铸造设备绪论

液态成形设备及自动化南昌航空大学铸造工程系FoundryMachineandAutomatization本课程的主要内容粘土砂造型设备及自动化砂处理及旧砂再生设备熔炼设备及浇注设备落砂、清理及环保设备特种铸造设备及生产线铸造车间生产概论检测与控制设备绪论什么是液态成形技术？液态成形是指用熔融的材料制作产品的方法。主要包括以下两种：金属液态成形塑料液态成形“重力作用下的铸造成形”和“非重力作用下的铸造成形”。“砂型铸造”和“特种铸造”。1）砂型铸造（根据粘结剂的不同）通常可分为粘土砂型铸造、树脂砂型铸造、水玻璃砂型铸造、覆膜砂型（壳型）铸造等；2）特种铸造通常是指所有的非砂型铸造，包括：压力铸造、离心铸造、低压铸造、金属型铸造、熔模铸造、挤压铸造等等。金属液态成形方法的分类压力铸造熔模精铸金属型铸造反重力铸造铸造成形砂型铸造特种铸造自硬砂型粘土砂型树脂砂、水玻璃砂、CP法多触头高压、气冲、静压造型消失模铸造离心铸造陶瓷型铸造石膏型铸造半固态铸造用框图表示铸造方法的分类汽车汽车业是铸造业的最大客户，如汽车中铸件质量占19％(轿车)。23％（卡车）。据统计，全世界铸铁件的25％、铸铝件的60％及北美压铸镁件的80％都应用于汽车工业。以批量大、铸造过程机械化程度高为特点。机械行业机床、拖拉机、液压泵、阀和通用机械中铸件质量占65％—80％；农业机械中铸件质量占40％、70％：航空航天在重、大、难设备中也占有很大的比重。以高、精、尖技术为特点，如定向凝固技术、单晶技术等。所用合金以铝、镁、钛和高温合金为主。液态成形技术的应用在十大铸件生产国中，美国有33％的铸件用于汽车业；欧盟有40％～80％用于汽车和机械工业，其中球铁几乎90％是用于汽车和机械工业；法国50％铸件、巴西50.1％及墨西哥60％以上的铸件也都是应用于汽车业。从一定意义上说，汽车产量的升降可以左右铸件产量的升降。汽车铸造工业汽车前桥汽车铸件进排气歧管减速器壳缸体模样及铝合金铸件缸体模样及铝合金铸件配备鎂合金6缸引擎的宝马“630i”汽车曲轴镁合金进气歧管奔驰镁合金坐椅框架镁合金轮毂镁合金车架在道路交通工具上的应用摩托车零部件移动电话壳体摄象机壳体手锯壳体在3C产品和手动工具上的应用数码相机壳体3C电子产品领域机械工业机械工业航空工业领域航空发动机（叶片、涡轮盘、燃烧室等）航空发动机构造高温合金精密铸造叶片定向、单晶叶片单晶叶片陶瓷型芯定向叶片艺术品艺术品艺术品主要内容中国铸造行业发展现状与未来中国铸造产业存在问题中国铸造产业未来发展中国铸造产业分布特点中国各类铸件生产状况中国铸造行业总体情况中国铸造1-1中国铸件产量、工厂数及分类和人数铸铁厂有色合金厂铸钢厂4300192005700200520052012年总计约30,000家从事铸造工作人数约200万工程技术人员约3.5％50余所高校每年铸造专业毕业约1500人近十所中专铸造专业每年毕业约400人铸件产量（万吨）1395.462442.12200020012002200320042005（年）25002000150010005000增长75％1中国铸造行业概况1-2中国铸件占世界比例及出口比例(%)中国铸件量占世界总量比例（年）20002001200220032004200522.328.521.522.927.128.1051520253010(%)200020012002200320042005028469.29.119.458.579.519.2810（年）中国铸件出口量占总量比例其它16.2%墨西哥2.7%巴西3.5%意大利3.1%法国3.1%俄罗斯7.8%印度5.8%德国6.3%日本8.0%美国15.4%中国28.1%2004年中国28.1%美国15.4%日本8.0%德国6.3%印度5.8%俄罗斯7.8%法国3.1%意大利3.1%巴西3.5%墨西哥2.7%其它16.2%中国28.5%巴西3.5%墨西哥2.1%其它15.5%意大利3.0%法国