表2.1-15抗磨白口鑄鐵牌號(hào)及化學(xué)成分(摘自GB/T8263-1999)

表2.1-16抗磨白口鑄鐵力學(xué)性能及應(yīng)用舉例(摘自GB/T8263-1999)

注：

1.牌號(hào)中的"DT"和" GT"，分別為“低碳"和“高碳"的拼音字母的字母,，表示含碳全的高低,。

2.鑄鐵的熱處理規(guī)范和金相組織，參見GB/T8263-1999,。

3.鑄件在清理鑄件或處理鑄件缺陷過程中,，不能采用火焰切割、電弧切割,、電焊切割和補(bǔ)焊,。

1) 工藝水平低，鑄件質(zhì)量差

① 鑄件加工余量大,。由于缺乏科學(xué)的設(shè)計(jì)指導(dǎo),，工藝設(shè)計(jì)人員憑經(jīng)驗(yàn)難以控制變形問題，鑄造的加工余量一般比國(guó)外大1—3倍,。加工余量大,，鑄件的能耗和原材料消耗嚴(yán)重，加工周期長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低,，已成為制約行業(yè)發(fā)展的瓶頸,。

② 大型鑄件偏析和夾雜物缺陷嚴(yán)重。大型鑄鋼件和大型鋼錠在凝固結(jié)束后,，在冒口根部,、鑄件的厚大斷面存在宏觀偏析、晶粒粗大問題,。

③ 鑄件裂紋問題嚴(yán)重

④ 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理,。由于設(shè)計(jì)不當(dāng)，存在卷氣,、夾雜等缺陷,，導(dǎo)致鑄件出品率和合格率低。

⑤ 模擬軟件應(yīng)用不普及,。鑄造過程模擬是鑄件生產(chǎn)的一個(gè)必要環(huán)節(jié),，在國(guó)外，如果沒有計(jì)算機(jī)模擬技術(shù),，就拿不到訂單,。我國(guó)的鑄造業(yè)計(jì)算機(jī)模擬起步較早，雖然核心計(jì)算部分開發(fā)能力較強(qiáng),，但整體軟件包裝能力較差,，導(dǎo)致成熟的商業(yè)化軟件開發(fā)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，相當(dāng)一部分鑄造企業(yè)對(duì)計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)望而卻步,，缺乏信任,。目前這種局面雖有所好轉(zhuǎn)，但在購(gòu)買了鑄造模擬軟件的企業(yè)中,，能夠發(fā)揮其作用的還不多見,，急需對(duì)企業(yè)員工進(jìn)行軟件應(yīng)用培訓(xùn)。

⑥ 普通鑄件的生產(chǎn)能力過剩,，高精密鑄件的制造依然困難,，核心技術(shù)和關(guān)鍵產(chǎn)品仍依賴進(jìn)口。

(2) 能耗和原材料消耗高

我國(guó)鑄造行業(yè)的能耗占機(jī)械工業(yè)總耗能的25%—30%,，能源平均利用率為17%,，能耗約為鑄造發(fā)達(dá)國(guó)家的2倍。我國(guó)每生產(chǎn)1噸合格鑄鐵件的能耗為550—700公斤標(biāo)準(zhǔn)煤,，國(guó)外為300—400公斤標(biāo)準(zhǔn)煤,，我國(guó)每生產(chǎn)1噸合格鑄鋼件的能耗為800—1000公斤標(biāo)準(zhǔn)煤，國(guó)外為500—800公斤標(biāo)準(zhǔn)煤,。據(jù)統(tǒng)計(jì),，鑄件生產(chǎn)過程中材料和能源的投入約占產(chǎn)值的55%—70%,。中國(guó)鑄件毛重比國(guó)外平均高出10%—20%，鑄鋼件工藝出品率平均為55%,，國(guó)外可達(dá)70%,。

