1. 据说二战时日军的战舰内设有铸造工厂,是铸造什么其他国家的战舰内有铸造工厂吗
当然是铸造军舰的一些零件
军事冲突当中,存在着不确定性。鬼知道军舰什么时候会受伤,什么部位受伤。当然祥瑞舰除外
也就是代表着不确定需要准备什么样子的零件。
在风帆木船时代,军舰就在舱底准备一些原木,随时替换坏了部件。。
在《怒海争锋》里面,英国海军就用原木制作栏杆。
到了二战时期,军舰已经成为钢铁巨舰,远洋作战能力大大提升,也就说明军舰作战之后,会远离能修理军舰的港口,金属零部件的替换能力就十分重要。
于是设有铸造工厂,准备融化金属,制作备件。
一般情况下,铸造工厂都是和锅炉室在一起,这样就可以利用锅炉室的火焰和温度,融化金属,制作
铸造工厂
2. 铸造厂特种设备有哪些
桥式吊车(起重机)用于吊(钢)铁水包
电动葫芦-吊砂箱
造型机专
射芯机
浇注机
钢包铁水包
捅箱机(打属箱)
筛砂机
碾砂机
烘砂机
混砂机
皮带输送机
抛丸清理机
淬火炉
能想到的就这些了,专用设备都在里面(冲天炉电炉我就不说了)
楼下的接着补.
3. 铸造厂的粉尘是什么粉尘
铸造厂的粉尘,一般是金属溶液浇在砂模里,这些铸造烟含有大量二氧化硅和金属氧化的粉尘,此环境如果呼吸防护不当,极易患铸工尘肺。为了你的身体建议,建议科学选择防尘口罩。
清尘之道:科学选用经过GB2626-2006标准认证的防尘口罩,有助于预防肺部伤害发生。
1、选择复式半面罩型。一次性口罩由于漏气率高,不适合长期防护。
2、选择 KN100等级防尘滤棉使用。低防护率将导致身体受到伤害。
3、选择硅胶材质的较为舒适。适合长时间佩戴,不易引发过敏反应。硬度高的口罩易造成面部压痕。
4、口罩分大小号,这点极其重要。不要购买那些所谓通用型号的口罩。易漏气。
5、口罩有覆盖口鼻,覆盖口鼻、下颌2种,建议使用后者,相对较为舒适。
6、建议选择呼吸顺畅型口罩。有的口罩采用双滤棉设计,同时滤棉具有双面,这样的口罩相对呼吸顺畅。
4. 说说炼钢中装钢水的金属容器为什么不会融化吧
因为耐火材料的温度远远高于液态金属的温度,因此钢包不会融化。钢包中的隔热层、永久层均可起到减小热量传递的功能,因此虽然包内钢水温度未1700℃,但钢包外壳温度也就300℃左右。
5. 模架用球墨铸铁有什么好处
模架用球墨铸铁的好处有:
1:压力管道和配件好
球墨铸铁用作管道开始时,铁管道和配件大多数由主要工业国家生产,它们的制造、设计和使用既符合国家标准,也符合国际标准和实施规程(I502531)。就运送水和其它液体来说,早就证明球铁管道要优于灰铸铁管道。这种转变的主要原因在于铁素体球墨铸铁的强度和韧性的配合,使得由这种材料所制成的管道能经受高的运行压力,在铺设时能草率装卸。席气输送管道必须能经受多使用条的要求,即经受在管道附近的挖掘和市政工程施工以及交通运输等,这里球铁管道的高强度、高切性和简单的安装及连接工艺已经证明选用这种材料是果断的。
2:汽车应用广
就生产的吨位而论,汽车工业是球墨铸铁铸件第二用户,其数项最多。球铁应用于汽车中的三个主要地方:(1)动力源一发动机部件;(2)动力传递一一齿轮系、齿轮和轴套;(3)车物悬置、制动器和转向装置。动力源曲轴是承受连续变化的弯曲、扭转和剪切载荷的零件,并且在它的使用寿命内,要循环十亿次,汽车设计的工程师们早在19152年即在发现用镁处理的方法四年之后,就立刻考虑采用球铁的可能性。福特汽车公司的几乎所有曲轴都用这种材料来制造。世界上大多数汽油机汽车都装上球铁曲轴来代替锻钢曲轴,这种应用被认为是价值工程的典型例子。
汽车柴油机的制造者们从延长发动机的使用寿命出发,特别谨慎地考虑曲轴材料的选抒,当高强度的贝氏体等温悴火球铁为了提高动力重量比,涡轮增压器的扩大使用影响了材料的设计根据,装有涡轮增压器的排气管的温度提高到500一70。C,在这种条件下,氧化和蠕变强度变得重要了。具有优良性能的球铁正在取代灰铸铁应用于排气管,随着温度的提高,将更进一步使用硅铝合金球铁。
汽车动力传递可锻铸铁件有时用作汽车的传动部件,将球铁应用于圆片离合器、分速器箱、后轴和轮壳等的强烈的趋势。瑞士Sehaffhausen的G.Fiseher铸造厂在这方面有许多应用,他们与设计者紧密合作,把铸钢件、锻钢件以及可锻铸铁件转变为球墨铸铁件。悬置件现在,铁经常用作悬置部件如弹簧挂钩以及制动系统主要安全部件(制动卡钳)和转向关节。
3:农业、道路和建筑应用
现代的经济的农业方法要求能提供在需要的状态下可靠的和使用寿命较长的农业机械。整个农用工业中所广泛使用的球铁铸件包括各种拖拉机配件、犁桦、托架、夹钳和滑轮。典型的部件是农用车俩后轴壳,‘它原来采用铸钢件。道路铺设和建筑工业都需要相当数量灼各种各类的设备包括推土机、打进机、起重机和压缩机,球铁铸件在这些方面都有应用。
4:一般应用多
