汽车零部件铸造行业原材料_汽车零件铸造是什么工作

2024-10-06 20:27:37

1.汽车上那么多形状各异的零部件，它们都是怎么制造出来的？

2.东风精密铸造有限公司的简介

3.穿越“达尔文死海” 轻量化难题怎么破

C3602具有优异的切削性能，优良的热冲、冷镦和延展性，良好的滚花、铆接性能、良好的冷加工性能和机加工性能，耐腐蚀性强且导电性好。广泛的应用在钟表，仪表，卫浴，螺栓，螺母，气门嘴，打火机芯等各种零件。C3602适用于各种冷镦、弯折和铆接件、电子、电讯的接插件、联接件且有生态环保和卫生安全要求的其它零部件。C3602适用于自动车床、数控车床加工有生态环保和卫生安全要求的产品，如电子、电讯、气接插件、照相器具联接件，家电、五金、饮用水工程的零部件，　汽车零部件的铸造和冷热成型、易切削零部件制造业。　C3602成分：Cu:59.0-63.0,Pb:1.8-3.7,Zn:余量,Fe:≤0.5,Sn:Fe+Sn≤1.2,杂质总和%:≤1.2

汽车上那么多形状各异的零部件，它们都是怎么制造出来的？

生产铸造件的企业，生产铸造的行业叫铸造业

铸造业现状

在科学技术迅猛发展的今天，由于铸造成形工艺的特殊优势，有些复杂结构件目前尚无其他制造工艺可替代。铸造工艺仍是最经济且便捷的金属成形工艺。随着全球经济一体化，在国际间的合作日益密切、竞争日趋激烈之时，中国汽车铸造业应更充分地发挥铸造优势，发展自己的铸造工业。

1. 中国铸造业现状

中国是当今世界上最大的铸件生产国家，据资料介绍，我国铸造产品的产值在国民经济中约占1%左右。最近几年，铸件进出口贸易增长较快，铸件的产量已达到9%左右。我国铸造厂点多达2万多个，铸造行业从业人员达120万之多。“长三角”地区的铸件产量占全国的1/3，该地区主要以民营企业为主，汽车和汽车零部件行业的发展有力地拉动了铸造行业的发展。万丰奥特是亚洲最大的铝合金车轮企业，年产值超过10亿元，出口额达6 000美元。昆山富士和机械有限公司生产汽车发动机和制动系统的铸件，年产量达4万t，销售收入5.5亿元。华东泰克西是一个先进的现代化气缸体铸件生产企业，具有年产1 00万件

轿车气缸体铸件能力。山西是铸造大省，有丰富的生铁、煤炭、铝镁、电力、劳力、使山西的铸造产业有得天独厚的优势，具有500个铸造企业，80%为民营企业。山西国际、河津山联、山西华翔年产量分别达4万t、2万t、12万t。“东三省”有一汽集团、哈飞集团等骨干汽车企业带动了汽车铸件产量的增长。一汽集团铸造公司，已经形成40万t铸件的生产能力。辽宁北方曲轴有限公司，到“十一五”末将形成年产15万台发动机、100万件曲轴、产值20亿的曲轴生产基地。“珠江三角洲”压铸行业发达，有700多个压铸企业，年产量达20万t。东风日产、广州本田、广州丰田和零部件企业有力带动了压铸业的发展，轿车气缸体、气缸盖的压铸件产量逐年增长。

2. 国外铸造业现状

近几年来，全球铸造业持续增长，2004年铸件产量比上一年度增长8.4%，中国生产铸件2242万t，全球排名第一，比上一年增长23.6%。全球十大铸件生产国的产量与增长率见表1。从表1可见，2004年中国的铸件产量约占全球铸件产量的1/4。巴西铸件产量增长最快，达到25.8%。增长率超过2位数的国家有巴西、中国、墨西哥、印度，都是发展中国家。而发达国家的铸件增长率普遍较低。美国铸件产量自2000年以来，已经退居到第2位。2004年美国铸件总产量为1231万t，其中灰铁件占35%、球铁件占33%、铸钢件占8.4%、铝合金件占16%。从需求上看，球铁铸件和铝铸件的需求在增长。2003年进口铸件占总需求的1 5%，进口铸件的价格比美国国内低20%～50%。近年来因铸造环保要求高、能源消耗大、劳动力昂贵等原因，美国大型汽车公司生产普通汽车铸件的铸造厂纷纷关闭，逐步将铸件的生产转向中国、印度、墨西哥、巴西等发展中国家。日本的铸造业不景气，其从业人员在减少。2004年日本铸件总产量为639万t，其中灰铁件占42%、球铁件占30%、铸钢件占4%、铝合金件占21%。从需求上看，球铁铸件和铝铸件的需求在增长。日本铸造界在技术创新方面作了大量工作，开发了球型低膨胀铸造砂、高减振铸铁材料、中硅耐热球铁等材料。其真空压铸的铸件能焊接和热处理，半固态铸造生产用于汽车铝轮毂，提高了强度和伸长率。镁合金压铸进一步发展，并取代重力铸造，其性能提高，成本降低。

