1、中國汽車工業(yè)的發(fā)展必然帶動(dòng)中國汽車模具制造業(yè)的發(fā)展
改革開放以來，中國汽車市場一直保持著持續(xù)高速增長的勢(shì)頭，如今，我國已連續(xù)四年汽車產(chǎn)銷量蟬聯(lián)世界第一。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示：中國汽車產(chǎn)量連續(xù)三年超過1,800萬輛，2012年中國汽車產(chǎn)銷超過1,900萬輛量， 據(jù)權(quán)威調(diào)查資料分析，發(fā)達(dá)國家汽車預(yù)計(jì)平均增長率為1%，而中國則要達(dá)到36%，超過了世界經(jīng)濟(jì)大國——美國，成為世界最大的汽車市場，令世人震撼。
隨著汽車進(jìn)入家庭范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大，中國不同檔次汽車的增速更加迅猛，中國消費(fèi)者越來越成熟、理性和挑剔，他們希望購置的汽車造型更加新穎、性能更加卓越，因此在新車型的開發(fā)過程中，90%以上的工作量都是圍繞汽車型面改造而進(jìn)行的。開發(fā)一款新型轎車大約需要設(shè)計(jì)開發(fā)1,500套模具，其中沖壓模具約占1,000余套，而車身覆蓋件很大一部分是由汽車覆蓋模具形成的。因此汽車覆蓋件模具的生產(chǎn)與新車開發(fā)速度和市場前景有著至關(guān)重要的關(guān)系。中國汽車工業(yè)如此蓬勃發(fā)展，大大促進(jìn)了中國汽車模具制造業(yè)的活躍繁榮，為中國的汽車模具產(chǎn)業(yè)造就了巨大商機(jī)。
中國汽車覆蓋件模具從上世紀(jì)五六十年代的空白點(diǎn)發(fā)展到2011年我國已擁有幾十家重點(diǎn)骨干企業(yè)。我們從只會(huì)修模具而不會(huì)制造汽模具狀態(tài)，發(fā)展到如今我國不僅能夠制造汽車覆蓋件內(nèi)板件的模具而且能夠制造一些中檔乘用車的外表覆蓋件模具，并且還能夠承攬一些國際知名品牌汽車的覆蓋件模具，一年可以自主研發(fā)生產(chǎn)20個(gè)當(dāng)量整車的模具，為中國汽車工業(yè)的發(fā)展起到了不可取代的支撐作用。隨著中國汽車工業(yè)的持續(xù)發(fā)展，國內(nèi)的汽車模具市場將會(huì)更加繁榮昌盛。前幾年，人們提起汽車模具制造業(yè)，可能就想到一汽模具、天汽模和東風(fēng)模具，但是現(xiàn)在這種局面已被打破，中國越來越多的民營模具企業(yè)應(yīng)運(yùn)而起，如上海億森、寧波雙林、河北興達(dá)、河北興林等民營模具制造企業(yè)已開始跨入汽車模具制造行業(yè)的前端，步入模具制造行業(yè)先進(jìn)行列，他們資金使用更加自由，投入市場步伐快，機(jī)制靈活。目前這些民營企業(yè)不再是過去的小打小鬧了，而是十分注重企業(yè)的品牌建設(shè)，注重企業(yè)的信息投入，特別重視國際市場的開拓。迅速崛起的中國汽車模具制造業(yè)隨著汽車工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展將會(huì)更加繁榮昌盛。
2、中國模具制造業(yè)的發(fā)展促進(jìn)了中國實(shí)型鑄造行業(yè)進(jìn)步
實(shí)型樹脂砂鑄造工藝在我國是近十幾年發(fā)展起來的鑄造工藝，隨著中國汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車模具市場的繁榮，生產(chǎn)汽車模具鑄件極佳鑄造工藝——實(shí)型鑄造業(yè)正以不同尋常的速度在中國大地上迅速崛起。
