2014年北美压铸技术回顾与2015年的瞻望

2014年北美压铸技术回顾与

2015年的瞻望

           广州市鑫煜铸造设备材料制造有限公司  董事长

苏州压铸技术协会                  副理事长   修毓平

           北美压铸协会                          会员

2014年的北美压铸业正在从低谷缓慢爬升，而中国的压铸业伴随着世界经济结构的失衡和以投资为取向的经济模式的终结，虽然在短时间内很多压铸界老板获得了某种成功，但在经济风暴来临之际，由于不懂得修真守元，导致“内功”不足，在血汗工厂的烟熏火烤下，历经数年的雄起后，如今变得有点气喘吁吁了。一方面外资持续看空中国制造，使规模化制造业（包括压铸业）持续缩减规模及数量；另一方面台资及港资中那些压铸低端制造的始作俑者，将面临大量倒闭；压铸业的门槛变得很低，但有规模的压铸厂，可能也难以为继。注重质量、技术创新被倒逼不得不提上日程。处在目前的所谓经济增速的换档器，改革转型的阵痛期，前期刺激措施的消化期，我们不能把矛盾简单地聚焦在外部因素这块，当然也并非是“基因突变”，而是正在爬坡过坎，处在一个关键的创新期。放眼未来，压铸业的总体趋向经济学家一定比我们更清醒，笔者只能从技术层面，通过介绍北美压铸技术发展的脉络，以期对同仁们有所启发与借鉴。

一．2014年北美压铸技术发展的特点

北美压铸的发展始终以技术为导向，每年都要投入大量资金用于开发研究。2014年北美压铸在原有研究项目基础上，又投入了450万美元用于13个项目的技术开发战略计划，资金来源包括美国国防部（DOD）的国防后勤研发机构（DLAR＆D），内斯（CSR）计划，美国金属铸造联盟（AMC）;美国农业部- 能源部（DOE）的先进制造业办公室，（AMO）能源SMARRT计划，金属联盟（CMC），国家添加剂制造创新研究所（NAMII）;北美压铸协会NADCA。尽管从外部融资的研究项目下降，经济衰退期尚未恢复，但良好的资产组合项目一直持续取得良好进展。这14个项目是

139  薄壁锌压铸（美国能源部能源SMARRT项目）

181  薄壁铝、镁压铸（DLAR＆D CSR项目） ，

182  SSM半固态 206合金（DLAR＆D CSR项目），

183  标准和过渡（DLAR＆D CSR项目），

184  380压铸件T5热处理的2次相特征（NADCA资助项目），

168  46-48 HRC模具材料性能，（NADCA资助项目），

176  涂料的评价（NADCA资助项目），

186  慢冷对高级模具钢冲击强度的影响（NADCA资助项目），

190  重构AM工艺过程和程序的资格及工装革新（NAMII项目）

178  用喷涂组合处理模具散热（NADCA资助项目）

138  镜头（lens）（美国能源部能源SMARRT项目）

175  实现无飞边压铸（NADCA资助项目）

179  无润滑油压铸（DLAR＆D CSR项目）

近年来，许多成功的科研项目极大推动了北美压铸的技术进步。如由美国能源部，NADCA，国际锌协会（IZA），铅锌研究组织（ILZRO）资助的 “薄壁锌合金压铸”项目，其锌合金的高流动性(高出常用锌合金的40％)改变了锌压铸的游戏规则，使压铸件的壁厚可以实现更薄，厚度达0.3mm或更小，可成型更复杂的铸件，生产周期更短，生产效率和能源效率更高，而成本则降低。他们有专门的有经验的压铸新技术快速过渡和转化的公司，保证了最直接有效的技术实施。如双金属模具技术，可以消除焊接和提高生产率，减少停机时间，实现高效热控制模具。此项目的研发给人留下深刻印象。目前已完成的项目包括：创新的半固态SSM压铸技术，高性能纳米复合材料，T5热处理380压铸件的发展，智能模具涂层，高抗热疲劳性能模具钢。薄壁铝和镁压铸等。开发永久性或半永久性模具涂料，相对于熔融的铝，镁和锌，具有自润滑性，以减少周期时间，工艺成本，以及提高产品质量。消除模具喷涂及冷却方面的喷雾，这项研究也是一大热点。此外，生物材料压铸，用激光上釉、搅拌摩擦等工艺局部提高模具性能，无水/粉状脱模剂测评，钢、钛和镍合金压铸，室温压铸等，启动和深入研发这些新的项目正在不断受到追捧。这些创新项目的立意和研发主题对我们不无启发，能否借鉴和引出我们自己的创新点，只有见仁见智。

