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翟春泉1 秦富生1 陈恭努2 赵妍2
(1.上海交通大学材料科学与工程学院 2.中国铸造协会压铸分会)
进入二十一世纪以来，我国的国民经济延续上世纪九十年代的高速发展势头，GDP以二位数增长，钢铁产量稳居世界首位，汽车、摩托车产量每年以超过10%的速度增长，房地产业火爆，造船能力激增，已能建造三十万吨的油轮，年竣工吨位跃居世界第三，以高速铁路为特征的新铁路建设高潮已展开，发电输配电工程大批上马，家电通讯、电动工具产品更新换代，大大促进了我国铸造业的迅猛发展，各类铸件的产量持续增长，以及经济全球化跨国采购对铸件也有“海量”需求，铸件产量连续九年居世界首位，2008年达到2660万吨。其中铝、锌、铜等有色合金增长速度最快，和世界的增长趋势一致，约为5%，其中主要是汽车零部件的压铸件，占我国有色铸件的80%以上。
但是2008年美国房贷引发的金融危机波及全球，中国也不例外，第四季度受全球金融危机的影响GDP仅增长6.8%，受到冲击最大的是纯出口企业，2008年9月起，国外订单大幅减少，到了今年年初国内铸造业也受到波及，我国政府四万亿救市措施，振兴汽车工业、机械装备制造业等具体措施的出台，使我国的实体经济停止了滑坡趋稳，有的在新的背景下开始增长。
一、有色铸造的生产现状
有色铸造从合金种类来说主要是铝、铜、锌、镁，其中铝合金占80%左右，铜合金、镁合金各占1%左右，锌合金占20%左右（图1）。按工艺方法来分，压铸占了绝大部份，压铸件又和汽车制造业的关联度最大（表1）。
表1 2004~2008年我国压铸件产量与汽车产量
|
年 份 |
2004年 |
2005年 |
2006年 |
2007年 |
2008年 |
|
汽车 (辆) |
5070500 |
5707700 |
7280000 |
8882400 |
9345100 |
|
压铸件 (吨) |
778600 |
864200 |
1024000 |
1188920 |
1302600 |
|
压铸增长率 |
9.97 % |
10.99 % |
18.49 % |
16.10 % |
9.34 % |
|
类别 |
2004年 |
2005年 |
2006年 |
2007年 |
2008年 | |||||
|
产量 |
当年的% |
产量 |
当年的% |
产量 |
当年的% |
产量 |
当年的% |
产量 |
当年的% | |
|
铝合金 |
56.28 |
72.3 |
63.07 |
73 |
80.21 |
78.3 |
96.32 |
81 |
105.95 |
81.3 |
|
锌合金 |
20.24 |
26.0 |
21.85 |
25.3 |
20.24 |
19.8 |
20.12 |
16.9 |
21.60 |
16.6 |
|
镁合金 |
0.78 |
1 |
0.896 |
1. |
1.362 |
1.33 |
1.826 |
1.55 |
2.064 |
1.6 |
|
铜合金 |
0.56 |
0.7 |
0.605 |
0.7 |
0.584 |
0.57 |
0.624 |
0.55 |
0.646 |
0.5 |
|
合计 |
77.86 |
100 |
86.42 |
100 |
102.4 |
100 |
118.89 |
100 |
130.26 |
100 |
1．汽车及摩托车零部件的生产
在压铸件市场中，数量之大、品种之多、求要之严、品质之高应以汽车为首位。据统计，工业发达国家如美国、德国、法国、意大利、日本及全能四国的俄罗斯、中国、印度、巴西，汽车压铸件占该国有色铸件的50~80，我国2008年达到78%左右。汽车压铸上所用的合金牌号有：YZAlSi12、YZAlSi10M、YZAlSi12Cu2、YZAlSi9Cu4、YZAlSi11Cu3，挤压铸造中还使用ZLAlSi7Mg，出口到美、日、德。汽车零部件的合金成份按对方提供的图纸、技术文件生产，基本上和我国常用牌号类似。
