精铸工艺与汽车零部件制造

“失蜡铸造”这一古老的工艺技术到工业化飞速发展的今天，其生命力愈显旺盛，传统的造形工艺与现代日新月异的新材料新技术开发应用相结合，使精铸工艺的魅力得到更充分的展示，精铸工艺在汽车零部件制造方面的应用也越来越受到世人的关注。 

   近年来，中国经济持续保持强劲增长的态势，作为国家支柱产业同样也是朝阳产业的汽车工业近几年得到飞速发展；相关数据和研究预测表明：2003年生产汽车400万辆比2002年增长了100万辆，未来5年世界汽车业巨头在华采购汽车零部件将达到500亿美元，市场潜力巨大，给包括精铸行业在内的相关汽车零部件产业展示了一个广阔的发展空间，特别是国外同行对精铸工艺在汽车零部件制造中的应用与发展处于认知期，更为国内正在用精铸工艺从事汽车零部件制造的企业带来非常好的发展机遇。 

   发展机遇是客观存在的，关键是国内精铸行业能否通过自身综合能力的快速提升，在铸件品质与研发技术方面缩短与国外同行的差距，进而抓住机遇，并进一步发挥精铸工艺的延伸优势。目前，由于国内精铸件的整体质量水平不高，精铸企业对国际采购标准的不熟悉，以及研发能力与技术、资金的投入严重不足，制约了中国精铸企业在汽车零部件制造方面的快速发展，如果不尽快扭转这种局面，我们丢失的不仅是发展机遇，更重要的是将来所面临的生存考验。东风精密铸造有限公司作为东风汽车有限公司零部件事业发展的一部分，经过近三十年的探索，在汽车零部件的制造与发展方面取得了一点实践经验，愿与各位同行共同探讨。 

   一、国内外精铸业发展概况与精铸工艺技术发展趋势 

  （一）行业发展概况 

   1．国内外精铸业的现状 

   03年全球精铸件总产值约70亿美元
   分布区域美洲欧洲亚洲其他年均增幅＞7.2%
   所占比例50%25%22%3%

  其中，中国2003年精铸件总产量为37.6万吨，销售额达68.5亿元。 

   -国外精铸行业国内精铸行业
   产品覆盖范围航空航天、民用五金汽车零部件、农机部件、矿山机械、五金等
   产品价格≥10万元/吨≤1万元/吨
   产品附加值很高较低
   人均销售收入160万元.人/年14万元.人/年

   注：国外对精铸工艺在汽车零部件制造中的应用与发展处于认知期。 

   精密铸造属劳动密集型行业，近些年随着工业技术的快速发展，特别是与之相关联的新材料与新技术开发应用水平的不断提升，精铸行业到今天已演变为劳动与技术密集的复合型行业，精铸产品优越的性能价格比以及无可比拟的“可塑性”，使得其工艺的延伸性优势已越来越受到工业界的关注。近些年，在与其他工业制造技术的竞争中，精密铸造技术的竞争优势日趋明显，如“以铸代锻”、“以铸代冲”、“铸代加工”等等，其发展前景看好。 

   2．国内外精铸行业的走势 

   精密铸造同样属高能耗行业，随着发达国家对环境、资源控制力的加强，以及中国加入WTO后，法制、政策等贸易环境的日趋改善，国际铸造行业快速向包括中国在内的发展中国家转移的趋势已不可阻挡，国内外精铸业必然存在技术、资本与劳动力、资源的“交换”，暂且不论在这种“交换”的合理性，但这种转移在客观上给了中国由铸造大国向铸造强国迈进的发展机遇，同样，作为特种铸造的精铸业也必将迎来更大的市场空间。 

   国内外相关统计资料显示，近三年，国内各类精铸件年出口增长率保持在12-16%；国外同行通过独资建厂和与国内企业合资等方式，将生产阵地向国内转移的趋势明显，国内涉外精铸企业的年增长率在8.2%以上。 

 3．精铸工艺在汽车零部件制造中的应用 

  国内精铸工艺应用于汽车零部件制造的发展史较国外早，且规模较国外大；精铸件在汽车零部件制造中的应用范围拓展很快，具体表现在汽车用精铸件材质向多元化方向发展、产品应用系统迅速扩大等等。现以东风精密铸造有限公司为例，简要说明近三年来精铸工艺在汽车零部件制造中的应用及变化情况。 

   1）2001年---2003年东风商用车精铸件辆份含量变化情况 

   2）2001年—2003年东风商用车辆份品种数变化情况 

   3）2001年—2003年辆份价值含量变化情况 

   4）2001年—2003年铸件应用系统变化情况 

   5）2001年—2003年精铸件材质变化情况 

   从以上五张表可以看出：2001年至2003年，精铸工艺用于汽车零部件制造的发展态势良好，不仅在东风如此，国内其他汽车制造厂商如郑州宇通、柳州汽车等，纷纷将原来用冲压焊接工艺、锻造工艺等制造的零部件改为用精铸工艺制造，既可降低使用成本，又可大幅度减轻零件重量，零件外观与结构得以优化、美化。同时，精铸件的材质应用范围也迅速延伸，在传统碳钢的基础上，增加了特种钢、微合金钢、精铸球铁、有色金属等，精铸工艺技术的延伸性优势体现得越来越明显。 