球墨铸铁机床工业利用球铁的工程性能,它允许设计复杂的机床部件以及铸件重量超过10。吨的重型机器铸件。在应用包括注射塑模板、锻压机汽缸和活塞。球铁的抗拉强度和屈服强度高,机械加工性能好,允许生产较轻铸件而使其保持刚性。同样,球铁的强度和韧性使其成为各种手工工具,如扳手、夹钳和量具的理想材料。
造纸机工业利用了球铁高的强度和高的弹性模数。例如与灰铸铁相比,球铁的弹性模数高60%,设计压力滚筒和干燥滚筒时能减少重量。同样,球铁(适当加入镍锢合金)轧辊应用于钢厂,比起钢和冷硬铸铁来有较高的性能。
5:阀制造好
阀的制造者们是球铁(包括奥氏体球铁)的主要使用者,其应用方面包括成功地输送各种酸、盐和碱性液体。
6. 铸造厂岗位管理制制度
国家安全生产法里规定:少于300人的企业要指定一名管理者作为兼职的安全管理人员;超过300人的,企业要指定一名专职主管人员作安全管理人员。企业法人为第一安全责任人。
要编的制度:《安全生产管理制度》包括:目的、范围、职责(包括安全责任分解到各部门、人)、内容(包括具体实施的内容、步骤、证据等——安全检查表、安全管理方案、重点部位、人员培训及考核等多方面描述) \安全联络线路等。
另外:对于铸造厂,多为烫伤、应该就标准动作规范,还要有老师傅作出训练,有好处的。我也是铸造出身,做过熔炼、浇注、造型、制芯等,危险关键在于与铁水接触的各岗位。找些耸人听闻的案例宣传一下也可以。当然,小心谨慎操作是重要的
7. 铸造行业安全生产管理措施(2)
3建立健全各项标准、规程
标准化是企业实施各项专业管理的基础,供电企业只有紧密结合生产实际,综合运用标准化的方法,建立健全各项安全生产制度、标准和规程,以及主要安全生产过程、事件、活动、检查的安全记录档案,规范各项安全管理程序,规范生产行为,统一安全管理思路、明确安全管理职责;做到安全管理标准明确、安全工作标准准确、安全操作规程精确,真正形成日常管理有章可循,现场作业有规可从,奖惩考核有据可依的格局,并持续改进,不断加强安全生产标准化建设,为安全生产精细化管理创造良好的基础,给安全生产一个强有力的支柱,给企业带来良好的管理环境和高效的运转机制,实现企业安全生产管理能力和管理水平的提升。
(1)法律法规的识别及获取。企业适用的法律法规、标准规范是企业安全生产管理的基础,要建立健全识别、获取的标准,明确主管部门、获取 渠道 及方式,动态识别、获取、更新适用的安全生产法律法规、行政规章及标准规范,并建立数据库,以便于随时查询、学习、索取。要及时将安全生产法律法规、行政规章及标准规范的适用条款转化为企业的制度、标准,贯彻到各项工作中,依法治企。
(2)安全生产管理规范。以标准化为手段,运用“简化、统一、协调、优化”的标准化思想,以业务为核心,流程为主线,企业安全生产目标为指引,充分采用科学的管理方式,梳理安全生产业务流程,明确流程节点的“5W2H”管理要求,有效建立业务与岗位、风险、技术标准及指标的关联关系,将适用的法律法规、技术标准的具体条款和安全生产风险管控的具体要求转化成清晰、易于执行的工作步骤,形成指导员工工作的标准,实现横向到边、纵向到底的统一、规范管理,提升管理水平。
(3)安全生产操作规范。班组是企业的细胞,是安全生产的主体,班组安全是企业安全的基石。为确保企业的安全生产管理措施和要求切实得到有效执行,必须加强和推动班组标准化和精细化管理,全面梳理现场作业,对作业行为隐患、设备设施使用隐患、工艺技术隐患等进行分析,并制定有效的风险控制措施和作业步骤,明确作业流程,对涉及操作业务的作业人员进行标准作业提供正确指导的操作规范,做到“科学、简单、实用”,既减轻员工负担,又让基层员工“按规矩干活”,加强生产作业行为的安全管理,提升风险管控水平和工作质量。
(4)安全生产管理信息化。依托信息平台,将业务流程固化到信息系统,使各项业务管理更加实用、简便,提高工作效率;应用移动作业平台,通过信息系统固化作业操作规范,实现现场作业全过程管控,逐步使各项工作实现“规范、高效”。
4建立健全安全生产监督检查长效机制
安全生产监督检查是安全生产管理工作中不可缺少的一环,是消除隐患,防止事故发生的重要手段。加强安全生产监督检查精细化管理,建立健全长效机制,通过对各项标准、规程的实施进行检查,严格监督和控制生产过程每个细节,及时查堵漏洞,及时发现并消除所存在的不安全隐患,是抓好安全生产的关键环节。作业人员在长期同一种工作环境中,往往会产生松懈麻痹思想,犯 经验 主义和投机取巧的错误,用自制条款代替安全规程、用简化程序代替作业标准、用野蛮作业代替科学施工、用盲目指挥代替正确命令,所有这些都必须通过安全监督加以解决。供电企业安监部门要深入生产一线,及时发现生产工作中存在的隐患和管理漏洞。要主动与各生产单位沟通信息,及时向他们通报上级安全管理的要求、职工奖罚处理、安全管理工作重点等情况,主动征求有关部门的意见和建议。特别是在事故调查和处理中,安监部门要充分听取事故单位的意见,全面了解和掌握情况,对事故原因和责任做出正确的分析和判断。以免因事故原因分析不当或对有关责任人处理不当,而对安全管理的严肃性、安全监督的权威性造成影响。