3. 汽车铸造技术的发展方向

汽车技术正向轻量化、数值化、环保化方面发展。据有关资料报道，汽车自重每减少10%，油耗可减少5.5%，燃料经济性可提高3%-5%，同时降低排放10%左右。铸件轻量化主要有两个途径。一是用铝、镁等非铁合金铸件，美国2003年统计有2/3的铝铸件用于汽车上，每车达到107 kg。二是减小铸件壁厚、设计多零件组合铸件，生产薄壁高强度复合铸件，并减少加工余量，生产近终形铸件。随着汽车技术的快速发展，为缩短铸件生产准备周期和降低新产品开发的风险，要求用快速制模技术、计算机仿真模拟、三维建模、数控技术。而清洁生产、废物再生是铸造业的发展趋势，降低能耗是其持续发展的主题。我国汽车铸造业必须走高效、节能、节材、环保和绿色铸造之路，因为国家和社会要求严厉管控汽车铸造业的能源消耗大户和污染大户，以利改善铸造业热、脏、累的劳动密集型行业员工的劳动环境。

4. 汽车铸造技术发展趋势

国内外汽车铸造技术发展趋势很多，现仅简介一些在汽车行业大量流水线生产中的铸件技术及发展趋势。

4.1 砂型铸造成形技术

潮模造型经过手工紧实一震击+压实紧实→高压+微震紧实→气冲紧实→静压紧实几个发展阶段。静压造型技术的实质是“气中预紧实+压实”，其有以下优点：铸型轮廓清晰，表面硬度高且均匀，拔模斜度小，型板利用率高，工艺装备磨损小，铸型表面粗糙度低，铸型型废率低。因此，是目前最新、最先进的造型工艺，并已成为当今的主流紧实工艺。目前，高压造型和单一气冲造型已逐渐被静压造型所替代，原先高压造型线和气冲造型线的主机已逐渐更新为静压造型主机，新建铸造厂均首选用静压造型技术。当前，国外比较有名的制造静压造型设备的厂家有德国的KW公司、HWS公司和意大利萨威力公司。国内汽车铸造厂家大都选用 HWS公司或KW公司制造的设备，如一汽铸造公司、东风汽车铸造厂、上海圣德曼铸造公司、华东泰克西、山西三联、广西玉柴、无锡柴油机厂等。

4.2 近净形技术

（1）消失模铸造成形工艺

消失模铸造也称气化模铸造、实型铸造、无型腔铸造。该工艺尺寸精度高达0.2 mm以内，表面粗糙度可达Ra5μm～Ra6μm，被铸造界誉之为“21世纪的铸造新技术”、“铸造的绿色工程”。该工艺方法是用无粘结剂干砂加抽真空技术。据2003年统计，我国有150家企业用该工艺生产箱体类、管件阀体类、耐热耐磨合金钢类等三大类铸件，总产量超过10万t。国内汽车铸造厂，有的用国产铸造生产线：有的用简易生产线或单机生产；有的用国外引进铸造生产线生产。一汽集团公司1993年从美国福康公司引进造型用振动台，生产 EPS模的预发泡机和成型机等设备，生产汽车进气管。长沙发动机总厂从意大利引进自动化铸造线生产铝合金气缸体、气缸盖铸件。合肥叉车集团用4段泡沫模片粘结成整体的工艺生产复杂箱体铸件，尺寸精度可达到 CT7-CT8级，产品出口美国。成都成工集团，用8块泡沫模片粘结成整体的工艺生产装载机变速器，铸件质量达320 kg，与砂型铸造比较，毛坯减重15%，成品率达95%以上。消失模工艺近几年在美国有较大的发展，通用汽车公司投资建造了6条消失模铸造生产线，大批量生产铝合金气缸体、气缸盖铸件。今后，该工艺将大量用快速制模技术和模拟仿真技术，以缩短生产准备周期，实现铸件的快捷生产。未来的发展方向必定是质量好、复杂、精密、寿命长的高档模具。提高该技术的模具材料、成形工艺、涂料技术、工装设备的技术水平，使EPS铸件获得更广阔的发展前景。

（2）熔模精密铸造成形工艺

我国汽车熔模精密铸造技术有了长足的发展，用近净形技术可以生产出无余量的铸造产品。熔模精密铸造工艺有水玻璃制壳工艺、复合制壳工艺、硅溶胶制壳工艺。汽车产品材料有碳素钢、合金钢、有色合金与球墨铸铁。国外有高合金钢、超合金材料。熔炼设备国内用普通、快速中频炉；国外用真空炉、翻转炉、高频炉技术。用硅溶胶制壳工艺的零件表面粗糙度可达Ra1.6μm、尺寸精度可达CT4级，最小壁厚可达0.5～1.5mm。欧、美、日等国家开始关注精铸件在汽车业的应用与拓展。我国汽车用精铸件的市场需求量也在不断快速增长和发展，2003年精铸件的产量为60万t，产值达到110亿元。东风汽车精密铸造有限公司用硅溶胶+水玻璃复合型制壳工艺，生产高技术含量、高附加值产品，将原来铸件、锻件、机加工及多件组装结构设计制造成一个整体精密铸件，显著降低了制造成本。