(3) 環(huán)境污染嚴(yán)重、作業(yè)環(huán)境惡劣

我國(guó)除少數(shù)大型企業(yè)如一汽,、二汽,、大起大重、沈陽黎明公司等生產(chǎn)設(shè)備精良,、鑄造技術(shù),、環(huán)保措施基本到位以外，多數(shù)鑄造廠點(diǎn)生產(chǎn)設(shè)備陳舊,、技術(shù)落后,、一般很少顧及環(huán)保問題。上世紀(jì)80年代,，政府對(duì)規(guī)模小,、技術(shù)水平低、污染嚴(yán)重的企業(yè)進(jìn)行了專業(yè)化調(diào)整,，提高了企業(yè)的集約化程度,，但鑄造生產(chǎn)的粗放型特征沒有得到根本改變。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣,、作業(yè)條件差,、技術(shù)落后、粗放式生產(chǎn)的鑄造企業(yè)占90%以上,；1998年在匈牙利舉辦的第63屆世界鑄造會(huì)議上頒發(fā)了環(huán)境保護(hù)獎(jiǎng)，獲獎(jiǎng)鑄造廠中沒有一個(gè)在中國(guó),，這與中國(guó)的鑄造大國(guó)地位極不相稱,。我國(guó)鑄造業(yè)的環(huán)境問題還表現(xiàn)在對(duì)自然資源的超量消耗上。

鑄造生產(chǎn)中爐料主要是生鐵,、廢鋼,、焦炭、石灰石等,、型砂,、芯砂。主要是原砂,、粘土,、煤粉、樹脂等粘結(jié)劑,、固化劑,、舊砂等的運(yùn)輸,、混砂、造型,、制芯,、烘烤、熔化,、澆注,、冷卻、落砂,、清理和后處理等工序,，就其作業(yè)內(nèi)容來講是在機(jī)械振動(dòng)和噪聲中進(jìn)行，有的還在高溫?如熔化,、澆注中作業(yè),，有的產(chǎn)生刺激性氣味，粉塵作業(yè)環(huán)境更是惡劣,。在我國(guó)鑄造車間每生產(chǎn)1噸鑄件,，約散發(fā)50公斤粉塵，熔煉和澆注工序排放廢渣200公斤,、廢氣20立方米,，造型和清理排廢砂約13—15噸。以年產(chǎn)2200萬噸鑄件計(jì),，每年排污物總量為：廢渣440萬噸,、廢砂近1650萬噸、廢氣4億立方米,。這些數(shù)據(jù)足以說明我國(guó)鑄造行業(yè)環(huán)境問題的嚴(yán)峻程度,，采用高技術(shù)實(shí)現(xiàn)綠色鑄造是當(dāng)前需要重點(diǎn)解決的關(guān)鍵問題。

(4) 人才短缺

鑄造技術(shù)人才嚴(yán)重短缺是制約我國(guó)鑄造技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵,。主要表現(xiàn)在：①技術(shù)及管理人員數(shù)量偏少,，分布不均，最少的工廠技術(shù)及管理僅占總職工人數(shù)的12%,，最多的工廠占到323%,，相差27倍之多，國(guó)企尤其是企業(yè)比例高,。②高級(jí)人才數(shù)量少,。鑄造企業(yè)技術(shù)管理人才基本以中專、大專和本科生為主,，特別是中專,、大專生數(shù)量為多，研究生很少,。③新人才來源困難,。很多高校在上世紀(jì)90年代后不再設(shè)置鑄造專業(yè),，一些大中企業(yè)的廠辦學(xué)校也有下降趨勢(shì)，新人才的來源日益困難,。

鑄造人才缺乏的根本原因在于企業(yè)待遇低,、工作環(huán)境差。國(guó)有企業(yè)在崗職工年齡40歲以上的占80%,，20—40歲的人員很少,，出現(xiàn)斷檔。民營(yíng)企業(yè)從事鑄造的專業(yè)技術(shù)人才,，從年齡上看,，大部分也在60歲以上，絕大多數(shù)工人更是極少經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn),，許多是農(nóng)民工從事鑄造生產(chǎn),。整個(gè)行業(yè)的技術(shù)水平尤其是質(zhì)量意識(shí)和質(zhì)量控制水平不適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的要求。