5完善绩效考核
建立健全安全生产考核指标体系,是搞好安全生产工作行之有效的办法。安全考核的范围要齐全,从管理层、执行层到作业层,从上到下,无一遗漏;安全考核内容要全面,从生产系统、外部环境到精神状态,包括安全生产全过程,全方位;安全考核指标要量化,考核指标具体,奖惩有依有据;安全考核措施要严格,重奖重罚,奖惩分明;安全考核原则要坚定,坚决执行安全一票否决,实现安全事故“零指标”控制。安全考核要从基层抓起,从基础工作入手,认真落实省公司、市局、县局到员工个体的四级安全责任考核,通过建立健全安全生产考核指标体系,充分发挥绩效考核的牵引作用,进一步强化各级安全生产责任制,促使各级安全生产的责任落到实处。
6全面推进安全文化建设
安全管理精细化是一种精益求精的文化。安全精细化管理的文化内涵在于实行刚性的制度,规范人的行为,强化责任的落实,以形成优良的安全执行文化。安全文化建设要结合企业实际,统一规划,循序渐进,充分考虑自身内部的和外部的文化特征,引导全体员工的安全态度和安全行为,实现在法律和政府监管要求之上的安全自我约束,通过全员参与实现企业安全生产水平持续进步。企业应建立包括安全价值观、安全愿景、安全使命和安全目标等在内的安全承诺,企业领导者要做出表率,各级管理者应对安全承诺的实施起到示范和推进作用,形成标准化、程序化、精细化的工作方法,层层推进,步步为营,利用一切的宣传和教育形式传播安全文化,充分发挥安全文化建设的渗透力和影响力,达到启发人、教育人、约束人的目的。要向员工灌输精细化的意识,从思想源头培育员工追求精细化的安全文化氛围。通过持续的企业安全文化建设,逐步改进员工的心智模式,转变员工重视安全的工作态度和工作方法,并通过安全绩效,激励员工安全行为,遵守行为规范,自主学习与改进,潜移默化,使精细化成为企业全体成员的自觉行为。
7客观安全评价与持续改进
需要客观真实的安全评价为安全精细化管理提供依据和条件。要对生产过程中固有的或潜在的危险、有害因素及其产生危险、危害的主要条件进行有效识别;要对危险程度和危险级别进行定性化和定量化评价,更要提出消除危险、有害因素及其主要条件的合理可行的最佳技术、措施和方案,提出安全对策措施,建立安全事故应急预案,进行安全事故演练,通过事故模拟,分析生产运行现状。按照“策划、实施、检查、改进”动态循环的模式,结合企业实际,建立健全安全生产标准化系统,并使之有效运行,通过评价,验证各项安全生产制度、标准的适宜性、充分性和有效性,检查安全生产工作目标、指标的完成情况,采取纠正措施,不断完善,做到循环递进,螺旋上升,最终形成持续改进、不断创新的安全精细化管理机制,达到最佳安全效果。
铸造行业安全生产管理控制措施浅议
摘要:
分析铸造行业隐患人、隐患点,建立切实可行的有效管控(监控)措施,控制人的不安全行为、控制物的不安全状态、控制作业环境、加强安全管理等。
关键词:
铸造行业;安全管理;控制措施
引言
铸造行业近年已列入“高危企业”,企业承担风险大,“落实主体责任”压力重,安全生产管理主要瓶颈,就是如何掌控“动态管理”因素的变化规律,采取有效措施,控制人的不安全行为、控制物的不安全状态、控制作业环境、加强安全管理,遏制生产事故的发生。
1控制人的不安全行为措施
(1)确定“隐患人”。同样事故二次以上者;不同事故三次者;重大事故一次者;警告二次以上者;违章操作三次者。(2)建立安全行为细则。分二项、三序、二重点。即机械操作项与个人行为项;熔炼、浇铸和清理工序;变电所与电炉二个重点。建立个人行为安全准则;工序安全细则;变电所安全管理、电炉安全检测内容等安全运行措施。(3)天天“念经、做操”,控制人的操作行为。组织员工念好经做好操。“念经”就是:熔化序、特注意;控制室、人不离;开炉前、先查看;水电表、必看好;前炉衬、班必查;液压站、试翻转;用冷炉、紧水管,起炉时、听异声;加料时、用磁吊;不明料、要扔掉;漏铁水、先断电;规定板、天天看。安全会、记录请;抓培训、不放松;新安法、有亮点;思维变、守红线;预防好、事故跑;念好经、安全保。做操就是“吊车指挥手势”:手心向下摆,吊钩向下落;手心向上扬,吊钩向上起;手心向上摆大臂,吊钩快速向上起……
2控制物的不安全状态措施