熔模精密铸造成形工艺将来的发展趋势是铸件产品越来越接近零部件产品，传统的精铸件只作为毛坯，已经不适应市场的快速应变。零部件产品的复杂程度和质量档次越来越高，研发手段越来越强，专业化协作开始显现，CAD、CAM、 CAE的应用成为零部件产品开发的主要技术。东风汽车公司、一汽集团公司的精铸企业作为中国精铸行业的领军者，一定能凭强大的研发实力和先进的技术快速发展。

4.3 制芯技术

目前，国内外汽车铸造制芯有3种制芯工艺，在现代汽车铸造中常并行用的主要工艺有热芯盒制芯、壳芯制芯、冷芯盒制芯等，传统的合脂或油砂制芯已被淘汰。冷芯盒技术工艺有两个特点：一是硬化速度快，初始强度高，生产率高；二是砂芯尺寸精度高，可满足生产薄壁高强度铸件的砂芯。因此，制芯工艺技术有以冷芯盒技术为主的发展趋势。一汽铸造公司、东风汽车铸造厂、上海圣德曼铸造公司、华东泰克西、山西国际铸造公司等均用冷芯盒制芯技术。当代先进的110L冷芯盒制芯机见图1。

最先进的制芯工艺是结合锁芯（Key Core）和冷芯盒等技术的制芯中心，整个射芯、取芯、修整毛刺、多个芯子定位组合成一体、上涂料、烘干等工序，全部用一台或多台制芯机与机械手自动化完成。国外比较有名的制芯中心生产厂有西班牙LORMENDl公司、德国 Laempe公司和Hottinger公司、意大利的FA公司等。东风汽车铸造厂、一汽铸造公司、上海圣德曼铸造公司、华东泰克西、上海柴油机、洛拖二铁、潍柴、江西五十铃等均用冷芯盒制芯中心技术。

4.4 铸铁熔炼技术

目前，国内外铸铁熔炼技术有两种主要方式：一是用大型热风除尘冲天炉与工频保温炉双联熔炼工艺；二是用中频感应电炉熔炼工艺技术。美国因达公司和彼乐公司生产的中频炉技术开始越来越受到重视，该技术日益成熟，其清洁、环保、节能、高效、安全的优势突出，是今后发展的方向。

因此，铸铁则由过去用工频炉熔炼逐步过渡到用高效省电的中频电炉熔化。一、汽铸造公司、东风汽车公司用因达公司和彼乐公司生产的中频炉和保温炉技术，已经开发应用球化剂、孕育剂、蠕化剂和其他各种添加剂产品，形成商品化、标准化、规格化、系列化。铸铁孕育多用带光电控制的随流孕育机。新开发出的喂丝球化方法及其与

现代化检测技术相结合的SINTER CASTZ艺是铸铁球化及蠕化处理的一种很有优势的工艺，应用者日益增多。国外金属炉料经过破碎、净化、称量，大大提高熔化效率和铁水质量。国内的天津丰田、天津勤美达、苏州勤美达等铸造厂已对炉料用破碎处理工艺。

4.5 铝合金气缸体、气缸盖压铸成形技术

铝合金是汽车上应用最快和最广的轻金属，因为铝合金本身的性能已经达到质量轻、强度高、耐腐蚀的要求。最初，铝合金仅用于一些不受冲击的部件。后来，通过强化合金元素，铝合金的强度大大提高，由于质轻、散热性好等特性，可以满足发动机活塞、气缸体、气缸盖在恶劣环境下工作的要求。铝合金气缸体、气缸盖压铸成形核心技术可以提高净化、精炼、细化、变质等材质质量控制，使得铝铸件质量达到一致性和稳定性。随着我国汽车业的发展，特别是家用轿车的快速增加和汽车零部件出口量的增大，汽车铝铸件将有很大的增长。我国2003年铸件总产量为1 987万t，其中铝镁合金为117万t，占总产量的5.8%。丰田汽车希望在近两年将铝制气缸体由现在的35%提高到50%。日产汽车在2010年以前，70%的汽油机轿车的气缸体用铝制材料，近100%的气缸盖及变速器壳体用铝制材料。本田汽车公司早在1994年，将汽油发动机气缸体全部换成铝制气缸体。铝合金气缸体、气缸盖等有色金属则多用压铸（包括真空压铸）、低压压铸、高压压铸、金属型重力铸造以及很有发展前途的半固态压铸成形技术。东风本田发动机公司、东风日产发动机分公司铝压铸车间用2500t压铸机生产铝气缸体，并实现了国产化。铝气缸盖成形工艺主要有两种，一是以欧美为代表的重力铸造成形工艺，上海皮尔博格、南京泰克西等公司选用意大利法塔公司重力铸造机生产铝气缸盖；二是以日韩为代表的低压铸造成形工艺，东风日产发动机分公司铝压铸车间、广东肇庆铸造公司、天津丰田铸造公司都选用日本新东等公司的低压铸造机生产铝气缸盖。