在保护环境降低能耗的理念下，汽车向轻量化发展，汽车发动机等零部件提出了“以铝代铁（钢）”、“以镁代铝”的口号，并逐步以实施，其中最主要的是汽车发动机缸体，已实行了压铸生产，国内最早实施的是广州东风本田汽车发动机有限公司。现在重庆长安汽车集团、长安铃木汽车公司、哈尔滨东安汽车动力公司、上海乾通汽车附件公司先后引进了2500~3500吨全自动压铸生产线，生产直排四缸的铝合金缸体。重庆渝江压铸、徐州徐航压铸公司、宜兴江旭铸造公司引进了3200~3800吨全自动压铸生产线，开始压铸V型6缸发动机机体，使我国的缸体生产达到了国际先进水平。汽车上的缸盖、进气歧管等铝铸件原用重力浇注，为提高产品质量，现有许多单位改用低压铸造，这样零件的致密度提高，气密性试验一次通过率达到95%以上，免除了浸渗工序。
重庆渝江压铸有限公司是我国最大的压铸企业，主要生产摩托车零件，年产量达6万吨。
铝活塞批量极大，年产量数亿只，以重力、挤压、低压铸造为主，压铸较少，主要生产企业上百家，上海的科尔本施密特、山东滨州、重庆长江依之密等是主要企业。
2．汽车铝轮毂
铝合金轮毂较钢轮毂平均轻2kg左右，当车速为60km/h时可省油5-7%，此外它散热快，减震性好。轮胎寿命长，安全可靠，外观美丽，图案丰富多彩，尺寸精确，平衡性好，轿车中大量使用。去年全球汽车轮毂产量为1亿只，到2014年将达到2.5亿只。
自八十年代末秦皇岛戴卡轮毂制造有限公司成立以来，我国合资、独资的汽车轮毂厂相继建立，至今有一定规模的达50多家，轮毂产量节节攀升（表3）。我国的轮毂除国内使用外（占70%），有相当数量出口到日本、美国、欧洲。台资的江苏昆山六丰机械有限公司、南通中南铝轮毂有限公司、浙江万丰奥威汽摩轮有限公司是我国目前最大的几家轮毂生产厂。我国的轮毂生产以低压铸造为主，少量的采用反压铸造，还有一些小排量汽车用轮毂仍在用重力浇注方法生产。
表3 我国汽车轮毂产量 单位：万只
|
年份 |
2001 |
2002 |
2003 |
2004 |
2005 |
2006 |
2007 |
2008 |
|
汽车轮毂 |
1000 |
3700 |
4250 |
4700 |
5900 |
6600 |
7200 |
8000 |
铝轮毂是一种材料密集型、劳动密集型、低附加值产品，再加上铝的冶炼熔化铸造过程是一个有污染、耗能高、工人劳动条件差的行业。欧、美、日等发达国家对这类产品均不感兴趣，有的被政府勒令关闭，铝轮毂产业向第三世界转移，故我国在上世纪末，纷纷设立许多合资厂，目前国内这50多家轮毂厂产能达到1亿5千万只。
3．锌合金铸件的生产
2000年以来，我国的锌合金铸件年产量一直徘徊在20~23万吨之间，主要用途为玩具（车模）、日用五金（拉手、锁、卫浴洁具）、拉链、仪表零件及部份机械工业上的耐磨件，常用的合金牌号有ZZnAl4Y、ZZnAl4Cu1Y、ZZnAl4Cu3Y及ZZnAl27Cu2，国外的牌号和上述国标相类似。香港、澳门回归后，将10万吨锌合金压铸件业务和数百台锌合金全自动热室压铸机转移到珠江三角洲，加速了锌合金压铸市场的发展，广东省仅压铸锌合金汽车模型的工厂大大小小近百家，每年出口汽车模型近百亿元。锌合金铸件的其他产地有江苏、浙江、福建、上海、天津。
近年来由于锌价飚升，超过了企业内部消化及市场承受能力，不少产品出现以铝代锌，以镁代锌的趋势，限止了锌合金铸件的发展。
4．镁合金铸件的生产
镁合金具有密度小，比强度、比刚度高，耐冲击，阻尼性能好等一系列优良性能，是重量最轻的工业化合金，我国有丰富的镁资源，上世纪九十年代起热还原法炼镁在我国迅速发展，山西、河南、青海、内蒙、陕西有上百家炼镁厂，近年来通过治理整顿，一些能耗高、规模小、环保不达标的小厂予以关闭后，至2008年年底还有六、七十家，镁冶炼厂年产能120万吨左右。2000年至2008年镁及镁的压铸件见表4。
表4 我国原镁及镁压铸件产量 单位：吨
|
|
2000 |
2001 |
2002 |
2003 |
2004 |
2005 |
2006 |
2007 |