三,、我國(guó)鑄造業(yè)發(fā)展的對(duì)策

我國(guó)鑄造業(yè)正處在從鑄造大國(guó)向鑄造強(qiáng)國(guó)起步的新階段,。必須克服現(xiàn)實(shí)的能源、資源,、人才瓶頸和環(huán)境問題的困擾,。因此，必須抓住機(jī)遇,，利用高技術(shù)提升鑄件質(zhì)量,，扭轉(zhuǎn)中國(guó)鑄件在國(guó)際市場(chǎng)上技術(shù)含量不高、價(jià)格低廉的形象,。要扶持一批具有優(yōu)勢(shì)的鑄造企業(yè)使之成為具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的帶動(dòng)中國(guó)鑄件出口的,。

(1) 加強(qiáng)對(duì)鑄造新工藝、新材料,、新設(shè)備的研究

加強(qiáng)鑄造業(yè)的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究,，鑄造行業(yè)中許多金屬材料都是通用的和關(guān)鍵的，因而應(yīng)注重工藝研究和改進(jìn),，同時(shí)又要加強(qiáng)材料工藝及計(jì)算機(jī)模擬等技術(shù)的采用以穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。實(shí)際上,，國(guó)內(nèi)過分強(qiáng)調(diào)發(fā)展新材料而忽視通用關(guān)鍵材料的工藝設(shè)計(jì)和質(zhì)量穩(wěn)定等方面研究,，而生產(chǎn)設(shè)備上許多問題卻都出在這里，如三峽使用的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪材料,?！≈鸩綔p少和小沖天爐，發(fā)展10噸/小時(shí)以上大型沖天爐,，并根據(jù)需要采用外熱送風(fēng),、水冷無爐襯連續(xù)作業(yè)沖天爐,；推行沖天爐?感應(yīng)爐雙聯(lián)熔煉工藝；推廣沖天爐送風(fēng)技術(shù),，沖天爐變頻控制技術(shù),，增加除塵裝置，減少電力耗費(fèi),。

深入開展大型鑄鋼件的冶煉和澆注工藝研究,。采用精煉技術(shù)、氣體保護(hù)澆注技術(shù),，AOD精煉技術(shù)和選擇合適的耐火材料提高鑄件的純凈度,，提升鑄件質(zhì)量。采用新型澆注系統(tǒng)和冒口設(shè)計(jì)原則,，提高鑄件質(zhì)量和工藝出品率,。以可視化鑄造技術(shù)發(fā)展起來的新型無氣隙澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是鑄造工藝的一項(xiàng)重大創(chuàng)新，金屬所與一重集團(tuán)利用此技術(shù)已能夠制造大型鑄鋼支承輥,。

(2) 開發(fā)環(huán)保型鑄造原輔材料

建立新的與高密度粘土型砂相適應(yīng)的原輔材料體系,，根據(jù)不同合金、鑄件特點(diǎn),、生產(chǎn)環(huán)境,、開發(fā)不同品種的原砂、無污染的優(yōu)質(zhì)殼芯砂,；抓緊我國(guó)原砂資源的調(diào)研與開發(fā),，開展取代特種砂的研究和開發(fā)人造鑄造用砂；研究并推廣使用清潔的原輔材料,，使用無味的變質(zhì)劑,、精煉劑、粘結(jié)劑,，開發(fā)環(huán)保型砂芯無機(jī)粘結(jié)劑,；用濕型砂無污染粉料光潔劑代替煤粉等；采用高潰散性型砂工藝,，如樹脂砂,、改性酯硬化水玻璃砂工藝、新型酯固化水玻璃,，納米改性水玻璃,；加強(qiáng)對(duì)水玻璃砂吸濕性、潰散性研究,，尤其應(yīng)大力開發(fā)舊砂回用新技術(shù),，環(huán)保型砂處理及再生技術(shù)；盡可能再生回用鑄造舊砂,，研究鑄造用后的舊砂用于高速公路路基材料,，特別是鉻鐵礦砂的回收利用,。發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，以“減量化?REDUCE,、再利用(REUSE),、再循環(huán)(RECYCLE)"為行業(yè)準(zhǔn)則(3R原則)，走集約化清潔生產(chǎn)之路,，合理使用資源,，使用可再生材料和能源，確保鑄造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,。

(3) 構(gòu)建共性技術(shù)和高技術(shù)傳輸平臺(tái)

