汽车诞生已有百年，现在全世界有6亿7千万辆汽车在服役之中，而且全球汽车保有量增加势头未减。21世纪，亚洲对汽车需求的增长将位于世界之首。据分析，亚洲地区汽车需求量每年将平均增长约7%。大大高于世界平均增长速度。而中国是极具发展潜力的汽车市场，是世界上最大的潜在的汽车市场。中国汽车工业早晚将成为世界最大的汽车工业之一。

第63届世界铸造会议于1998年在匈牙利举行，会议的报告中指出，全世界铸件的最大买主是汽车制造业。美国是世界上铸件产量最高的国家，美国铸件的最大用户是它的汽车制造业。我国的汽车产量还不高，但我国的汽车制造业出正在成为我国铸件的主要用户。据不完全统计，1998年，我国汽车铸铁件的产量约为70万吨，汽车铸铝件的产量约为8万吨。汽车工业的发展，是刺激制造业发展的重要因素。中国的很多大型铸造厂，都是我国汽车铸件的供应厂家。

二、年轻的中国汽车铸造业

三、几种典型汽车铸件

1、缸体

目前，对于铸铁材质的缸体而言，应用最广的仍然是湿砂造型，尤其是气流预紧实的静压或气冲造型的出现，更体现出很多优越性--能耗低、噪声小，污染少、效率高、运行可靠。近来，国外设备制造厂家对造型机又不断改进，先后出现气冲压实，气流增益气冲加压实，静压加压实、主动多触头压实、成型挤压压实等改进方式，使砂型硬度更加均匀化。随着大功率半导体元器件及计算机，微电子技术的发展，采用电伺服系统代替造型线惯常所用的液压、气动驱动，使造型线节拍进一步加快，并且运行可靠性大大提高，同时明显地简化了液压控制系统，使维护保养工作量也相应减少。造型线采用双筒式落砂机，则可使铸件和浇冒口在落砂的同时得到预清理。造型线的浇注往往制约全线的开动率，应采用自动浇注设备。有的厂家采用气压浇包和接触式浇注工艺，有利于节约铁水，保证质量和保护砂箱，浇注过程中采用随流孕育的较多，有的采用型内孕育与过滤相结合。

缸体造型所用的型砂，其混砂设备有碾轮式、摆轮式、叶片式等。有的厂家采用双盘碾轮式连续混砂机，有的采用逆流转子式混砂机，混砂效率都较高。同时安装有型砂性能在线控制仪来保证混砂质量。在型砂系统中，尚有旧砂磁选设备、砂块破碎设备和筛分设备及旧砂冷却设备来保证回用旧砂的质量。同时对新砂、煤粉、膨润土等添加材料，准确定量，按工艺确定的比例给料，并根据实时控制的数据随时调整加水量，确保型砂性能。也有采用对全系统型砂的性能进行闭环实时控制或型砂质量计算机在线专家系统控制的。应注意，型砂系统的型砂周转量较大，惰性较强，型砂性能的调整应以趋势来判断，采用有预见性的调整措施，以保证型砂系统的质量稳定。为了环保，应着手旧砂再生和废砂的综合利用。

缸体铸件经去除浇冒口后，在清理线上磨各面，然后经鼠笼式抛丸室清理。 对于多品种缸体宜采用夹持式高效抛丸清理机进行抛丸。然后手工对缸体逐个精整及吹净水套内腔残留物。经尺寸检查、气密性试验、铣加工定位点及终检后进行涂漆或其它防锈处理，成为用户要求的合格缸体铸件。

缸盖也是汽车上既复杂又关键的铸件，发动机的燃烧室、进气口、排气口都位于缸盖上。缸盖的材质可以是高强度灰铸或蠕墨铸铁，但应用最广的还是铝合金缸盖，而镁合金缸盖也开始使用。缸盖的铸造方法较多，诸如：砂型铸造、金属型重力铸造、低压铸造、消失模铸造、压铸（采用DOULER砂芯等）和新兴的半固态铸造等。