實(shí)型鑄造工藝之所以獲得汽車覆蓋件模具業(yè)的青睞, 是因?yàn)槠嚫采w件模具鑄件形狀各異、結(jié)構(gòu)復(fù)雜及質(zhì)量要求高，且屬于單件生產(chǎn)模式。如圖1和圖2所示的大而復(fù)雜的汽車覆蓋件模座鑄件，采用傳統(tǒng)的砂型鑄造工藝不僅生產(chǎn)周期長、模型費(fèi)用高，精度難以保證，而采用實(shí)型鑄造工藝，采用EPS制作模型，成型便捷、適應(yīng)性極強(qiáng)和造型方便，省去了制芯、烘干、吊芯和卡芯等繁瑣的工序，大大縮短了生產(chǎn)周期，具有傳統(tǒng)砂型鑄造工藝不可比擬的優(yōu)勢(shì)，由該工藝生產(chǎn)的鑄件無披縫表面光潔。可見，實(shí)型鑄造工藝是生產(chǎn)汽車覆蓋件模具鑄件的極佳工藝。另外，汽車覆蓋件模具是所有汽車更新?lián)Q代的重要工藝裝備，而汽車覆蓋件模具中，90%以上的重量是鑄件。汽車開發(fā)商一旦有新車型設(shè)計(jì)出臺(tái)，希望新車盡快與世人見面，而在諸多因素中，汽車覆蓋件模具是關(guān)乎新車面市的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。上述充分說明了為什么近十幾年來，伴隨中國汽車工業(yè)的發(fā)展和中國汽車模具業(yè)的繁榮，實(shí)型鑄造業(yè)在中國大地迅速崛起的原因了。2000年之前，全國僅有屈指可數(shù)的幾個(gè)不成規(guī)模的實(shí)型鑄造工廠，在此后短短的10年全國就建成天津京泊模具鑄造、長城精工鑄造、浙江金奧鑄造和蕪湖瑞鵠鑄造有限公司等10余家年產(chǎn)1萬t以上的專業(yè)實(shí)型鑄造廠。目前，部分實(shí)型鑄造工廠工藝已趨于成熟，有的企業(yè)還在某些方面有所創(chuàng)新，使實(shí)型鑄造技術(shù)在中國的應(yīng)用獲得了較大的進(jìn)步和發(fā)展，在實(shí)型鑄造技術(shù)方面已達(dá)到較高水平，他們的產(chǎn)品質(zhì)量有些已趕上世界知名實(shí)型鑄造企業(yè)的水準(zhǔn)。
2.1汽車模具制造業(yè)的發(fā)展推動(dòng)了我國實(shí)型鑄造工藝進(jìn)步
近十幾年來，中國汽車模具從設(shè)計(jì)到制造產(chǎn)生了跨越式的發(fā)展，同時(shí)對(duì)汽車模具制造業(yè)的基礎(chǔ) ——實(shí)型鑄造生產(chǎn)提出了更高的要求，同時(shí)也為實(shí)型鑄造技術(shù)在中國的進(jìn)步和發(fā)展提供了有利時(shí)機(jī)。目前新型轎車覆蓋件模具正向高效、長壽、大型化和高精度方向發(fā)展，模具的形狀越來越復(fù)雜， 如此的發(fā)展，對(duì)實(shí)型鑄造生產(chǎn)無論從鑄造工藝還是鑄造材質(zhì)方面都提出更高的要求。轎車大型拉延成型模具常用灰鑄鐵、球墨鑄鐵、合金鑄鐵或鑄鋼件制造，模具的外形尺寸達(dá)5～6m，模具單重達(dá)20～30t。
另外，拉延成型模不僅對(duì)加工精度要求極高，而且有的模具工作型面還要進(jìn)行表面淬火、離子滲氮或電鍍處理，要求模具工作型面要具有極高的光潔度和硬度，要求鑄件表面必須極其干凈，不允許出現(xiàn)任何氣孔、砂眼、夾砂、夾渣及積碳等缺陷，所以對(duì)鑄造工藝和材質(zhì)都提出了極高的要求。同仁們皆知，實(shí)型鑄造企業(yè)不同于傳統(tǒng)的鑄造工廠，是集科研創(chuàng)新與生產(chǎn)為一體的技術(shù)密集型企業(yè)，兩者缺一則難以發(fā)展。近幾年，中國汽車模具制造業(yè)無論是生產(chǎn)裝備還是設(shè)計(jì)、生產(chǎn)技術(shù)等方面都實(shí)現(xiàn)了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，可以說是日新月異，為其配套服務(wù)的實(shí)型鑄造行業(yè)緊跟其后也邁開了迅猛前進(jìn)的步伐。前幾年，一些著名模具企業(yè)聘請(qǐng)外國技術(shù)人員主持設(shè)計(jì)，認(rèn)為對(duì)于高端汽車模具和一些高難度的模具鑄件中國大陸不能夠鑄造，因此中國模具制造商不得不花大價(jià)錢將上述鑄件移交德國、日本和韓國生產(chǎn)，或投放到在大陸境內(nèi)的外資企業(yè)生產(chǎn)，這種做法未必是崇洋媚外，而是我們?cè)趯?shí)型鑄造生產(chǎn)方面，的確不如他們的資歷深、經(jīng)驗(yàn)成熟，對(duì)于一些高難度模具鑄件不能確保鑄造一次100%成功（鑄造失敗，白模損失、延誤工期），如此現(xiàn)狀激發(fā)了我國實(shí)型鑄造技術(shù)工作者的創(chuàng)新激情。