4.6 镁合金成形技术

镁合金的比强度和比刚度高i优于钢和铝合金，远大于工程塑料。镁合金还具有耐高温、抗腐蚀和抗蠕变性能。镁是目前汽车工业中应用的最轻的金属，它比铝轻1/3，比钢铁轻3/4，比非金属的塑料还轻1/5。因此，镁合金是汽车减轻质量的理想材料，镁合金压铸件可以代替一些复杂的结构件，如仪表板骨架几十个钢部件经冲压、焊接而成，一质量约10 kg，若改为镁合金压铸件，一次压铸成形，质量仅为4 kg，生产成本大大降低。随着、镁合金新材料的不断开发和加工技术的完善，镁合金在汽车市场中将不断拓宽和持续稳定增长。镁合金生产以压铸为主的成形技术，一直是汽车工业关注的焦点，镁合金压铸件需求量占到汽车工业对镁合金需求量的80%，汽车用镁合金压铸材料，除满足耐高温和抗蠕变性能外，还必须充分考虑设计、加工、表面处理及相关压铸成形工艺。由于压铸镁合金有可铸造性的突出优势.铸造壁厚可以达到1～1.5 mm，拔模斜度1°-2°尽管镁合金铸造的重点仍放在压力压铸方面，但仍面临压铸镁合金的性能与成本问题。因此，一种新型工艺——镁合金的半固态加工技术出现。该技术工艺已经主要用于生产一体化的镁、铝合金铸件。国外镁合金在汽车上应用前景广阔，欧、美国家镁合金压铸件产量以每年25%的速度增长。 Audi A6轿车变速器壳体为镁合金压铸件，质量仅为14.2 kg，奥迪公司最早将镁铸件用于仪表板骨架。福特汽车公司用镁合金生产座椅骨架，取代钢制骨架，使座椅质量从4 kg减为1 kg。福特公司正在研究用镁合金生产气缸体。日本三菱公司与澳大利亚科技部合作开发一种质量仅为7.5 kg的超轻质量的镁合金发动机。宝马公司直列六缸镁合金气缸体已经批量投产。美国通用生产镁压铸件进气岐管。雷诺公司已生产出镁合金车轮铸件。东风汽车铸造厂已经批量生产镁合金压铸件，目前东风汽车公司和一汽铸造公司正在开发承担国家科技部的重点科技攻关项目、，如变速器壳、齿轮室罩盖、气门室罩盖、转向盘骨架等镁合金压铸件。上海乾通汽车附件有限公司率先生产出轿车镁合金变速器外壳压铸件。近几年，国内还相继建立了一些大型的外资镁压铸企业，如上海镁镁、苏州GF等公司。

4.7 半固态压铸成形技术

半固态技术发源于美国，在美国这一技术已经基本成熟并处于全球领先地位。此技术被称之为21世纪最有前途的材料成形技术。Alumax公司率先将该技术转化为生产力，生产的铝合金汽车制动总泵体毛坯尺寸接近零件尺寸，加工量占铸件质量的13%，同样的金属型铸件的加工余量则占铸件质量的40%。20世纪80年代以来，欧洲等国在半固态应用方面作了大量研究和应用工作。意大利是半固态加工技术应用最早的国家之一，Stampal-saa公司用该技术为 Ford汽车公司生产齿轮箱盖和摇臂零件。目前，日本的Speed Star Wheel公司已经利用该技术生产重约5 kg的铝合金轮毂铸件。我国半固态金属加工技术起步较晚，始于20世纪70年代后期。与国外相比，我国在半固态金属成形技术领域的研究还很落后。就目前我国的研究现状来看，该技术发展动向是金属触变成形技术已经基本成熟，而流变成形技术的发展缓慢。因此，今后将有更多的研究人员转向流变成形理论和应用方面的研究。目前，半固态金属成形技术主要应用于铝、镁、铅等低熔点金属的成形，对高熔点黑色金属的应用较少，这是今后研究的方向。目前，国内外学者已经开发出了半固态成形过程数值模拟软件，但是还有不足，需要加强应用计算机技术。

4.8 铸铁材质

（1）薄壁高强度灰铸铁件技术

我国2003年铸件总产量为1987万t，其中灰铸铁件为1049万t，占总产量的53%。灰铸铁件在汽车上的大量应用是由于该材料具有较低的成本和良好的铸造性能优势。随着汽车技术轻量化要求，灰铸铁的增长和发展将受到一定的影响，因此其发展趋势是加强薄壁高强度气缸体、气缸盖铸件技术的开发与应用。薄壁高强度气缸体、气缸盖铸件技术的难点是使最薄壁厚仅为3-5 mm的本体断面硬度差<40HBS，组织细密均匀。轿车气缸体和大功率柴油机气缸体、气缸盖铸件的硬度、珠光体量、碳化物含量、石墨形态等金相组织的技术要求高。如大功率柴油机气缸体、气缸盖要求本体硬度分别为1 70～228 HBS、179～235HBS，强度和尺寸要求高，表面粗糙度Ra<50 pm。灰铸铁的材质牌号在不断提高，HT300已用于气缸体、气缸盖的生产，有的产品可能要达到HT350。国内汽车铸造厂在材料工艺、熔炼工艺、造型工艺、制芯工艺、模具制造工艺、检测技术等方面作了大量工作，并将这些技术应用在轿车气缸体和大功率柴油机气缸体、气缸盖等铸件上。