2.7%俄罗斯8.9%印度7.1%德国6.0%日本7.8%美国15.0%2005年中国28.5%美国15.0%日本7.8%德国6.0%印度7.1%俄罗斯8.9%法国2.7%意大利3.0%巴西3.5%墨西哥2.1%其它15.5%OtherAsian6%Eu17%Russia7%EasterEurope2%US14%Brazil3%Others3%China31%Japan9%India8%ChinaJapanIndiaOtherAsianEuRussiaEasterEuropeUSBrazilOthers2006年情况1-2中国铸件占世界比例1-3中国人工费与其它国家比较1004844810053136050100150相对指数日本泰国西班牙美国中国印尼韩国德国来自木口昭二教授2006年在中国作的报告140.8530~13320美国日本中国(吨/人﹒年)劳动生产率原材料价格1-4中国劳动生产率和原材料价格与其它国家比较生铁235071500130001539016504650铜镁焦炭粘结剂1960电解铝废钢(元/吨)1-5中国生铁价格与其它国家比较来自木口昭二教授2006年在中国作的报告1007499105779595050100150相对指数日本泰国西班牙美国中国印尼韩国1-6科研开发和生产能力研究开发和工程技术人员约40000人研究开发的硬件条件已初步建立南京晨光铸造的香港天坛大佛河北兴旺铸造的铜麒麟河北津通铸造的工艺品电渣熔铸水轮发电机水轮导叶，单重13吨单晶叶片三峡水轮机航空发动机发电机转子120吨轧辊1-7主要行业铸件消费量4,640KT4,884KT19%20%4,395KT1,221KT18%17%5%4.5%2.5%2%1.5%10.5%1,098KT610KT488KT366KT1,221KT4,151KT2005年中国各主要行业铸件消费量总计:24,421KT汽车内燃机及农业机械铸管件重型机械机床铁路运输工程机械造船纺织其它灰口铸铁球墨铸铁可锻铸铁铸铁件产量(万吨)(年)2-12000-2005年铸铁件生产情况1230万吨,占全球的30%,较2000年增长了42%51万吨,占全球的41.7%,较2000年增长了31.4%584万吨,占全球的30%,较2000年增长了150%※铸铁件产量持续增长,广泛应用于内燃机、农机行业,汽车行业,机床行业,纺织行业,城市建筑行业2中国铸件生产状况铸钢件产量(万吨)(年)2-22000-2005年铸钢件生产情况重型机械行业铁路运输行业工程机械行业电力设备行业泵和阀门行业252.58322.44154.25159.03增长18.2％占全球的35.8%272.79增长54.1％169.212-32000-2005年有色合金铸件生产情况※有色合金铸件发展势头很好,尤其是铝、镁合金(万吨)有色合金总计铜合金铝、镁合金锌合金增长247%200020052004200320022001254225.1161.2128.3113.7103.8增长144.7%188.679.9较2000年增长136%41.61223.711.9增长99.2%120万吨中国铸造产业主要分布地理位置珠三角长三角3中国铸造产业分布特点3-1中国铸造产业分布地理位置3-2“长三角”铸造产业特点上海浙江江苏年铸件产量(万吨)国有企业及其转制后的产业集群有较强的技术力量和较好的设备厂房民营企业日见规模超过5000家,管理严格,生产率高,昆山六丰机械工业有限公司由中国台湾六和集团与日本丰田集团吸收外资最多的铸造产业集群科学管理,技术先进,铸件质量好年产量2万吨,出口日本三菱重工,川崎重工,兰瓦锡兰公司上海机床总厂万丰奥特控股集团亚洲最大的铝合金车轮生产企业，年产值超过20亿元约6000多家铸造企业,年产量约600万吨,占全国总量的1/43-3山东铸造产业特点铸造科研、设计及教育领域显著铸造零件及设备等砂处理,原辅材料等生铁冶炼等上下游铸造企业形成网络汽车刹车件(产量在全国十强中占了八个)高密的灯具铸件(年产3万吨)莱芜的车辆铸件(年产量6万吨)东营的精密铸件(年产量5万吨)专业化水平高,区域经营优化,竞争力大基础力量雄厚济南铸造锻压机械研究所山东省机械设计研究院山东大学等高校铸造生产专业化年产量超过200万吨.