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铸造业稳步发展,高端铸铁件急需突破发展瓶颈

Source:
2018-06-13

国内铸铁近年发展概况

数据显示,2017年中国各类铸件总产量4,940万吨,较2016年增长4.7%。从2002~2017年间,除2015年出现1.3%的下降外,中国铸件产量始终保持着正增长。自2011年,增速已由高速增长转变为中低速增长。

铸造业稳步发展,高端铸铁件急需突破发展瓶颈

近年来中国铸件产量及增长率变化情况

铸造业稳步发展,高端铸铁件急需突破发展瓶颈

铸造业稳步发展,高端铸铁件急需突破发展瓶颈

2014-2017年中国铸铁件产量和铸件产量对比

2017年下游行业各类铸件需求比例为:汽车铸件占比上升至30.6%(2016年为29.9%)尤其是货车产量大幅增长,因此,汽车产量及结构的变化对铸铁件影响巨大。

铸造业稳步发展,高端铸铁件急需突破发展瓶颈

根据中国海关列为铸制品的进出口商品统计,共计13个税则号,全部都是黑色金属铸件产品。从海关统计数字来看,由于2017年人民币与美元汇率变化,使铸件出口吨位下降,而“交货值”增加;铸件进口“交货值”是出口的5倍,说明我国进口铸件多为“高端铸件”。

国内外差距

铸造业稳步发展,高端铸铁件急需突破发展瓶颈

国内铸铁厂除了多而分散、产能过剩、两极分化外,与工业发达国家相比,差距主要表现在:

(1)质量的稳定性、一致性差是我国铸铁件生产的突出问题:相同碳当量,灰铸铁强度低1级;铸件尺寸精度低1-2级,表面粗糙度差1级;废品率高,铸件的缩孔、缩松和变形问题日益突出;铸铁件的弹性模量和残余应力等指标,长期未列入验收范围;

(2)铸铁行业专业化生产程度不高,数字化、智能化水平低;

(3)大型、厚大断面、高端铸铁件的质量控制技术有待提高;

(4)蠕墨铸铁应用存在差距;

(5)10t/h以上大型热风水冷连续式冲天炉的国产化及应用;

(6)环保意识差,污染大、操作人员劳动强度大。

解决问题思路及发展趋势

要提升中国铸铁发展水平,缩短与发达国家之间的差距,必须做到以下几点:

(1)加强新材料、新工艺和新技术的研发和推广应用。

(2)提升企业的数字化、智能化水平,采用先进的管理软件和方法。

(3)加强产品结构、产业结构调整,实现产品专业化和经济规模化。

(4)注重人才培养、加强自主创新。

轻量化、清洁化生产,走可持续发展的绿色铸铁行业发展之路。

“中国制造2025”的终极目标是把互联网、物联网引入制造业,使产品的生产达到高技术、高质量、高效率、智能化。未来铸造行业的发展趋势是向大型化、轻量化、精确化、智能化、数字化、网络化及清洁化的方向发展,而技术含量高的高端铸铁件将成为发展方向。

关键技术研究及发展路线

铸造业稳步发展,高端铸铁件急需突破发展瓶颈

我国高档数控机床、核电、高铁、机器人等战略新兴产业的发展对铸件的质量、可靠性、精度保持性和可追溯性等提出了新的、更高要求,需要加强关键技术研究。

(1)超大断面球墨铸铁件技术与装备研究,超大断面球墨铸件指重量超过100 t, 壁厚在300 mm以上,要求组织:球化级别2~3级,铁素体含量≥90%,碳化物+磷共晶≤0.5%;如QT400-18材质铸件的性能指标要求在-40 ℃的冲击功≥12 J。解决百吨级球墨铸铁核废料罐(要求断裂韧性KIC≥50 N/mm2·m1/2)生产所需的技术与装备问题;

(2)高精度及精度保持性高的机床床身铸件批量生产技术研究;

(3)开发数字化铸铁车间制造执行系统,建设数字化示范车间;

(4)蠕墨铸铁在线检测与控制技术研究;

(5)等温淬火球墨铁件(要求等温淬火时盐浴槽温度波动范围在±5 ℃之内)稳定生产技术与装备研究;

(6)铸铁材料、铸造工艺数据库系统的研究与推广应用;

(7)10t/h以上大型热风水冷连续式冲天炉研制与生产应用;

(8)大型、复杂、精密、低成本铸铁件制造技术的集成创新。

发展路线

(1)通过对大型及关键铸件生产中关键技术的研究,掌握生产的核心技术,并将技术加以推广应用,从而提升我国铸铁行业的整体制造水平。

(2)开展新材料的研发和机理研究,进而掌握高性能新材料的制备技术和相关理论知识,并针对新材料制定相应标准,提升我们的行业地位。

(3)针对提高铁液质量开展研究,掌握铁液精炼和净化技术,以及高效稳定的球化、孕育工艺及检测手段。

2017中国铸造活动周期间,以下特约技术报告对我国铸铁发展过程中存在的问题进行探讨并给出了相应的解决办法,受到参会代表的强烈关注。《可代替锻钢的超级球铁绿色制造关键技术开发》解决了生铁遗传性对球铁性能的制约;《铸铁熔体冶金质量的评价与调控》为生产高端铸铁件提供优质铁液的关键技术;《高端球铁件绿色铸造方案》为铸造企业实现绿色生产提供了新的解决思路;《高质量球墨铸铁微量元素和合金元素选择控制评述》根据我国情况提出了相应的化学成分选择范围。2018中国铸造活动周将于2018年11月15-17日在苏州国际博览中心举办,针对我国高端铸铁件生产技术瓶颈问题,特邀专家就“高端装备制造业关键铸件生产技术”相关内容展开探讨,介绍我国制造业目前对铸铁件的需求情况及未来发展趋势,分享关键生产技术问题的解决方案,力争改变高端铸铁件依赖进口的局面。

铸造业稳步发展,高端铸铁件急需突破发展瓶颈

同时,为了让中国传统铸造企业顺利转型升级,跟上智能生产时代发展潮流,同期举办的2018中国铸造工业展(CHINACAST 2018)立足于“中国铸造活动周”的专业服务平台,举办丰富多彩的现场活动,并集中展示当前铸造领域具有代表性的铸造设备、 产品、技术及研究成果;其中,自主研发高端铸铁件将定向邀请知名企业进行现场展示,介绍生产经验。

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Edit:中国机械工程学会铸造分会