的關(guān)鍵零件，如缸蓋、缸套、活塞、進(jìn)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(jià)格的上漲，勞動(dòng)力成本的提高，國外的鋁鑄件紛紛轉(zhuǎn)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(yīng)用方面，國內(nèi)已有400臺(tái)左右低壓鑄造機(jī)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(yīng)鏈的歷史機(jī)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(dòng)力、能源及環(huán)境成本相對(duì)便宜的我國已經(jīng)成為他們采購的主要對(duì)象。因此，國內(nèi)的鋁合金輪轂生產(chǎn)將會(huì)進(jìn)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(zhì)上說，是一種低壓強(qiáng)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(fù)壓鑄造、差壓鑄造。用壓縮空氣作為充型動(dòng)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(dòng)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(qiáng)更高一些罷了。前者的充型壓強(qiáng)0.3~0.5MPa，后者的充型壓強(qiáng)可達(dá)1.5MPa。而簡稱為“壓鑄”的“高壓鑄造”，其充型壓強(qiáng)一般在3MPa~15MPa的范圍。

第五節(jié) 產(chǎn)品生產(chǎn)工藝特點(diǎn)或流程

低壓鑄造的工藝規(guī)范包括充型、增壓、鑄型預(yù)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(dāng)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(yīng)盡可能緩慢，以便有利于型腔內(nèi)氣體的排出，同時(shí)也可使金屬液在進(jìn)入澆口時(shí)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(jié)晶凝固在一定大小的壓力作用下進(jìn)行，這時(shí)的壓力叫結(jié)晶壓力。結(jié)晶壓力越大，補(bǔ)縮效果越好，最后獲得的鑄件組織也愈致密。但通過結(jié)晶增大壓力來提高鑄件質(zhì)量，不是任何情況下都能采用的。

4、保壓時(shí)間

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

5、鑄型溫度及澆注溫度

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

關(guān)于合金的澆注溫度，實(shí)踐證明，在保證鑄件成型的前提下，應(yīng)該是愈低愈好。

6、涂料

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

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

發(fā)達(dá)國家總體上鑄造技術(shù)先進(jìn)、產(chǎn)品質(zhì)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(yīng)，如在歐洲已建立跨國服務(wù)系統(tǒng)。生產(chǎn)普遍實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化、智能化（計(jì)算機(jī)控制、機(jī)器人操作）。

鑄鐵熔煉使用大型、高效、除塵、微機(jī)測控、外熱送風(fēng)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?dú)膺B續(xù)脫硫或搖包脫硫使鐵液中硫含量達(dá)0.01%以下；熔煉合金鋼精煉多用AOD、VOD等設(shè)備，使鋼液中H、O、N達(dá)到幾個(gè)或幾十個(gè)10-6的水平。

在重要鑄件生產(chǎn)中，對(duì)材質(zhì)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(shù)及時(shí)準(zhǔn)確控制C、Si含量，用直讀光譜儀2~3分鐘 分析 出十幾個(gè)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(zhǔn)確控制，采用先進(jìn)的無損檢測技術(shù)有效控制鑄件質(zhì)量。

普遍采用液態(tài)金屬過濾技術(shù)，過濾器可適應(yīng)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(jí)合格率提高13個(gè)百分點(diǎn)，鋁鎂合金經(jīng)過濾，抗拉強(qiáng)度提高50%、伸長率提高100%以上。

廣泛應(yīng)用合金包芯線處理技術(shù)，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(shí)現(xiàn)了微機(jī)自動(dòng)化控制。

鋁基復(fù)合材料以其優(yōu)越性能被廣泛重視并日益轉(zhuǎn)向工業(yè)規(guī)模應(yīng)用，如汽車驅(qū)動(dòng)桿、缸體、缸套、活塞、連桿等各種重要部件都可用鋁基復(fù)合材料制作，并已在高級(jí)賽車上應(yīng)用；在汽車向輕量化發(fā)展的進(jìn)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(fēng)沖天爐、兩排大間距沖天爐和富氧送風(fēng)，電爐采用爐料預(yù)熱、降低熔化溫度、提高爐子運(yùn)轉(zhuǎn)率、減少爐蓋開啟時(shí)間，加強(qiáng)保溫和實(shí)行微機(jī)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(bǔ)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(jī)器人。由于環(huán)保法制嚴(yán)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(shù)。

在大批量中小鑄件的生產(chǎn)中，大多采用微機(jī)控制的高密度靜壓、射壓或氣沖造型機(jī)械化、自動(dòng)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(jī)、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(jié)劑的制殼工藝。

用自動(dòng)化壓鑄機(jī)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(shù)大批量生產(chǎn)汽車4缸缸體、缸蓋等復(fù)雜鑄件，生產(chǎn)率達(dá)180型/小時(shí)。在工藝設(shè)計(jì)、模具加工中，采用CAD/CAM/RPM技術(shù)；在鑄造機(jī)械的專業(yè)化、成套化制備中，開始采用CIMS技術(shù)。

鑄造生產(chǎn)全過程主動(dòng)、從嚴(yán)執(zhí)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，鑄件廢品率僅2%-5%；標(biāo)準(zhǔn)更新快（標(biāo)齡4-5年）；普遍進(jìn)行ISO9000、ISO14000等認(rèn)證。

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

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