經(jīng)過幾年的努力，目前，如河北長城精工鑄造、蕪湖瑞鵠鑄造、浙江金奧鑄造、天津京泊模具鑄造等公司，實(shí)型鑄造能力均已超過1萬t/年，鑄件質(zhì)量能達(dá)到出口模具要求的水準(zhǔn)，無論是高牌號(hào)高端汽車模具鑄件還是高難度的大型模具鑄件，上述國內(nèi)幾個(gè)實(shí)型鑄造公司都能夠做到一次鑄造成功，鑄件質(zhì)量與一些國際著名鑄造公司的產(chǎn)品相差無幾，均能達(dá)到汽車模具制造企業(yè)的要求，也得到一些 主持模具設(shè)計(jì)的外國工程師的贊許。
2.2 汽車模具制造業(yè)的發(fā)展推動(dòng)實(shí)型鑄造材質(zhì)的進(jìn)步
中國汽車模具設(shè)計(jì)水平提高與制造技術(shù)的發(fā)展令世人矚目，中國大陸的材料資源與勞動(dòng)力資源更令境外企業(yè)向往，目前，成批的國外模具制造項(xiàng)目涌向中國，這是有目共睹的事實(shí)。國外世界頂尖的數(shù)控加工設(shè)備和加工技術(shù)不斷引進(jìn)中國，使中國模具加工業(yè)的發(fā)展如虎添翼，突飛猛進(jìn)。如天津汽車模具加工中心、中國一汽模具制造公司、上海億森模具公司、上海洪旭模具公司、河北興達(dá)模具、蕪湖瑞鵠模具等均已成為車身模具制造的知名企業(yè)，他們承攬的許多是涉外模具業(yè)務(wù)，他們對(duì)汽車模具鑄件的要求多是按照國外標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，因此，對(duì)實(shí)型鑄造提出了很多新的課題，如近幾年來高速切削加工技術(shù)和“一次過”技術(shù)（One Pass Machining）的應(yīng)用，（高速切削是常規(guī)切削速度的10倍以上；“一次過”技術(shù)為工件一次性裝夾完成型面的粗、精加工）。上述高端技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，對(duì)鑄件提出了更高的要求，要求鑄件內(nèi)部組織和硬度必須均勻一致，鑄件內(nèi)部不得有任何氣孔、縮孔、砂眼、渣孔等缺陷。另外，模具的使用壽命主要取決于模具材料、制造和裝配精度以及模具表面的耐磨性，這些年來，我國模具壽命普遍反映偏低，其主要原因是我國模具材料性能與發(fā)達(dá)國家還存在較大差距，還有很大提升空間。為趕超世界先進(jìn)汽車模具水平，國家在政策和經(jīng)濟(jì)上給與了很大扶持和支持，廣大科技工作者進(jìn)行了不懈的努力探索，實(shí)型鑄造工作者協(xié)同合作、共同努力，幾年來研制開發(fā)出了很多涉外模具項(xiàng)目的新材質(zhì),如：GGG70L、D6510、EN-JS2070、GM241、GM246、GM190、50CD4、GP4M、 1.2769s、1.2333、1.2370等一大批模具行業(yè)應(yīng)用的新牌號(hào)鑄鐵類或鑄鋼類材質(zhì)，并相繼成批投放市場。天津京泊模具鑄造有限公司注重增強(qiáng)技術(shù)實(shí)力，創(chuàng)新進(jìn)取，在研制開發(fā)新材質(zhì)新產(chǎn)品方面高度重視，不惜投入，在新材質(zhì)新產(chǎn)品方面走在前列，該公司2010年被中國鑄協(xié)評(píng)為首屆全國鑄造行業(yè)排頭兵企業(yè)、2011年被中國鑄協(xié)評(píng)為全國鑄造行業(yè)重點(diǎn)骨干企業(yè)、被天津市科委評(píng)為科技型中小企業(yè)。