二．2015年环境友好备受关注

   进入2015年，北美压铸依然在稳健地推进他们的研发项目。主要内容包括：

铸造材料方面：

137创新的SSM加工技术

139薄壁锌合金

144锌合金性能的市场评估

152高生产率金属基复合材料部件

153高性能压铸合金

155镀锌压铸件

158铸造合金标准

169 HyperCast

计算机建模和工装设计

132模具性能的延续

133模具优化设计

150介入生产和提高产量的计算工具

167铸造模型转换软件

模具表面工程

134智能模涂料的发展

模具材料

135改进压铸工艺，维护压铸模具寿命

161抗热疲劳高性能模具钢

168 46-48HRC模具材料性能

工艺技术

136提高熔炼效率

146通过工艺改进提高压铸机械性能

149逆向工程工装和备件组件的改进

北美压铸协会是国际知名的为铸造行业提供技术标准的一个值得信赖的行业机构，有压铸行业的技术专家作为支撑，多项压铸工艺、SSM和安全标准与指南是由NADCA发布的。2015年，对压铸业来说，环境友好的概念显得更加紧迫和被重视。以牺牲环境等为代价自断经脉的行走方式被越来越多的压铸企业所摈弃。

随着全球气候变化，近几年NADCA一直对温室气体法规的监管十分关注，由环境保护局提出的温室气体法规和监管方案将影响所有的压铸厂，在压铸过程中的温室气体排放是不可避免的，围绕压铸业CO2的主要来源以及如何进一步减少排放量，NADCA积极展开讨论，并对此法规可能造成的影响组织了深度探讨，提出了建议。同时认为降低监管成本也是减少排放的目标之一。

通过选择最佳材料和压铸工艺，以满足今天的环境标准，实现广义的环境友好，正逐渐被接受和实施。大多数压铸业的工程师都知道在美国随意处理废物问题的严重性。最低限度内容的环保法律已经被美国许多州通过，废物处置场地在欧洲更受到关注，一些国家甚至立法禁止焚烧。很明显，压铸产品的设计师不仅要负责产品的最佳功能，制作工艺的简便合理，而且需要考虑到产品的最终命运在其使用寿命结束时如何妥善处理。对压铸业来说使用再生材料是必须的新的责任，在设计材料的选择上，其他考虑因素是平等的，但必须考虑材料未来再加工的可能性，同时允许重新利用的成本要明显低于原材料的成本。目前汽车拆解收集金属汽车零部件，其中铝件的85%可回收重熔利用。而非金属部分主要是塑料，而塑料回收小于3%。显然几乎所有的金属和合金的压铸件是容易回收的，压铸件属不危险废物，只要再处理不造成环境问题，压铸的循环圈大有可为。同时近净型压铸可以生产壁厚较薄的零件以取代塑料件，并能有一个较长的生命周期，为客户提供更好的强度和产品耐久性。

对于北美压铸业，压铸合金的回收几乎是全方位的，可以利用各种废旧金属的组合物，通过精心设计配料，先进的熔炼和精炼处理工艺，以及光谱分析控制，可以精确生产出各类常用铸造合金。北美95%的铝压铸件均已采用这种再生铝作为原料。由于再生铝合金生产仅需要大约原铝生产5%的能量，对于保护不可再生能源具有额外的优点。

压铸生产的安全问题也是环境友好的重要方面。压铸行业的事故率大约是其他普通产业的两倍。NADCA的安全标准非常严格细致，其节能手册内容亦十分详尽。总之，他山之石，可以攻玉。为了中国压铸业的发展，为了在新起点上的创新进步，北美压铸的经验值得我们认真学习，借以修炼我们自己的内功。“沿着掌纹烙着宿命”的压铸发展模式已经不可能持续下去了，走向创新与技术领航的新征程正等待着我们。

                                       2015年4月于羊城