2008 |
|
原镁 |
175000 |
205000 |
230000 |
354000 |
426000 |
480000 |
524200 |
659300 |
558000 |
|
镁压铸件 |
4124 |
4470 |
4950 |
6500 |
7800 |
8960 |
13620 |
18260 |
17500 |
我国的原镁产量中，国内熔配成合金再用来铸造或压铸成铸件仅占8~10%，大量的以原镁或初级加工品——镁粒、镁牺牲阳极出口，2008年原镁的国内消费只有15.8万吨，出口39.64万吨。
镁合金铸件主要用于飞机零件制造上，如：机匣、变速箱体、舱门、压气匣等，其次是汽车上的压铸件，如：方向盘骨架、仪表盘、齿轮传动变速箱、发动机罩盖等，另外三C产品中也大量使用镁合金压铸，如：笔记本电脑外壳，手机外壳，摄像机、照相机、投影仪壳体等。十五期间，重庆大学及重庆隆鑫集团试制成功了全镁摩托车。上海交通大学研制的高强镁合金，已为航空、军工单位加工成了镁合金产品，用于新型高速防空导弹、便携式导弹上。高强抗蠕变镁合金已在日本雅马哈公司和美国通用公司使用，高韧镁合金的汽车轮毂也已投产。
近年来，金融危机蔓延，国外汽车业不景气，北美三大汽车公司破产重组，汽车业用镁合金减重、节油环保的需求下降，再加上2007年8月起镁价格一路上扬，超过铝价的1.5倍，失去了竞争力，我国镁出口增速放缓，国内汽车镁压铸件的生产也没太大增加，但高校、科研院所的工作没有停下来，研发工作仍在进行，一旦经济复苏，镁的压铸件及挤压型材和其它方法铸件将随着我国的大飞机制造、太阳能新能源的设备大量投产而加速发展。
5．铜合金铸件的生产
钢铁企业的热风进口、吹氧喷头、船舶上的螺旋桨、铜套、重型机械上的蜗轮传动装置、输变电上的大电流导体、家用电器上的接插件，历来是铜合金用武场地。2006年我国的造船就达到了1000万载重吨，大型螺旋桨的生产已形成了大连、镇江、武汉三个基地。由于房地产业久盛不衰，与之相关的建筑五金、卫浴五金、铜阀门及装饰件得到很大发展，但由于铜合金浇注温度高，压铸模具寿命尚未根本突破，故铜压铸件产量没有快速增大，但金属型、砂型、熔模、重力浇注铜铸件增加迅速。更值得一提的是，随着城市的扩建，名胜古迹的修复，我国艺术铸造的用铜量大增，每年都有大量铜佛像落成。
二、高新技术产业为有色铸造展开新的鸿图
金融危机席卷全球，我国受到波及，实体经济出现负增长，以出口为主的有色企业产量出现大起大落，国际市场的复苏需要一段时间，而且经过危机后要重新洗牌，我国的有色铸造业要充分利用这段时间调整产品结构，寻找新的商机。最近我国及上海市推出一些有力措施，要大力发展高新技术产业，在这些领域我们有大显身手、施展才能的机会。
1．新能源
国家高度重视新能源和可再生能源的发展，水力、核电、风能、太阳能、生物能产业均实现高速增长，风力发电装机容量连续三年实现“翻番”，总装机容量已居世界第四位，太阳能发电总量也居世界首位，太阳能光伏产业也实现了高速增长，到2012年上海风电、太阳能、整体煤气化联合循环（IGCC）在内的产值要达到500亿元。
近来浙江有个民营企业已研发出一种小型家用风力发电机，功率为500~1000W，这里面许多零件都可用铝合金铸造，太阳能电池装置又是镁合金用武之地，新光源LED灯要把传统的灯罩材料AlSi12变成AlMg5Si。
2．大型民用客机
ARJ21支线飞机已首航成功，现在进行转场飞行考核，年底航线服役使用，支线飞机要形成年产30架能力，载客150人的大型客机项目已经启动，至2012年大型客机总装基地、发动机装试基地、航空电子研发中心等建成，在这期间零部件的试制、生产将纳入日程。铝、镁合金的飞机零部件实行“保优铸造”以达到其安全性要求，“优质优价”。我国现在的铝、镁合金铸造企业应积极改造硬件，练好内功、搞好管理，以分得这一诱人的蛋糕。
3．先进重大装备业
到2012年，上海先进重大装备产业将达到1200亿元。这其中包括火力发电设备系列化、高端化，推进百万千瓦核电设备和大容量、超临界火电机组输配电向特高压发展，建立数字化变电站，轨道交通车辆制造产能大大提高，大型铸锻件要重点突破工艺、材料和制造的关卡，形成国际一流的大型铸锻件自主制造能力。
