我國壓鑄工業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展動向分析

     壓鑄件的應(yīng)用范圍很廣，幾乎涉及所有工業(yè)門類，而在應(yīng)用中，若以數(shù)量之大，品種之多，要求之嚴(yán)，品質(zhì)之高以及金屬材料用量之大等多方面綜合而言，則應(yīng)以汽車工業(yè)為最。在世界汽車工業(yè)的發(fā)展史上，各種零部件的設(shè)計和應(yīng)用過程中，壓鑄零件的采用則是重大的研究課題之一，說明壓鑄工業(yè)在這方面擔(dān)任著不可替代的角色。因此，壓鑄工業(yè)的發(fā)展在很大程度上是以汽車工業(yè)為依托；也可以說，壓鑄工業(yè)則是汽車工業(yè)的重要的支撐工業(yè)之一。這種相互依存的關(guān)系，淵源甚早，到了二十世紀(jì)六十年代以后，尤為突出。

就汽車工業(yè)而言，有關(guān)提高性能、節(jié)約能源、降低成本、減少污染等許多問題，都離不開減輕整車重量這個關(guān)鍵的中心議題。至于汽車零件的技術(shù)性而言，多屬于形狀復(fù)雜、結(jié)構(gòu)多變、立體性強、尺寸精密和致密性高等多種高要求的零件，而壓鑄工藝方法在減輕重量和滿足這些技術(shù)要求方面，則是得天獨厚的成型技術(shù)之一。

從節(jié)約能源來說，據(jù)有關(guān)資料介紹[2]，能源消耗幾乎有80%與汽車有關(guān)，而這其中的60%則是與汽車的重量有關(guān)。為了節(jié)約能源，早在二十世紀(jì)七十年代期間，世界各個工業(yè)發(fā)達(dá)國家相繼提出汽車應(yīng)降低燃料消耗的指標(biāo)。例如，當(dāng)時美國政府能源政策法令指示[3]，新的車種（主要指轎車）的平均耗油指標(biāo)是：于1980年為20mpg（8.5Km/L）；到1985年應(yīng)達(dá)到27.5mpg（11.68Km/L），其耗油量為1977年的一半。為了達(dá)到這一目標(biāo)，汽車工業(yè)一方面努力改進動力系統(tǒng)；另一方面著手減輕汽車的重量（輕質(zhì)化）。對于后一點，據(jù)有關(guān)文獻介紹[4]：車重減少100lb.（45.36Kg）,相當(dāng)于燃料的燃燒率提高0.4mpg（0.17Km/L）。減輕整車重量的最有效的途徑之一首先是改變材料，當(dāng)時，用鋁合金鑄件（含各種鑄造方法）代替鑄鐵件，無疑是最佳的選擇，從而提出"以鋁代鐵"的口號，并且確認(rèn)，在各種鋁合金鑄件中，壓鑄件應(yīng)擺在最重要的位置。于是，一些發(fā)動機缸體、變速箱殼體、直孔式進氣歧管、輪轂、齒輪動力轉(zhuǎn)向舵殼體等重要的零件，各個國家都普遍采用鋁合金壓鑄件。例如，1977年已有資料報導(dǎo)[4]，福特公司在改進了一種V8發(fā)動機缸體的設(shè)計，成功地采用鋁合金壓鑄件代替了鑄鐵件，僅這個零件就減.輕了45lb.（20.4Kg）。那個時期，世界各國一些領(lǐng)先的汽車制造商對汽車整車輕質(zhì)化工作方面，采用鋁合金壓鑄件已經(jīng)成為一種熱潮。

減輕汽車整車重量不但可以節(jié)約能源，同時也能降低廢氣CO2的排放量。據(jù)有關(guān)資料介紹[2]，整車重量減少10%，不但可使燃料有效率提高5%，而且，每消耗1L（升）燃料，還能減少5.5lb.（2.5Kg）CO2的排放量。從環(huán)保的要求出發(fā)，美國能源部于1993年[5]、德國環(huán)境保護部門于1994年[6]先后制定了汽車的平均耗油量為3L/100Km的目標(biāo)。

汽車工業(yè)面對節(jié)能和環(huán)保的雙重壓力，要從根本上加以解決，減輕整車重量仍然是主要途徑。誠然，在鑄件的采用上，鋁合金壓鑄件在這方面毋庸置疑地繼續(xù)擔(dān)任主要角色，但這還不夠，還要尋找質(zhì)量更輕的材料。為此，近十余年來，汽車工業(yè)中一些領(lǐng)先的制造商提出了要更多地采用鎂合金制造零件的設(shè)想，擴大采用鎂合金制造零件則是其中的主攻課題之一，于是，壓鑄工藝又將再度顯示出其在汽車工業(yè)的零件制造中的重要地位。例如：有報導(dǎo)說[7]，德國大眾公司于二十世紀(jì)80年代就成功地采用鎂合金壓鑄出手動變速箱殼體，其后又聲稱要進一步減輕汽車的重量，制訂了制造78mpg汽車的計劃，將這種車號稱為3升車。

至于壓鑄件市場中汽車工業(yè)所占的份額而言，據(jù)有關(guān)方面統(tǒng)計[8]，由于各個國家的工業(yè)結(jié)構(gòu)不同，所占份額也各不相同，大致為48～80%的范圍。我國在近年來大約為60～70%（指交通工具，含汽車和摩托車，但汽車工業(yè)的比例逐年大幅度增加）。