烟台、济南、潍坊、青岛和威海的铸造业较为发达3-3山西铸造产业特点中国资源大省,共有2500多个铸造企业,年产量近300万吨资源优势铸就产业集团生铁焦炭电解铝、镁及镁合金产量全国第一廉价劳动力充足的电力铸件成本低东部企业纷纷到山西投资建厂,如杭州申达和大连机床等铸件生产专业化产业初步形成铸铁管晋城、阳城、高平和曲沃电动机壳青铜艺术铸造宇达新型化铸造产业迅速发展临汾华翔铸造公司用V法造型生产配重件,占日本三菱64%的份额用丹麦迪沙无箱造型线生产压缩机配件,成为世界制冷巨头—德国丹佛斯在中国的第一铸件供应商德国顶级汽车零部件供应商—泰维斯把华翔作为中国的首选铸造厂，直接为宝马、奔驰等配套中高档次产品产量迅速攀升可锻铸铁件太谷铸铁暖气片清徐县平遥电动机壳3-4辽宁铸造产业特点老工业基地,在装备制造业和冶金业有不可动摇地位,铸造企业1000多个,年产量超过200万吨大型化单件小批量产业集群发达现代化的大批量生产企业不断涌现用先进技术和设备支撑铸造产业集群一批新的铸造产业集群和园区正在建设规划之中＋＋＋铸件批量小、品种多、结构复杂、性能要求高、技术难度大,投入装备费用大如沈阳鸿本机械有限公司有大型电弧炉及大型精炼钢包、AOD和VOD精炼炉设备,定向结晶真空炉熔炼仅沈阳就有20多条树脂砂生产线,部分由日本、德国和意大利引进造型沈阳铁西铸锻工业园辽宁北方曲轴有限责任公司辽中铸造工业园沈阳铸造厂生产的39吨的大型制氧机壳、26吨的磨煤机;沈重生产的130吨的轧钢机架大型水轮机转子及叶片等采用6条Z154、Z146造型线和双联熔化工艺,生产刹车盘等铸件,2004年产量列全国第一位,产品全部出口熔炼钛、锆、镍、铬、钴等特殊性能合金及生产无余量精密铸件解决了铸件尺寸精度和表面光洁度的问题将建成年产发动机15万台、曲轴100万件,产值达到20亿元的全国曲轴生产基地3-5“珠三角”铸造产业特点“小产品大市场”,总产量接近100万吨“小产品、大产业”的广东铸造形成注塑机件和集装箱角的工业集群外资企业多、铸件出口量大全省注塑机铸件年产量达7-10万吨,有该类企业15个广东集装箱箱角生产是全国乃至亚洲之冠,最高年产量达5万吨左右,广东韶铸集团是龙头企业,年产20万套集装箱角。以台湾、香港资本为主的外资铸造厂、五金厂在“珠三角”达几百家.铸件产量可达该地区总量的三分之一以上全省铸造行业铸件出口量占生产总量的40%以上,是中国的铸件出口大省精铸厂数量120个,位于全国第一压铸厂600到700家,产量超过30万吨,位于全国第一五百多家水暖器材、炉具、浴具等小铸件厂一.专业化程度不高，生产规模小二.技术含量及附加值低轻型缸体燃汽轮机叶片完全集成与优化的数字化设计及工艺系统815吨/厂CHINA4878吨/厂JAPAN4606吨/厂USA高精度燃气轮机轴承4中国铸造产业存在的问题高精度、高性能铸件比例比日本低约20个百分点三.产学研官结合不够紧密铸造技术基础薄弱4中国铸造产业存在的问题政府研究所大学企业科学研究与开发四.材料损耗及能耗高污染严重中国美国日本铸钢(Kg)铸铁生产一吨铸件消耗的煤量900700800701323308中国铸铁件能耗比美国、日本高70~120%中国铸造生产的材料和能源的投入约占产值的55%-70%.日本1ｔ合格铸件的三废排放量不到中国的1/10.日本用于环保投资占整个设备投资的20%-30%,而中国只占3%-18%生产1t铸件＋＋＋30kg废渣50kg粉尘1000~2000立方米废气1.3~1.5t废砂4中国铸造产业存在的问题大多数企业技术开发能力薄弱,大中型企业有研发机构及研发活动的少,仅占30%左右；50%中央国营企业R&D投入小于业务收入