（2）蠕墨铸铁技术

蠕墨铸铁具有球墨铸铁的强度，与灰铸铁相比又有类似的防振、导热能力及铸造性能.有好的塑性和耐热疲劳性能，可以解决大功率气缸盖的热疲劳裂纹问题。铁素体机体蠕铁的工作温度可达到700℃；高硅钼蠕铁的工作温度可达870℃。蠕墨铸铁不会取代球墨铸铁，也不会取代灰铸铁。蠕墨铸铁广泛应用的巨大潜在市场是汽车业，其主要产品则是发动机气缸体和大功率柴油机气缸盖。随着汽车轻量化和比功率（功率/排量）的提高，气缸体和气缸盖的工作温度越来越高，许多部位的工作温度超过200℃，在此温度下，铝合金的强度大幅度下降，而蠕铁则具有很大的优势。它将成为唯一能满足技术、环保和性能要求的先进的汽车发动机材料。因为蠕墨铸铁具有强度高、壁薄的特点，可以减轻质量。公司的研究表明，同样功率的发动机气缸体如果用蠕铁，壁厚可以由原来的7 mm减为3 mm，铸件质量可减轻25%。

蠕墨铸铁的蠕化处理范围很窄，核心技术是用合适的生产技术与相应的蠕化剂。国外宝马汽车公司、戴姆勒一克莱斯勒汽车公司、达夫公司的发动机气缸体用蠕墨铸铁生产。福特（Ford）公司与辛特（Sinter）合作，于1999年在巴西每年生产10万件气缸体。德国Halberg铸造厂，从1 991年开始为奥迪生产V8蠕铁气缸体，壁厚3.5 mm，147 kW的气缸体质量仅74 kg。东风汽车公司铸造厂，于1 984年5月正式在流水线上批量生产蠕墨铸铁排气管，成为我国第一家在流水线上批量生产蠕墨铸铁件的工厂。在20世纪90年代初，又先后成功开发了蠕铁变速器壳体和上海大众桑塔纳轿车排气管。一汽铸造公司无锡柴油机分公司于20世纪80年{BANNED}始大批量生产蠕铁气缸盖。上海圣德曼铸造有限公司为上海大众生产中硅钼蠕铁排气管。

（3）球墨铸铁技术

球墨铸铁由于具有高强度、高韧性和低价格.所以在汽车市场上仍有很展。我国球铁产量也在持续增长，2003年产量占总产量的24%，同时制定许多球铁标准，研究开发了适应球铁在流水线上大量生产的先进工艺，如摇包、气动脱硫，型内、盖包球化，多种瞬时孕育，音频、超声、热分析检测技术。当前，在工业发达国家中，球墨铸铁件的产量在铸件总产量中占25%以上，美国2003年球铁产量占铸件总产量的33%。汽车铸造业球铁产品技术工艺的发展趋势有以下4个方面。

一是铸态珠光体、高强度（QT700-2、QT740-3）的载货车和轿车曲轴，铸态铁素体、高伸长率（QT400—18、QT440-10）的汽车排气管和桥壳底盘类铸件。更高牌号QT800-2、QT900-2也在开发应用之中。

二是保安类铸件，铸态生产轿车转向节的材质技术条件十分严格，要求铸件零缺陷，100%的无损检测，目前已有3项自动检测技术用于生产。

三是耐热球铁件，即高硅钼、中硅钼、高镍球铁，该材质生产的排气管件，有很好的抗高温性能：目前国内汽车公司铸造厂已经生产出铸态中硅钼铁素体球铁排气管件。

四是奥贝球铁，该材料特有的材质性能成为铸造业的焦点，这是一种很有开发应用潜力的材料，主要用于生产曲轴等产品。

除上述外，汽车铸造厂已经生产出铸态球铁冷激凸轮轴。

4.9 铸造过程计算机应用技术

随着汽车铸造技术的快速发展，为缩短铸件生产准备周期和降低新产品开发的风险，用快速原型技术、计算机仿真模拟、三维建模、数控技术的应用越来越广。快速原型技术在铸造生产中的应用有了很大的发展。它除了应用开发新产品试制用的模具及熔模铸造的蜡模外，还可以制做酚醛树脂壳型、壳芯，可以直接用来装配成砂型。国外公司在接到客户提供三维CAD数据后，根据不同的产品结构，最快可在3周时间内为客户提供铸件。模拟造型过程正在成为国际汽车铸造关注的前沿领域之一，清华大学、日本新东工业等对湿型砂紧实过程进行模拟。值得注意的是，德国亚琛工业大学、清华大学正在对射芯过程进行数据模拟。国内汽车铸造业CAD-CAM-CAE一体化设计开发得到充分应用，特别是CAE凝固模拟虚拟技术，应用Magma、华铸软件对新产品的铸件充型、凝固的温度场和流动场模拟分析处理，预测和分析铸件的缺陷。铸造专家系统得到进一步应用，如型砂质量管理、铸造缺陷分析、压铸工艺参数设计及缺陷诊断。