發(fā)展中的中國實(shí)型鑄造行業(yè)不斷進(jìn)行新材質(zhì)新產(chǎn)品的研制開發(fā)，豐富了中國實(shí)型鑄造理論，鍛煉了一批中國年輕實(shí)型鑄造工作者，也成就了部分中國實(shí)型鑄造研究者，不僅為企業(yè)創(chuàng)造了明顯的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也為社會(huì)做出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
3、中國實(shí)型鑄造的進(jìn)步為中國汽車模具設(shè)計(jì)者提供了廣闊的空間
實(shí)型樹脂砂鑄造工藝在我國是近十幾年發(fā)展起來的鑄造工藝，是用泡沫塑料板（EPS）經(jīng)數(shù)控加工制作成與鑄件結(jié)構(gòu)、形狀完全相同的模樣，表面涂刷涂料烘干后，埋入樹脂砂型中，待砂型硬化后澆入金屬液，EPS模樣受熱氣化，金屬液取而代之凝固成型的鑄造方法。其主要特點(diǎn)是：模樣與鑄件形狀完全一樣，無分型面、分模面、拔模斜度等。模具的三維設(shè)計(jì)加工數(shù)字化是實(shí)現(xiàn)集成化的基礎(chǔ)，而實(shí)型鑄造生產(chǎn)過程中3D泡沫模型成型技術(shù)使白模制作過程中的編程與數(shù)控加工同模具制造實(shí)現(xiàn)了無縫聯(lián)接，能充分及時(shí)體現(xiàn)模具工程師的設(shè)計(jì)思想和技術(shù)要求，使汽車模具精細(xì)化制造成為可能。同時(shí)，實(shí)型鑄造工藝能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地滿足對(duì)汽車模具拉延模等復(fù)雜模具的生產(chǎn)要求。提高了汽車模具的制造開發(fā)效率，使汽車開發(fā)商要求縮短整車開發(fā)周期的愿望成為可能。
實(shí)型鑄造模樣直接采用數(shù)模應(yīng)用自動(dòng)化數(shù)控加工中心制作，模樣形狀及尺寸基本趨近真實(shí)鑄件，最大可能地減小無謂的加工余量，為節(jié)省高昂的高速切削加工費(fèi)用創(chuàng)造了有利條件，進(jìn)而減小了整車開發(fā)的高額費(fèi)用，使汽車模具設(shè)計(jì)者可以更加開闊思路。
目前，市場不僅要求汽車車身美觀、大方、而且要求提高整車的剛性和強(qiáng)度及較高的整車耐撞擊能力。目前汽車車身一般采用的材料抗拉強(qiáng)度多在500MP左右的IF系列鋼板,，今后將被高強(qiáng)度鋼板所取代，低合金合金鋼將被雙相鋼和超高強(qiáng)度鋼所替代。汽車設(shè)計(jì)單位有關(guān)人士指出，目前迅速掌握高強(qiáng)度鋼板的沖壓技術(shù)是我國汽車模具行業(yè)亟待解決的一個(gè)重要問題。解決沖壓高強(qiáng)度鋼板技術(shù)問題，首當(dāng)其沖的問題是要提高模具材料的強(qiáng)度和硬度。業(yè)內(nèi)人士皆知模具材料的質(zhì)量和性能是影響模具質(zhì)量、壽命和成本的重要因素，國外在中大型沖壓模具上多選用高強(qiáng)度的合金球墨鑄鐵材料是一個(gè)值得關(guān)注的發(fā)展趨勢(shì)， 合金球墨鑄鐵具有強(qiáng)韌性、較高的耐磨性和可加工性。然而，在中國進(jìn)行該類鑄件生產(chǎn)過程中，經(jīng)常被夾渣、碳缺陷所困惑，一度該類鑄件業(yè)務(wù)好似成了某些外資企業(yè)的專利，很多中國實(shí)型鑄造廠家望而生畏不敢承接。