经过“爆炸、火灾、毒气”危险辨识,确定隐患点:熔炼与浇型过程(爆炸隐患);醇基涂料与油漆、木型模具的管理(火灾隐患);粉尘、噪声(有毒有害)。(1)熔炼与浇注过程(爆炸隐患)。中频电炉熔炼本身就构成了重大危险“隐患点”,生产环境中“水、火、电”为一体的工作运行原理的特点,决定了每道工序环节上的检查,不允许有点滴差错。1)无论炉体炉衬还是冷却水管线,热胀冷缩,如果处理控制不好,会经常出现设备故障,也会带来隐患和险情。如炉衬产生裂纹、炉领横裂纹;内水循环接口渗漏水滴,打火崩坏线路原件等;2)电炉运行系统水路汽化问题,往往被人忽视。只要设备设定水路分离器,就要控制、监管它。因水温过高而产生了汽化,汽化现象会导致炉体感应圈被熔化而发生险情;3)翻转系统如果不是机械传动系统,靠油压来完成的电炉易燃,最好采用“水基乙二醇”,阻燃、安全。(2)生产过程中,一旦发生漏炉事故,立即采取有效的应急措施。1)漏炉了,第一步快速切断炉体电源;迅速将炉中铁水出炉,一定保证炉内铁水高度低于漏点再去做排险处理等工作;2)漏炉了,铁水与水碰撞一起而且产生爆炸情况,先逃生再断电、断水,为了防止周围火灾发生,要快速切断周围电源,打开消防水带迅速,降温、灭火;3)漏炉了,翻转系统又失灵了怎么办?先快速切断电源,采用耐火泥杆从炉体外部堵漏点。(3)醇基涂料与油漆、木型模具的管理(火灾隐患)。铸造企业所用易燃易爆化学品种类很多,火灾防患不容忽视。易燃物品周围10米之内严禁烟火,张贴禁火标志,加强火源管理,做好应急管理,尤为重要。库内、现场引燃易爆品的存量大小决定了“危险隐患源”等级,库房每周上报一次进货量、库存量。做到严格管理,如:库房上锁,领用者签字、下班前剩余料返回库内,库房监督,双方确认。
3控制作业环境措施
铸造作业环境粉尘大、噪声大(有毒有害),温度高,控制作业环境不当,容易产生矽肺、噪声性耳聋、中暑等职业病。重点放在“预防为主”,贯彻执行“职业病防治法”,做好危害因素告知、职业病现状评价、员工体检,加强个体防护等工作,采用伸缩式打磨室、喷漆室等除尘措施,大大降低了打磨室的扬尘,漆雾的污染,效果良好。
4安全管理措施
(1)安全生产管理“检、落、检、罚”。强化“检、落、检、罚”不断地重复次数,“强制性”的全覆盖、零容忍贯穿着全过程作为开展工作的着力点、主攻方向,实现“安全生产事故为零”的目标。(2)突破铸造业安全生产管理难点。1)人的思想行为。人员流动突出、技术人才断档、一线员工文化底子薄;落后的生产工艺,原始的操作方法,根深地固的不良行为,给管理带来难点。采用心灵上和自然引导的方法,企业与员工的安全管理目标是一致的,都是为了保障员工身心健康,因此从各自角度加强管理,杜绝、纠正习惯性违章行为;2)从改变作业方式及技改投入上分析。陈旧的作业方式及“技改”投入不足,是产生安全隐患的根源。中国要从制造大国走向制造强国,需要企业家大胆创新,采用智能机器人代替工人做一些危险大、重复性、简单的体力劳动,既能提高工作效率,又能保障本质化安全生产。
(3)安全管理“细致入微”。从铸造业安全生产管理过程看出,突显了“烫爆砸、粉噪火”预防特点,从源头微细环节入手,无论什么类型“隐患”,都应遵循“人机料法环”五要素分析,得出安全的方法、措施。要坚持分类、分项、分级、分层、分组、分最小单元去做,用最精细思维方式,不放过微小隐患的预知内容,去获取100%安全的“零事故”目标。
(4)抓培训不放松。普遍存在着依赖性较强,一级压一级,遇事紧张一段时间,连讲代查再整改。过了“紧张期”反弹回原点,习惯性违章冒险操作时有发生。抓培训不放松,注重“反复性”培训,分步骤、分级、有计划地对人的思想意识、法律法规、操作规程、安全标准化管理体系等进行培训,用新的刺激方法刺激员工大脑,接受安全生产知识。掌控“动态管理”因素的变化规律,采取有效措施,控制人的不安全行为、物的不安全状态、作业环境,加强安全管理,遏制生产事故的发生。
参考文献:
[1]史禹.给力安全培训,打造本质安全型员工[Z].现代职业安全,2011(02).
[2]郭忠荣.安全生产避免事故发生重在预防管理[J].山东工业技术,2015(17)
作者:李振涛 单位:沈阳东北铸造厂
8. 什么是铸造业
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资源优势,发展自己的铸造工业。