4.10 铸造检测技术

铸造检测技术是保证铸件质量的关键手段。铸件尺寸检查，有常用的检查卡具、卡板，有专用的检测夹具。对于气缸体、气缸盖等复杂件，用三坐标仪自动测量铸件尺寸和超声波仪检测铸件的壁厚。无损检测技术的应用越来越广，对重要件时常用荧光磁粉检测表面裂纹；用超声波或音频检测球铁的球化率；用涡流检测铸件的基体组织（珠光体含量）。为满足重要件的检测要求，可将上述3项检测仪器组合成一条自动检测线。用X射线检测铸件内部的缩孔与缩松缺陷，日本本田对球铁转向节铸件100%用X射线探伤：用工业内窥镜检测铸件内腔质量，气密性渗漏检测。化学成分检测，真空直读光谱仪和碳硫测定仪在炉前、炉后铁水质量上得到普遍应用.微量元素和气体元素N、O、H的分析得到重视：炉前快速热分析得到推广应用，快速预报铸铁的碳硅当量、孕育效果、基体组织和力学性能。

4.11 绿色铸造技术

“绿色铸造”是使铸造产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理整个产品的生命周期中，对环境的负面影响最小，效率最高。铸造行业历来被认为是高能耗、高污染的行业，要不断开发新的节能、清洁、低排放、低污染的铸造材料以投入生产使用。对于树脂，要想办法降低游离甲醛和游离酚等有害物质的含量；逐步加大冷芯盒技术应用，以减少树脂砂对环境的影响，实现达标排放：降低热芯盒、壳芯砂的固化温度，制芯工艺由热芯盒法向温芯盒法转变，以节约能源。我国汽车铸造厂每年消耗新砂近千万吨，旧砂排放的污染，以及新砂大量的耗费，不堪重负，因此旧砂的再生利用技术势在必行。先进工业国家废砂排放量降到10%以下，在欧洲、日本等地区旧砂的再生利用技术得到广泛应用。哈尔滨东安汽车发动机公司引进意大利的热法再生设备，已在生产中应用。一汽铸造公司引进日本技术，热法再生和机械再生结合，处理芯砂和型、芯砂混合砂已在生产中得到应用。目前，东风汽车公司也正在加速旧砂再生技术开发应用工作。加大废钢及回炉料的利用，以减少新生铁和铝的耗费。汽车铸造业面向循环经济的铸造技术，要以循环经济3R为行业准则，即以减量化（Reduce）、再利用（Reuse）、再循环（Recycle）来开展工作。

5. 我国汽车铸造业面临的问题

我国汽车铸造业在经过“经济”转入“市场经济”的过程中，经历了起步、稳定、发展、成熟4个阶段，取得了令世人瞩目的成绩。但是，我们必须清醒地认识汽车铸造业的历史重任及与发达国家的现实差距，牢牢把握国内外铸造技术的发展趋势，适时适宜地用先进的铸造技术，实施铸造业的可持续发展战略，目前汽车铸造业主要有以下问题。

铸造企业平均规模与经济规模和国外比有较大差距。我国的铸件产量虽然已经连续5年位居世界首位，有一批产量较高的大中型企业，但大多数铸造企业规模偏小。就整个铸造行业而言.其现状仍然是厂点散（铸造厂点达2万多个），从业人员多（达120万人之多），效益低下（厂均铸件仅为500 t/年），只相当于美、日、德、法、意等工业发达国家的1/9-1/4。

铸造企业整体技术装备水平和国外比有较大差距。企业间技术装备水平差距较大，少数企业的个别生产车间的技术装备水平，已接近或达到国际先进水平，但是整体水平不高。据统计，我国已从国外进口自动造型线210多条，还有国产造型生产线250多条，这些生产线主要集中在汽车内燃机件的大批量生产企业中。

东风精密铸造有限公司的简介

以小拼大、化大为小，制造重型、复杂的机器零部件，并且可以把不同材质和不同形状尺寸的坯材连接成不可拆卸的整体，使材料的性能得到充分利用所谓的热处理是将固态金属重新加热、保温或冷却而改变其组织结构以满足使用或加工要求的生产方法，它不改变金属的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能除机械加工方法之外。

还有一些零部件，由于具有高硬度、高强度、高脆性或高熔点等特性，导致零部件非常难以普通的机械加工来完成，比如硬质合金、钛合金、淬火工具钢、玻璃、陶瓷等；还有一些零部件有非常复杂的表面形状，很难进一步用机械加工来精密处理以上就是汽车零部件制造的工艺方法，可以看出，汽车零部件的制造，几乎涉及到了社会的各个行业，特别是工业制造方面，几乎最先进的方法都是首先应用在汽车上的按铸造工艺分类大致可分为两类：砂型铸造(90%)和特种铸造（压力铸造、低压铸造、金属型铸造、离心铸造等）。

可以根据零部件的材料、形状、性质等合理选择汽车冲压所使用的模具是非常有技术含量的，世界上只有少数几个国家可以生产，中国现在大部分车企都使用进口模具，少数企业使用国产的模具和冲压设备。

冲压：冲压工艺是一种先进的金属加工方法，它建立在金属塑性变形基础上，在常温条件下使金属板料在冲模中承受压力而被切离或成形，从而获得具有一定形状、尺寸和性能的零件的加工方法它的特点是生产率高、操作简便、易实现机械化与自动化、质量稳定、不需要后期机械加工、能加工出形状复杂的零件、冲压零件的表面质量较好、冷冲压不改变材料的机械性能等，缺点是不能加工较厚的材料"大家看汽车上的各种零部件，形状是千姿百态、千差万别，每一个零件形状都是独特的，几乎没有完全一样的。