關(guān)于壓鑄件在每輛汽車中的用量，以美國的資料為例，通常每輛汽車（指轎車）整車重量平均（因車種不同）在2900～3400lb（1315～1542Kg）的范圍[3]（逐年減輕，僅作比較用），以鋁合金鑄件的用量來說，1980年平均每輛車為75lb.（34Kg）[3]，1990年增至150lb.（68Kg）[3]，到2000年再增至245lb.（111.3Kg）[9]，而鋁合金壓鑄件則占全部鋁鑄件的60%以上。此外，汽車上除了鋁合金壓鑄件外，還采用了鋅合金、鎂合金和銅合金的壓鑄件，每輛汽車壓鑄件的用量可想而知。

還有，壓鑄工業(yè)中開發(fā)創(chuàng)新的一些高新技術(shù)，大多數(shù)都是圍繞汽車工業(yè)的零件的高新要求進行的，如：用A390鋁合金的整套壓鑄技術(shù)，壓鑄出全鋁汽缸體[10]，摒棄了原來鋁合金壓鑄汽缸體中缸筒內(nèi)采用鑄入鑄鐵套的方法；采用超低含鐵量的新材料SF36制造汽車車體構(gòu)架連接件[11]，改變了車體的傳統(tǒng)制造方法；計算機模擬技術(shù)在壓鑄中的應(yīng)用；半固態(tài)成型技術(shù)（含流變成型與觸變成型）和擠壓鑄造等一些新技術(shù)的研究試驗及開發(fā)應(yīng)用；其他還有模具材料、壓鑄機、壓鑄工藝等的創(chuàng)新與改進，以及更有用鈦鋁合金（TiAl）壓鑄汽車氣門閥[12]，開辟了鈦合金的壓鑄技術(shù)。凡此種種，多數(shù)都是以首先滿足汽車零件的需要為突破口。

近年來，燃料電池汽車（也有稱為混合式電動車）正在加速開發(fā)（我國亦同）。有關(guān)資料稱[13]：這種車雖然可能對鑄造技術(shù)有點影響，但至少在2010年之前尚不會過多地沖擊汽車工業(yè)中的壓鑄件市場，況且在新車種的零部件設(shè)計中還是要采用壓鑄件的。

壓鑄工業(yè)的市場領(lǐng)域十分廣泛，參照美國NADCA的有關(guān)資料加以分類，通常大致分為汽車工業(yè)、建筑及住宅用品產(chǎn)業(yè)、器械與儀器、電力/電信工業(yè)、電子計算機設(shè)備及其他。據(jù)有關(guān)方面報導(dǎo)的1996年的數(shù)據(jù)[8]，各個國家不論其工業(yè)結(jié)構(gòu)如何，壓鑄件市場份額中，汽車工業(yè)都占主導(dǎo)地位，如澳大利亞占80%、日本79.9%、西班牙65%、中國64.5%（含汽車和摩托車）、德國61%、印度60%、加拿大49%、美國48%。汽車工業(yè)占有如此巨大的份額，足見其在壓鑄工業(yè)中的重要位置。

中國壓鑄工業(yè)的發(fā)展動向

我國汽車工業(yè)的高速發(fā)展，與其緊密關(guān)聯(lián)的壓鑄工業(yè)定會產(chǎn)生巨大的變化，這些變化以工業(yè)結(jié)構(gòu)和技術(shù)趨向兩方面最為突出，現(xiàn)簡述如下：

我國壓鑄工業(yè)的工業(yè)結(jié)構(gòu)

專業(yè)壓鑄廠的數(shù)量增多，其規(guī)模逐步加大，有的還增加對壓鑄件進行后續(xù)加工，包括機加工、熱處理、表面涂復(fù)等工序，直至向用戶交付加工好的成品零件。

有條件的零部件生產(chǎn)（如汽車的部件、組合件）企業(yè)，設(shè)立壓鑄件廠，實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)壓鑄零件自我供應(yīng)的良性循環(huán)和優(yōu)化的管理模式，這種生產(chǎn)方式的企業(yè)有所增加。

合并、聯(lián)合的趨勢有所抬頭，有終端產(chǎn)品企業(yè)與零部件企業(yè)的聯(lián)合、也有關(guān)聯(lián)工序的企業(yè)聯(lián)合、還有生產(chǎn)企業(yè)與供應(yīng)商聯(lián)合，具有或聯(lián)合、或兼并、或依附等多種形式。

以國外壓鑄生產(chǎn)正值移師海外為契機，引進資金、技術(shù)、管理、市場和信息，構(gòu)筑更多的外資、合資、合營、合股等新形式的壓鑄企業(yè)群體。

加入艦隊式的采購公司，成為供應(yīng)商/制造商/承包商組成的集約化成套公司中的一員。這種艦隊式的成套公司在國際上已經(jīng)比較成熟，并且更多的是跨國的、全球性的。

我國壓鑄工業(yè)的技術(shù)趨向

壓鑄填充過程在理論上逐步提高，在實踐上不斷升華；

壓鑄工藝參數(shù)的檢測技術(shù)不斷普及和提高，為壓鑄過程的智能化奠定基礎(chǔ)；

壓鑄生產(chǎn)過程自動化程度逐步完備，并日益普及；

電子計算機技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛和深入，尤其在模擬技術(shù)上將發(fā)揮更為重要的作用；

大型壓鑄件的工藝技術(shù)逐漸成熟；

真空壓鑄的采用，進一步擴展壓鑄件的應(yīng)用創(chuàng)造更多的機會；

模具型腔的材料有重大的改進，新的鋼種也會有所進展；

鎂合金壓鑄件會有大幅度的增長，某些領(lǐng)域的一些鋁合金壓鑄件可能改用鎂合金壓鑄件；

快速原型模樣設(shè)計的運用成為新的熱點。