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资源优势,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。山西是铸造资源大省,有丰富的生铁、煤炭、铝镁、电力、劳力资源、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。一是采用铝、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,要求采用快速制模技术、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,新建铸造厂均首选采用静压造型技术。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”。该工艺方法是采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,有的采用国产铸造生产线:有的采用简易生产线或单机生产;有的采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,该工艺将大量采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,采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。熔炼设备国内采用普通、快速中频炉;国外采用真空炉、翻转炉、高频炉技术。采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采用硅溶胶+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采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采用冷芯盒制芯技术。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、江西五十铃等均采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:一是采用大型热风除尘冲天炉与工频保温炉双联熔炼工艺;二是采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、东风汽车公司采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采用破碎处理工艺。
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%。日产汽车计划在2010年以前,70%的汽油机轿车的气缸体采用铝制材料,近100%的气缸盖及变速器壳体采用铝制材料。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采用压铸(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采用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。欧宝公司的研究表明,同样功率的发动机气缸体如果采用蠕铁,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,核心技术是采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大发展。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,采用快速原型技术、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,采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,对重要件时常采用荧光磁粉检测表面裂纹;采用超声波或音频检测球铁的球化率;采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。采用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:采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,资源效率最高。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,以及新砂资源大量的耗费,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,以减少新生铁和铝资源的耗费。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(Rece)、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“计划经济”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,适时适宜地采用先进的铸造技术,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。