非金属材料的成型工艺：在汽车上还有大量的橡胶、塑料、陶瓷以及其它复合材料等，比如保险杠、车门内衬板、工作台、密封胶条、油箱等，它们是怎样制造成型的呢很多人就感到非常奇怪：究竟是什么样的工艺方法，使得一块块金属、塑料等变成形状各异的零部件的有一道工序称为焊装工序，就是把各个冲压件通过焊接组合成汽车车身，很多零部件也用焊接的方式组合在一起随着汽车零部件的高强度化、高精度化及低成本化，粉末冶金零件在汽车上的使用量越来越多，如汽车发动机的气门座、带轮、粉末冶金链轮、连杆等。

穿越“达尔文死海” 轻量化难题怎么破

历经三十余年的不懈努力，东风精铸已经发展成为集产品设计、工艺开发、生产销售等功能为一体，以精铸产品为主导的汽车零部件生产企业。2010年成为国内同行业综合实力排名第一的熔模精密铸造企业，是湖北省高新技术企业、湖北省创新型企业（试点）单位；连续被行业推举为中国铸造协会精铸分会主任委员单位，是中国铸造协会第六届理事会副理事长单位。

东风精密铸造有限公司占地面积16.7万平方米，其中工业占地面积4万多平方米，固定资产6000余万元。公司熔模铸造工艺以“硅溶胶-水玻璃”复合型壳为主，配套铸件热处理、变形校正、机加工、表面处理、装配等成品化制造能力。公司年自产精铸件能力达10000余吨,年销售收入过25000万元。

东风精铸所属的东风精密铸造研究所是国内建设最早、功能齐全的企业精密铸造研究所，具有国内精铸行业最完备的CAE模拟平台（Pro/E、Hyperworks、ANSYS、Procast）和实物验证平台，激光快速成型技术，东风精密铸造研究所从新品图纸设计到样件提交最短能控制在5天内。东风精密铸造研究所每年研发投入不低于公司销售的3.5%，2009年，被认定为湖北省级企业技术中心。

东风精铸产品除为东风汽车有限公司等国内多家知名汽车集团配套外，还为国内多家工程机械、石油勘探、铁路等行业的骨干企业配套服务，部分产品已开始进入国际OEM购体系。

2010年5月8日下午3时30分，中国铸造协会六届一次理事会在京召开，贾成炳、张立波等209名第六届理事代表出席了会议。全体理事用等额、无记名投票的方式选举产生了以贾成炳为理事长，张立波为常务副理事长，杜孔明等22名同志为副理事长的中国铸造协会第六届理事会领导集体。

[汽车之家?行业]?“达尔文死海”，这是一个近几年逐渐被很多技术研发人员挂在嘴边的词汇，特指创新技术产品化之前的技术转化空白区。很多优秀的创新团队、企业都没能穿越这片死海。汽车轻量化领域也是如此。“我们并不缺少技术创新，而是缺少产业化的土壤。”在汽车制造这个大圈子里，类似的话屡见不鲜，但到底该如何突破？

在汽车行业面临多年的轻量化高端技术瓶颈之后，国家新能源汽车技术创新中心（简称“国创中心”）给业界带来了一些新鲜感，聚合轻量化生态，以市场化手段推动技术量产是很好的尝试。10月21-22日，2020年国际先进车用材料创新应用峰会在山东淄博举行。2020新能源汽车技术（轻量化）创新拉力赛同期举办。

国创中心于2018年3月挂牌成立，是科技部推动建设的技术创新中心。国创中心建立“9+4”技术路线。在“智能网联、燃料电池、动力电池、电驱动、电控、轻量化、插电混、前瞻技术、整车集成”九个领域联合共建国内外前沿的研发能力；为行业内提供“开源整车平台、检测验证平台、产权运营平台、孵化创投平台”的技术服务。

■?轻量化目标更清晰?“卡脖子”仍然存在

轻量化是当前乃至未来相当长一段时期内，新能源汽车提升整车性能的关键途径之一。据悉，新能源汽车整车重量降低10%，整车能耗将降低约5.5%，车辆续航里程将提高约6%。汽车轻量化创新主要有三个方面，材料创新、结构设计创新、制造工艺创新。

当前，汽车零部件原材料仍以钢为主，高强钢正在扩大应用量，而铝镁合金也展现出了替代的必要性，而非金属材料，例如碳纤维、复合材料也成为汽车轻量化新的抓手；汽车零部件有很多奇怪的形状，其中一个影响因素就是通过特殊设计减少材料使用，同时又能保证性能不下降；工艺方面轻量化则体现在制造手段，比如铸造、锻造的升级，不同材料之间的有效粘结，克服材料之间的不同的热膨胀系数等。

实际上，多年来汽车轻量化的创新总方向并没有发生较大的改变，但市场的诉求愈加提升。当新能源汽车被视为节能减排的利器开始广泛推广，当三电技术短期内难以实现更大的突破，新能源汽车整车轻量化就又被提到前台。