   目前，精铸公司用精铸工艺生产的各类材质汽车零部件产品包含齿轮系列、摇臂系列、管件系列、铰链系列、叉类系列、盘类系列、轴类系列、支架系列、磁极系列、随车工具系列等近十四个系列2000余种产品，广泛用于东风公司内、外各类车型的装车。 

  （二）精铸工艺技术发展趋势 

   随着精铸工艺延伸技术的快速发展，客户对精铸件“附加值”的追求将推动精铸工艺技术及产品进一步向“精、优、轻、重、绿”方向发展，“精确、零缺陷”将成为精铸件拓展市场份额的利器，并以此为基点向如下三方面快速延伸： 

   1．结构复杂化、轻量化 

   熔模精密铸造工艺对零件结构与材质的要求很“宽松”，产品结构越复杂，其他制造方式越受限制，精铸工艺的竞争优势体现得越明显，因此，其发展趋势是产品结构越来越复杂。同时，随着新材料新技术应用的快速发展，对精铸工艺发展的“引导性”越来越强，铸件将快速地向材质轻量化发展；另一方面，工艺技术的进步将使精铸产品的“形体”越来越轻量化。 

   结构复杂化与材质轻量化示例： 


   2．精铸件“成品化”趋势 

   少、无切削是精铸工艺的优势之一，在越来越激烈的市场竞争过程中，精铸企业必然会选择逐步摆脱“为他人做嫁衣”这种毛坯制造企业的尴尬境地。简单地满足客户的产品需求是不够的，精铸工艺产品必须充分发挥其少、无切削的优势，为客户提供全价值链的服务，通过精铸件“成品化”（而不限于毛坯或零件）来降低客户的使用成本，从而为客户创造价值，实现“双赢”的市场格局。 

   以下是部分示例： 
 
   精铸铝合金产品
 
   精铸球铁产品
 
   精铸耐热钢件
 
   精铸镍基合金

二．国内精铸行业在品质与技术方面与国外的差距 

   近几年中国精铸业有了长足进步，精铸企业的数量已遥居世界第一，但整体经济效益无论是人均产量、人均销售收入、盈利水平，还是铸件质量、资源消耗，与国际先进水平相比，仍有较大的差距，平均劳动生产率不及发达国家的1/10；整个行业的管理水平尤其是质量意识和质量控制水平不适应快速发展的市场经济要求，加上普遍存在的对技术研发的投入不足，造成自主开发与技术创新能力较差，绝大多数企业没有自己的核心技术和具有市场竞争力的核心产品；同时由于国内整个精铸行业的供应链及装备制造环节相当弱，也严重制约了国内精铸行业在品质与技术方面的快速提升。 

   制造环节品质与技术方面的对比： 

   项目精铸公司国内先进水平国际水平
   模料低温模料为主，少量中温模料中温模料中温、高温模料
   制壳工艺 水玻璃型壳＋复合型壳+硅溶胶硅溶胶型壳硅溶胶制壳
   熔炼设备中频炉快速中频炉大功率快速中频、高频炉
   辅助材料（砂、粉）低成本为主品质其次低成本为主品质其次高品质为主
   合金材料边角余料杂质含量高边角余料杂质含量高成型锭料杂质含量低
   内在品质有缩松、缩孔、夹渣等铸造缺陷，金相组织不稳定有缩松、缩孔、夹渣等铸造缺陷，金 相组织不稳定无缩松、缩孔、夹渣等铸造缺陷，金相组织稳定
机械性能基本满足要求基本满足要求完全满足要求
表面质量（Ra、um）12.5-3.23.2-1.61.6
尺寸精度（国标）CT7-CT5CT6-CT5CT4
最小壁厚（mm）1-1.50.80.5
复杂程度中等、偏简单中等复杂
合金种类普通碳钢为主，少量高合金钢高合金钢（不锈钢为主）高合金钢、超合金材料
交货期10天20天15天
研发能力CAD、CAE、快速成型CAD、CAMCAD、CAM、CAE
研发费用占销售收入比例＞5%不详＞7%

   在精铸件的整个制造环节，“有形”差距突出表现在如下几方面： 

   铸件的设计水平低下； 
   铸件的一致性较差； 
   铸件尺寸符合性较差； 
   铸件表面处理水平偏低； 
   新产品和新技术的开发周期较长； 
   新产品开发的一次性合格率较低； 
   对结构复杂型产品开发成功率较低。 

  （三）．产生差异的原因 

   1．受客观条件的限制，国内精铸企业普遍存在对研发技术的投入不足，致使研发能力较弱，缺乏核心技术与竞争力强的产品； 
   2．市场需求与竞争的导向机制乏力，以实用性原则来对待产品品质，致使国内市场精铸行业的层次较低； 
   3．对国际化经营和国际通行的用户质量标准的认识不足，陈旧的低标准质量观还有很深的烙印； 
   4．国内精铸企业缺乏明确的发展定位与方向，技术创新的氛围较差。