4．生物医药
2012年上海的生物医药制造总产值将达到850亿元，高端化学原料药制造领域要取得突破，加快开发中药及天然提取物，重点突破生物诊断试剂、疫苗及抗体类药物产业化，着力发展数字化高端医疗设备，这些新设备中用到许多铝、铜合金铸件，有关生产企业应早日介入设备的设计、研制，积累经济，今后正式投产时就成了合格的供应商。
5．电子信息制造业
电子信息制造领域的高新技术产业化，聚焦在集成电路芯片和平极显示器上，2012年，集成电路和平极显示产业将达1500亿元。这个领域中镁合金铸件，超细单晶铜丝都有广阔市场。
6．新能源汽车
到2012年，上海新能源汽车产业将达到900亿元，重点是加快推进混合动力汽车和纯电动客车产业化，驱动电机、控制系统中用到许多壁薄、定位精确、气密性高的壳体，它们的铸造、机加工将使企业在设备、工艺方面跃上一个新的台阶。
7．海洋工程装备
海洋石油探测、海底采矿、围海工程、滩涂开发这是崭新的海洋经济领域，到2012年上海海洋工程装备产业规模将达到1500亿元，油气钻探平台、浮式储油轮、物探管、铺管船、海上浮吊等大型设备中铜、铝铸件会有一定的比例。
8．新材料
9．软件和信息服务业
到2012年这一产业规模可达3600亿元，重点推动信息服务业的基础软件、嵌入式软件和大型行业应用软件的研发和产业化，加快发展具有自主知识产权,3G标准TD-SCDMA及“后3G”的TD-LTE移动通信技术等等，正在大力扩建的3G机站，数字电视机顶盒、不断变脸更新的手机是镁合金大量使用最佳场合。
三、金融危机下的我国有色铸造业应对之策
美国的金融危机暴发以来已一年，近来美国金融权威人士及政府官员表示，已接近见底，我国政府官员则说：国际经济前景还不明朗，外需下滑的压力仍然很大；经济自主增长的动力还不强；一些行业、企业经营还比较困难；产能过剩的问题十分突出；结构调整的任务十分艰巨；我国面临的困难和挑战仍然很多。
我国的铸造业就是如此，铸造厂点多、平均规模小、铸件质量差、自主创新能力不足、能耗高、污染严重、人才缺乏、无序竞争，和工业发达国家相比有很大差距。有色铸造行业产量最大的是压铸，其次是砂型铸造、金属型铸造和低压铸造，在生产任务不足的情况下，和国内整个铸造业一样应该重新洗牌，练好内功、蓄势待发。
1． 严格实施准入证制度，以大带小，抱团取暖，渡过难关
一些小企业规模甚小，工人不固定，流动资金不足，环境污染严重，有的开在居民区、水源地，影响人们的健康，当地政府应按有关条例对其实行“关、停、并、转”遵循市场经济的法则，由一些骨干企业去兼并，在当地设立铸造工业园区，有关企业搬入园区，实行统一的废水、废气、废渣处理，有可能的话实行集中熔化、集中热处理，建立理化分析中心，为企业提供化学成份、力学性能、X光检测、三座标测量、计算机辅助设计、充填及凝固模拟等服务。这样企业提高了档次，节省了投入，保护了环境。
2．搞好人员培训，设备维修改造，养精蓄锐蓄势待发
有色铸造行业一些砂铸厂还在沿用古老的粘土砂工艺，人工劳动强度大，对工人的修型技术要求高，现在很难找到熟练师傅，农民工流动大，生产出来的产品外观毛糙、尺寸不准、内在质量也达不到要求，利用生产任务不忙之际，改成冷硬树脂砂金属型铸造，一劳几得。一些压铸企业前段时间任务饱满人停机不停，满负荷工作，设备出现严重“跑、冒、滴、漏”，现正在利用机会进行大修、改造，工人进行技术培训，普及现代管理知识，提升企业的软实力。
3．请进来，走出去，产学研三结合开发新产品
利用这段空档，企业领导人可以回访客户，走访高校和科研院所，了解本行业最新科研成果，客户的意见要求，走产学研三结合的道路，更新工艺，采用新技术，提高产品。品根据市场需求，围绕九大高新技术项目，联合攻关开发新产品，使企业的发展，搭上国家导向的高科技列车，长盛不衰。
上下齐心协力，同行互相帮衬，应对百年罕见的金融危机，坚定信心，迎难而上，共克时艰，抓住机遇，迎接新一轮的大发展。