2019年10月29日，中国汽车工程学会团体标准《乘用车整车轻量化系数计算方法》正式发布，该系数通过车辆的名义密度、重量比功率、油耗/电耗等指标综合计算汽车轻量化的核心价值。该系数也将新能源汽车轻量化目标引到了新的方向。

据介绍，在此前的节能与新能源汽车轻量化技术路线图1.0版本中，轻量化以车辆平均减重百分比为目标，即相比2015年，到2020年车辆平均减重10%，2025年为20%，2030年达到35%。减重的目标并不适用于所有细分市场的车型，因此在2.0版本中目标进行了调整，以纯电动乘用车为例，2020-2025年，整车轻量化系数要降低15%，2030年前达到25%，2035年前达到35%，这样的定位更符合市场化需求。

『国创中心总经理原诚寅』

目前来看，我国高强度钢应用技术基本达到国际先进水平、高性能铝合金应用已经开始起步、先进复合材料应用的技术研究工作不断深入，整体来看乘用车整车轻量化系数显著降低。但与国际先进技术的差距依然存在，首先是车用材料产业研究基础差距，比如大量新材料试验数据依赖国外购，另外是新材料推广应用远远不足，综合性能不变，成本则难以控制。国创中心总经理原诚寅补充道，“材料试验的仿真工具，制造材料用的基础装备、软件、元器件不少都是被卡住的，未来我们需要一个全面的提升。”

■?难的是成本控制?巧的是生态建设

一种全新的材料能广泛应用到汽车市场，少则数年、多则十余年。这毫不夸张。在实验室里，新材料是最容易出成果的领域，但产业应用周期非常长，原因不仅是研发成本高，还包括应用之后下游制造工艺的全面改进、生产设备的调整、人员的技能培训。

国创中心副总经理邹广才说，新材料的应用不是某一家企业就能拉动的，对于有盈利和竞争需求的零部件企业而言，即使做出了创新的技术也很难拿出来共享给整个行业，全新的技术能不能被车企所接受则是又一个很难的突破点。因此，第三方公共服务平台就显得更为重要。

『国创中心打造的创新生态圈』

“我们不想也不会和任何企业去竞争，在技术创新的过程中，国创中心的使命就是做好公共服务平台，聚焦前沿共性关键技术的突破，我们不是下游的产品供应商。”原诚寅说。“高校院所往往专注于创新技术研发，而企业为了降低风险实现利益最大化，则青睐于成熟度高的技术”，原诚寅认为，“因此科技成果孵化成熟的阶段少有人做，形成了技术转化过程中的空白区”。他所做的就是在试图穿越这个空白区——“达尔文死海”。

国创中心把创新技术从无到有，到实现量产的过程分成了9个等级。1-3级可以被视为概念导入阶段，4-7级是概念孵化成为应用技术，乃至产出样品，8-9级产业化导入阶段。国创中心所做的事处于3-8级，也就是技术转化阶段。

技术创新的土壤无非就是人、资本、开放体制支撑的基础研发能力，这背后就是生态建设。“要用市场化手段，推动创新要素凝聚、整合，这个生态涵盖了学、研、资、用、产、政、创。”原诚寅说道。活动现场，国创中心生态圈继续扩张，在轻量化领域，国创中心与英国帝国理工及国内多所高校签约。

『国创中心参与孵化的燃料电池系统配件』

■?新材料拉力赛是轻量化新生态的一个起点

10月22日，国创中心淄博分中心揭牌。淄博市被称为“新材料名都”，有丰富的产业基础，因此把这里作为轻量化材料创新的基地更能获得广泛的人才和支持。

同期，2020新能源汽车技术（轻量化）创新拉力赛成功举办，帝国理工、鼎鑫镁业、渤海汽车、同济大学等15家院校、企业围绕前防撞梁、轻量化制动盘、电池箱体、先进多材料连接工艺等众多轻量化课题展开路演。借助此次拉力赛，国创中心正式对外发布了新能源汽车技术创新拉力赛的赛事品牌“NEVTIR”。

实际上，在2019年，国创中心就已经与淄博市达成了战略合作关系，围绕轻量化领域开展深入合作，并联合启动新能源汽车技术（轻量化）创新拉力赛，从“结构轻量化”、“新能源汽车数字化选材仿真设计”、“先进多材料连接工艺”等行业共性痛点出发拟定命题，吸引高校、企业、科研单位参赛。原诚寅介绍，自国创中心成立以来，已经孵化了20余个项目，其中80%已经产业化了，而轻量化创新拉力赛又是一个新起点，未来将重点孵化10—15个项目，保持孵化成功率在70%-80%。

编辑总结：

在汽车领域，轻量化是老生常谈，但却不得不谈。我国汽车基础材料研发存在一定短板。国创中心作为国家级技术创新中心，正在尝试突破桎梏，建立全新的产业合作生态，其背后是资本链、政策链、服务链、技术链、人才链、创新链。国创中心的工作结点并不是创新技术的产业化终点，它能提供部分研发资金、基础数据和上下游配套企业，但产品最终批量化仍需要零部件、车企主动进一步联合。（文/汽车之家?刘宏龙）