一、中国熔模铸造行业格局
熔模铸造的典型特征是不开型(铸型)取模,而利用熔化、溶解或烧失等方法脱除母模,获得铸型空腔,铸型可加热后浇入金属。根据不同的产品需求,无论在母模制造、铸型制造,还是浇注过程,均有不同的技术路线,由此衍生出不同的铸造方法,可以称之为熔模铸造家族。
从技术渊源上讲,我国工业产品的熔模铸造工艺大致有3类。一是20世纪50年代从前苏联引进的石蜡硬脂酸模料和水玻璃型壳工艺。该 工艺在我国得到迅速推广,并经过我国专业技术人员的不断完善,技术上走向成熟,成为载重汽车、工程机械、铁路工程、农业机械、泵阀等行业的中小型铸钢件的主要生产方法,并大量出口。该工艺己成为我国熔模铸造工艺的特色之一;二是国家面向航空工业的需要,发展了硅溶胶熔模铸造工艺和硅酸乙酯熔模铸造工艺。并为了满足航空产品需求,推进了钛合金熔模铸造工艺、定向及单晶叶片熔模铸造工艺的发展。由此衍生的技术体系也成为我国高附加值铸件生产的主要技术来源;三是20世纪90年代,台湾地区向大陆输出低成本硅溶胶型壳熔模铸造工艺,随着技术不断完善,生产厂家日益增多,成为出口精密铸件的主要生产技术。
二、行业发展的现状
中国熔模铸造工业化应用从20世纪50年代开始起步,至今己超过半个世纪。而整个行业,特别是硅溶胶型壳工艺高速发展是自20世纪90年代初开始,至今也有20个年头。经过几十年的努力,中国精密铸造行业已经发生了巨大变化,但也存在着一些问题。
1、行业规模迅速扩大,但大而不强的问题依然存在
随着我国工业化进程的加快,不同类别的熔模铸造工艺都得到了快速发展的机遇。航空航天及能源动力工业的发展推动了高附加值熔模铸件生产规模的扩大。近些年来,国有航空航天、舰船等企业的精密铸造厂或车间,通过技术改造,更新或扩充了设备,提高了生产能力和规模,一些民营企业也开始进军以航空铸件为代表的高附加值铸件市场。市场的活跃使近些年高附加值铸件生产年增长率达20%以上。
硅溶胶熔模铸造企业的发展与国际市场动态密切相关。 在2008年世界金融危机爆发前,都保持着快速发展态势。企业家数达500家左右,月产量为100t以上或年销售额超过亿元的企业有40余家。
据2009年的统计,我国这两类企业的熔模铸件产值己占全球的22%,成为世界上重要的熔模铸件生产国。除此之外,我国还有一个庞大的水玻璃熔模铸件体系,年产铸件超过100万t。
行业规模扩大说明熔模铸造本身具有工艺竞争优势,得到市场认可。但对于行业而言,大而不强的矛盾必须引起足够的重视,主要体现在两个方面:①创造产值的产品中高附加值产品所占比例低,在北美和欧洲等熔模铸造发达的国家和地区,高附加值铸件产值占总产值的80%左右。而我国的熔模铸件以中低端铸件为主,高附加值铸件所占比例偏低,固然与市场需求有关,但不容忽视的是,有产品需求而限于技术水平无法制造的情况也很多;②企业单体规模小。根据2007年统计数据,北美有175家熔模铸造企业,产值达38亿美元,西欧有164家企业,总产值为28亿美元,企业平均产值均超过1亿元人民币。我国年产值超亿元的企业数不足总数的10%。单体强,企业才有进一步发展的实力,行业进步才有力量源泉。
2、单项技术有提高,但综合技术水平仍有较大差距
以航空铸件为代表的高可靠性复杂铸件生产需求是熔模铸造技术发展的引擎。我国熔模铸造在发展过程中,为了解决复杂铸件生产中的难题,通过引进吸收和自主开发相结合的办法,引进先进的技术装备,并在大型、复杂、薄壁、无余量、整体精铸件的工艺开发、钛合金精铸件生产、定向凝固和单晶技术、复杂陶瓷型芯技术等方面取得进步。面向出口的硅溶胶熔模铸造企业也在现有产品的工艺使用方面日趋成熟,并积极尝试或应用快干硅溶胶、陶瓷型芯、钢水净化技术、快速成形技术、数值模拟技术等。装备方面也更加关注可靠性、一致性和自动化程度。
应该来说,从整个行业来看,以硅溶胶型壳技术为代表的现代熔模铸造技术在我国得到了提升。我国 在熔模铸造生产工艺中的单项技术均有提高,但应该清楚地看到,熔模铸造是一个技术密集型的综合作业过程,对于企业而言,如果不能系统掌握熔模铸造工艺技术,存在某项技术短板,则必然成为铸件生产中的技术瓶颈。将行业中的单项技术发展融入到企业系统生产中,提高综合技术实力十分必要。
相比而言,水玻璃型壳工艺的技术发展出现更大的不平衡。有实力的企业在装备改造上下功夫,以提升产品质量,降低劳动强度和减少环境污染,而小规模的企业则无心为之或无力为之。
3、行业配套逐渐完善,但专业化程度仍需提高
市场推动了行业的配套服务产业,包括原材料供应、专用设备制造、软件及咨询服务等。到目前为止,绝大多数的原辅材料都形成畅通的产业链条,可保证供应。但在行业发展中,存在的一个突出问题是,配套产业与铸造产业尚未形成一个良性互动的技术升级机制。铸造技术的升级往往需要材料和设备升级作为支撑,而材料与设备的升级要以铸造技术发展前瞻为导向。两者的良性沟通以及服务商的专业化素养将是行业未来发展的重要基础和保障。
4、现代管理意识日益加强,但管理能力不足
随着企业规模的不断扩大,行业内不少企业开始特别重视现代化管理的引入,企业一般都通过ISO9000质量管理体系认证,有的还通过了ISO14000环境管理体系和ISOTS16949汽车行业质量管理体系及其他相关行业的认证。此外还有一些精铸企业在推行精益生产、SPC统计过程控制、六西格玛管理等,并取得了很好的效果,从而促进了企业向现代管理发展。但从全行业看,不少企业管理仍然较粗放,对管理重视程度不足,或有意识而没有具体落实。现代工业要求产品的一致性,而产品的一致性要依靠操作的一致性得以实现。我国熔模铸造生产中,多数环节依然离不开人工的干预,对人的管理和现场工艺的控制就显得特别重要。
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