铝合金熔化可采用反射炉，但氧化、吸气严重，烧损失、温度难控、浪费能源、污染环境。采用感应电炉时，铝水在炉内的翻腾有利于成份均匀化，但感应炉磁场对测温仪有干扰，感应炉的维修较难，值得广为采用的是连续高效燃气炉，可实现炉料预热、连续熔化、成份均匀、温控精确、节约能源、适于大量生产。应注意炉料要洁净，除用一般的铝液清炼，变质处理方法外，可采用铝合金熔剂喷吹综合处理装置--使精炼、变质、品粒细化一步完成。缸盖的传统浇注方式为底注式，便于铝液的平衡充型。现在多采用顶注式，与铸型的冷却系统相配合。更便于顺序凝固的形成，从而显著提高铸件的致密性。浇注过程中铸型的排气要通畅，多采用自动浇注--包括单机式，双机组式以及多机组直列式。而多工位转盘式浇注机更适合大批量生产，但投资大。多机组旋转式浇注机则投资较少。用长效锶变质剂时，采用定量保温浇注炉效果更佳。铝液铸型的维护保养很重要，可定期用喷射小颗粒干冰的方法来清除铸型的积垢，此法简便易行，不污染环境。 浇注后的铝缸盖铸件在清理线上锯掉浇冒口、铣平面，经渗漏试验后，往往经粗加工和铣加工定位点之后再发往用户。

卡车变速箱壳体材质多为灰铸铁，也有用蠕墨铸铁的，普遍采用砂型铸造。而轿车变速壳体，则是典型的大型、复杂的薄壁壳体铸件，材质多为铝合金，采用镁合金的正在增加，一般都采用压铸工艺。为提高压铸件质量，可采用低速中压填充压铸、双压射冲头压铸、真空压铸、加氧压铸生产中的喷涂料、浇注和取件都是自动的，并且有校正压铸机和铸件形成状况的在线检测装置。

4、进气歧管

采用消失模工艺铸造铝进气岐管，其熔化及精炼过程与本文前述的缸盖的铝合金熔化及精炼一样。要采用小粒径的EPS珠粒，以保证预发泡和成型。成型模片的胶合必须按工艺规定进行。装配好的消失模模样的涂料工艺很重要，要控制好涂料的性能和涂层厚度，这对浇注时模样热解产物的排除，对铝液的充填速度和消失模铸件的质量至关重要。涂料烘干后的模样经填充干砂，震实后即可浇注。所获得的消失模进气歧管铸件在清除浇冒口之后，还应做渗漏检查，如有渗漏，可按合同规定进行浸渗补漏。

由于汽车发动机的排气温度较高，因此，排气歧管材质基本上是灰铸铁、球墨铸铁或蠕墨铸铁。排气歧管也是形状较复杂的薄壁铸件，多为砂型铸造，也有采用消失铸造的。今以球墨铸铁材质的砂型铸造的排气歧管为例，其造型与制芯过程与前面所说的缸体的造型、制芯工艺基本相同。

排气歧管为铸态球墨铸铁件，无需热处理。对球铁铸件的球化率的检测，可采用超声波法。

6、曲轴、 凸轮轴

所用造型方法，陈了各种砂型铸造方法外，采用壳型（包括铁型覆砂）铸造的很多。也有采用自硬砂造型和消失模铸造的。

活塞顶部是发动机燃烧室的一部分，活塞的圆柱面通过塞环紧贴缸筒内壁做高速的往复运动。活塞是形成发动机动力关键急汽车铸件，其材质为铝合金，包括纤维增强复合材料铝合金。铸造方法包括金属型重力铸造、低压铸造、挤压铸造和新兴的半固态铸造。

轮毂是回转运动类的汽车铸件，轿车车轮轮毂材质为铝合金，有几种铸造方法一低压铸造，挤压铸造（包括旋转式垂直挤压）、金属型重力铸造、差压铸造和半固态铸造。

四、几个应予特别关注的领域

汽车铸造业属大量流水生产，所需材料需大量供货，质量稳定的供货。但是事实上，至今优质的铸造焦，高牌号、高纯度铸造生铁和铝锭的质量仍不稳定，各种铁合金和处理剂的质量波动很大。而有利于提高铁水纯净度和成分稳定及降低成本，提高资源利用率的低品位铁合金如银灰尘铁、镜铁、硅镜铁和高炉硅铁等，至今尚无厂家供货。膨润土、煤粉的质量，各厂家也参差不齐。芯砂用各种粘结剂、添加剂及砂芯涂料的生产厂家多如牛毛，但能始终达到用户质量要求的却寥寥无几。铝合金用变质剂、精炼剂等更难找到称心的供应商。消失模用的小粒径EPS珠粒的质量一直是制约我国消失模上水平的重要因素。

2、铸造模具

3、铸造设备

对于大量流水生产的汽车铸造业的设备的开动率的提高，也是汽车铸造厂家面临的重要课题，除了加强人员培训，搞好设备管理之外，设备备件的供应和备件的管理也是重要方面。国外设备维修备件的模糊专家系统用于备件决策管理以及用于设备维修培训的计算机模拟仿真系统等方式都可以作为我们的借鉴。