由于鑄件生產(chǎn)成本問題，迫使一些中國模具廠家只得改用其他材料。功夫不負(fù)有心人，經(jīng)過反復(fù)研究與試驗(yàn)，該材質(zhì)鑄件在中國東風(fēng)鑄鍛廠和天津京泊鑄造公司首先相繼研制成功，隨之中國上述一些實(shí)型鑄造企業(yè)也都試制成功了如：GGG70L（如圖3所示）；D6510;EN-JS2070 等高難度合金球墨鑄鐵拉延模鑄件。蕪湖瑞鵠鑄造有限公司不僅在開發(fā)合金球墨鑄鐵件產(chǎn)品方面取得了顯著的成績， 而且在實(shí)型鑄造工藝方面做了很多創(chuàng)新，在解決大型球墨鑄鐵件夾渣、碳缺陷等疑難問題方面進(jìn)行了有益的嘗試，并取得了較好的成績。使實(shí)型鑄造不僅能夠成功澆注高強(qiáng)度合金球墨鑄鐵拉延模鑄件，而且能夠保證鑄件表面光潔、內(nèi)部無夾渣、碳缺陷，為模具制造公司提供了廉價(jià)優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，為我國汽車模具設(shè)計(jì)者關(guān)于模具材料的選用提供了廣闊余地。
目前階段，困擾我國汽車模具界的另一個(gè)重要問題是模具精度低的問題，雖然影響模具精度的因素是多方面的。汽車模具越來越向大型化發(fā)展，由此引出由于模具變形導(dǎo)致模具精度降低的問題便上升到了較高的層面，有的模具制造廠家在制造完成時(shí)驗(yàn)?zāi)z查，模具各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到要求，但存放一段時(shí)間，待模具交付使用復(fù)驗(yàn)時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)模具變形了，出現(xiàn)了模具精度指標(biāo)超差。如此因模具變形引發(fā)的糾結(jié)事故時(shí)有發(fā)生。筆者認(rèn)為，模具變形問題，應(yīng)該從多方面查找，從模具結(jié)構(gòu)、模具鑄件、熱處理工藝以及冷加工工藝等諸因素方面分析查找，作為模具鑄件的提供者首先要考慮到鑄件材質(zhì)及其鑄造應(yīng)力。鑄造時(shí)的冷卻方式和保溫時(shí)間、鑄件的時(shí)效處理，甚至有的材質(zhì)相變應(yīng)力問題都對(duì)變形產(chǎn)生影響。因此鑄件質(zhì)量及其精度保持性無疑是重要影響因素,金屬液從液態(tài)到固態(tài)的凝固過程，伴隨著液態(tài)收縮、固態(tài)收縮和石墨化膨脹，尤其大型模具鑄件澆注時(shí)鐵水充填過程、型腔內(nèi)溫度場分布等因素，都是引起鑄件變形問題不容忽視的因素，往往一般實(shí)型鑄造工廠僅限于該件可否鑄造成件而缺乏針對(duì)各個(gè)鑄件進(jìn)行鑄造工藝性分析，缺乏巧妙使用各種工藝措施防止鑄件產(chǎn)生過大應(yīng)力、變形、開裂的經(jīng)驗(yàn)。蕪湖瑞鵠鑄造公司在巧妙使用鑄造經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)有效解決鑄件變形導(dǎo)致尺寸不穩(wěn)定的問題上正進(jìn)行試驗(yàn)和探索。期望為汽車模具制造如何保持模具精度問題提供有益的參考。
4、結(jié)束語
1）汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展，帶動(dòng)了汽車模具制造業(yè)的騰飛，促進(jìn)了中國實(shí)型鑄造技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步。
2）目前汽車覆蓋件模具向大型化、高精度方向發(fā)展，高速切削技術(shù)的應(yīng)用對(duì)中國實(shí)型鑄造者提出了更高要求。實(shí)型鑄造系列新材質(zhì)產(chǎn)品的研發(fā)成功為中國汽車模具制造業(yè)做出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
3）如何提高汽車模具鑄件強(qiáng)度、減少鑄件加工余量，減少鑄件內(nèi)應(yīng)力和變形，提高中國汽車覆蓋件模具精度保持性問題是中國實(shí)型鑄造者面臨的新課題。