① 針對(duì)企業(yè)存在的共性問題,，提高產(chǎn)品的合格率和工藝出品率，降低能耗和原材料消耗,，實(shí)現(xiàn)綠色鑄造,。支持科研單位面向生產(chǎn)需求、著力解決生產(chǎn)實(shí)際問題,，這應(yīng)當(dāng)成為鑄造技術(shù)研究的主攻方向,。

② 建立高技術(shù)傳輸平臺(tái)。開發(fā)關(guān)鍵件的鑄造技術(shù),，實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,。通過與國(guó)外的研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)合作，引進(jìn)消化高新鑄造技術(shù),，與工廠一道開發(fā)關(guān)鍵件的鑄造技術(shù)研究,，并轉(zhuǎn)化為新產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)。希望政府在這方面加強(qiáng)投入,，鼓勵(lì)大的科研機(jī)構(gòu)與大型企業(yè)集團(tuán)共同合作,，解決事關(guān)國(guó)計(jì)民生的關(guān)鍵件的國(guó)產(chǎn)化問題。

(4) 注重能源與環(huán)保立法

鑄造行業(yè)勞動(dòng)條件惡劣,，對(duì)環(huán)境的危害也較大,。應(yīng)加大政策法規(guī)對(duì)這方面的限制力度，環(huán)保勞保的準(zhǔn)入門檻也應(yīng)升高,，已有的技術(shù)落后,、污染嚴(yán)重的鑄造廠點(diǎn)應(yīng)關(guān)閉。提高從事冶煉,、澆注和清理作業(yè)的工人和臨時(shí)工的待遇,，并為其提供保險(xiǎn)。加強(qiáng)能源的科學(xué)管理,，加強(qiáng)節(jié)能技術(shù)改造或高耗能設(shè)備的更新?lián)Q代。

(5) 制定人才政策,，加強(qiáng)技能培訓(xùn)

由于鑄造是個(gè)苦臟累的行業(yè),，待遇也低,，因此學(xué)生不愿學(xué)，工人不愿干,，許多跨入這個(gè)行業(yè)的人也想盡辦法跳槽,，造成人才短缺。國(guó)家應(yīng)從長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮,，制定吸引和穩(wěn)定人才的政策,。針對(duì)目前許多高校不設(shè)鑄造專業(yè)的情況，可采取企業(yè)委托培養(yǎng)及廠校聯(lián)合辦學(xué)方式培養(yǎng)人,，并且要特別重視對(duì)其計(jì)算機(jī)軟件的培訓(xùn),。通過建立全國(guó)性和地區(qū)性的技術(shù)培訓(xùn)基地，提高技術(shù)人員和工人的鑄造水平,。同時(shí)還要加強(qiáng)鑄造企業(yè)的和管理人員的培訓(xùn),，使其掌握現(xiàn)代管理知識(shí)，建立起現(xiàn)代管理體系,，使企業(yè)依靠管理出效益,。

(6) 注重自主創(chuàng)新

加大鑄造企業(yè)的重組和結(jié)構(gòu)調(diào)整，進(jìn)行專業(yè)化生產(chǎn),，實(shí)現(xiàn)地域化聚集,，壯大，使中小企業(yè)圍繞產(chǎn)業(yè)鏈集聚,，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)配套,、特殊工序裝備、檢測(cè)設(shè)備,、信息網(wǎng)絡(luò),、環(huán)保設(shè)施等資源共享；充分權(quán)衡當(dāng)?shù)氐馁Y源,、人力,、資本和市場(chǎng)，把握優(yōu)勢(shì),，突出集群的特點(diǎn),。在企業(yè)、產(chǎn)品集聚的同時(shí),，實(shí)現(xiàn)信息的集聚,、人才的集聚、技術(shù)的集聚,，甚至競(jìng)爭(zhēng)的集聚,，產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng)。不應(yīng)盲目地購(gòu)買技術(shù)、設(shè)備和產(chǎn)品,，必須加強(qiáng)自主創(chuàng)新,，生產(chǎn)更多滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防的高精尖鑄件，并將材料研究融入其中,，參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng),。