尽管我国汽车铸造厂家纷纷通过了前一时期的ISO9000质量论证，在日常管理中也重视人（员工），机（设备、模具）、料（原、辅材料）、法（工艺、操作）、环（作业环境、工序过程）、测（检测、检验）六大影响质量的因素，但尚未抓好ISO9000质量保证体系的的有效的稳定运行，尚未把上述六大影响因素始终纳入数控状态之下。尤其是原、辅材料质量的一致性，设备、模具状态的稳定性，生产过程质量控制的有效性等方面，差距很大。至于能从新产品的开发、设计和工艺制定开始，就同时考虑质量保证的能力，从而最大限度地把可能产生的铸造缺陷消除在投产之前，更是为之甚少。我们应站在用户的角度，来对铸件质量进行评审，让用户满意（而不仅仅是本企业满意）真正地按ISO9000质量保证体系运行，这是进入国际市场的通行证。如果我们的铸件要向德国大众汽车公司供货，还要通过该公司要求的VDA6.1认证，欲向美国一大汽车公司供货则要通过他们要求的QS9000认证。德国和美国汽车公司的质量保证体系，都把原材料进厂的质量控制看作是关键环节，认为是铸件质量稳定的前提。

5、技术开发

在CAE优化的基础上，我们可以采用先进的RP快速形成技术，进行新产品铸件的试制。即利用CAD/CAE的一维数据，作为计算机三维造型的控制数据，通过粘结、熔结或烧结将材料逐层堆积出铸件原型或形成铸件所需模样的原型。前者可用失蜡铸造等方法翻制出铸件样件，后者可直接作为模具用自硬砂进行组芯造型而浇注出铸件。也可用粉料激光烧结法（SLS），烧结出砂型，直接浇注出铸件。还可将CAD/CAE三维数据，输入数控机床，用可加工塑料进行CAM加工，而获得铸件试制所需的芯盒、模样，以用来进行小批量铸件的试生产。总之，CAD/CAE和RP的结合，使工艺方案优化和铸件试制突破了传统的二维图纸和木模试制的冗长、不精确、不理想的模式，使开发周期大大缩短，尤其是缸体、缸盖、变速箱壳体、进、排气歧管等这样的复杂铸件开发时间的缩短，对缩短整个发动机和汽车的开发周期和尽快投放市场意义重大。在完成上述试制之后，随着整机、整车新产品的定型，在正式生产准备过程中，还可以继续用产品CAD数据，进行金属模具的计算机辅助制造--CAM。由于有了CAE模拟优化和RP的试制基础，CAM加工出的正式模具的调试周期也明显加快。并且在CAF模拟和RP试制中，已经优化了铸造工艺方案和相关工艺参数，这样CAM的正式模具调试、投产后就很少会出现重大的质量问题，不再需要在日常生产中长期攻关，使铸件废品率投一产就很低，使铸件的尺寸精度，内在质量、表面质量等都很快达到用户的要求。上述的CAE仿真、模拟也可以用于已投产铸件的工艺优化，缺陷防止和质量改进，这对于一直靠经验和技艺用反复试验的方法来解决一些“难以捉摸”的铸造缺陷的传统的方法，是重大的科学突破。CAE不仅是铸造的成形过程模拟，还用于铸造生产过程的仿真模拟，如冲天炉子熔炼过程计算机仿真模拟，气冲造型填砂与紧实过程仿真模拟，压铸过程仿真模拟等，从而使铸造科学、技术水平更快获得提高。

在计划经济时期，工厂技术改造在很多情况下，是朝着扩大生产能力的目标努力。而进入市场经济时期之后，我们对原有工厂实施技术改造的资金投入，一定不能再仅仅为了提高生产能力，也不要追求能生产的材质，能生产的铸件的种类越多越好，而是要通过新技术、新工艺、新材料、新装备的采用，通过流程再造，使原有工厂不断提高质量保证能力，进一步节约能源、节省资源、提高清洁生产和环境保护的水平。这样就可以不断降低成本，不断改善对社会“环境印象”，也有利于吸引更多的人才从事汽车铸造业，进一步推动汽车铸造业的技术进步，从而促进经济效益水平的提高。我们在减少环境污染方面不要仅着眼于末端的无害化处理，更重要的要从输入端入手--从节材、节能开始，并且从设计到生产的全过程，都要考虑资源的优化利用和环境保护，使我们汽车铸造业发展与环境保护同步。企业不仅要通过ISO9000质量体系的认证，还要通过ISO14000环境保护的认证，从而不断提高企业效益和社会效益.。