1、中國汽車工業(yè)的發(fā)展必然帶動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)達國家汽車預計平均增長率為1%，而中國則要達到36%，超過了世界經(jīng)濟大國——美國，成為世界最大的汽車市場，令世人震撼。
隨著汽車進入家庭范圍的進一步擴大，中國不同檔次汽車的增速更加迅猛，中國消費者越來越成熟、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行的。開發(fā)一款新型轎車大約需要設(shè)計開發(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。
中國汽車覆蓋件模具從上世紀五六十年代的空白點發(fā)展到2011年我國已擁有幾十家重點骨干企業(yè)。我們從只會修模具而不會制造汽模具狀態(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個當量整車的模具，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)應運而起，如上海億森、寧波雙林、河北興達、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)先進行列，他們資金使用更加自由，投入市場步伐快，機制靈活。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)的進一步發(fā)展將會更加繁榮昌盛。
2、中國模具制造業(yè)的發(fā)展促進了中國實型鑄造行業(yè)進步
實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。
實型鑄造工藝之所以獲得汽車覆蓋件模具業(yè)的青睞, 是因為汽車覆蓋件模具鑄件形狀各異、結(jié)構(gòu)復雜及質(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、模型費用高，精度難以保證，而采用實型鑄造工藝，采用EPS制作模型，成型便捷、適應性極強和造型方便，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，由該工藝生產(chǎn)的鑄件無披縫表面光潔。可見，實型鑄造工藝是生產(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)計出臺，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。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)的幾個不成規(guī)模的實型鑄造工廠，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)實型鑄造廠。目前，部分實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，使實型鑄造技術(shù)在中國的應用獲得了較大的進步和發(fā)展，在實型鑄造技術(shù)方面已達到較高水平，他們的產(chǎn)品質(zhì)量有些已趕上世界知名實型鑄造企業(yè)的水準。
2.1汽車模具制造業(yè)的發(fā)展推動了我國實型鑄造工藝進步
近十幾年來，中國汽車模具從設(shè)計到制造產(chǎn)生了跨越式的發(fā)展，同時對汽車模具制造業(yè)的基礎(chǔ) ——實型鑄造生產(chǎn)提出了更高的要求，同時也為實型鑄造技術(shù)在中國的進步和發(fā)展提供了有利時機。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雜， 如此的發(fā)展，對實型鑄造生產(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5～6m，模具單重達20～30t。
另外，拉延成型模不僅對加工精度要求極高，而且有的模具工作型面還要進行表面淬火、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，所以對鑄造工藝和材質(zhì)都提出了極高的要求。同仁們皆知，實型鑄造企業(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、生產(chǎn)技術(shù)等方面都實現(xiàn)了突飛猛進的發(fā)展，可以說是日新月異，為其配套服務的實型鑄造行業(yè)緊跟其后也邁開了迅猛前進的步伐。前幾年，一些著名模具企業(yè)聘請外國技術(shù)人員主持設(shè)計，認為對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，而是我們在實型鑄造生產(chǎn)方面，的確不如他們的資歷深、經(jīng)驗成熟，對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，實型鑄造能力均已超過1萬t/年，鑄件質(zhì)量能達到出口模具要求的水準，無論是高牌號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)幾個實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)展推動實型鑄造材質(zhì)的進步
中國汽車模具設(shè)計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力資源更令境外企業(yè)向往，目前，成批的國外模具制造項目涌向中國，這是有目共睹的事實。國外世界頂尖的數(shù)控加工設(shè)備和加工技術(shù)不斷引進中國，使中國模具加工業(yè)的發(fā)展如虎添翼，突飛猛進。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，他們對汽車模具鑄件的要求多是按照國外標準執(zhí)行，因此，對實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)與應用，對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)達國家還存在較大差距，還有很大提升空間。為趕超世界先進汽車模具水平，國家在政策和經(jīng)濟上給與了很大扶持和支持，廣大科技工作者進行了不懈的努力探索，實型鑄造工作者協(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)應用的新牌號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技術(shù)實力，創(chuàng)新進取，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)評為全國鑄造行業(yè)重點骨干企業(yè)、被天津市科委評為科技型中小企業(yè)。發(fā)展中的中國實型鑄造行業(yè)不斷進行新材質(zhì)新產(chǎn)品的研制開發(fā)，豐富了中國實型鑄造理論，鍛煉了一批中國年輕實型鑄造工作者，也成就了部分中國實型鑄造研究者，不僅為企業(yè)創(chuàng)造了明顯的經(jīng)濟效益，同時也為社會做出了應有的貢獻。
3、中國實型鑄造的進步為中國汽車模具設(shè)計者提供了廣闊的空間
實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)計加工數(shù)字化是實現(xiàn)集成化的基礎(chǔ)，而實型鑄造生產(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現(xiàn)了無縫聯(lián)接，能充分及時體現(xiàn)模具工程師的設(shè)計思想和技術(shù)要求，使汽車模具精細化制造成為可能。同時，實型鑄造工藝能夠及時、準確地滿足對汽車模具拉延模等復雜模具的生產(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。
實型鑄造模樣直接采用數(shù)模應用自動化數(shù)控加工中心制作，模樣形狀及尺寸基本趨近真實鑄件，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用創(chuàng)造了有利條件，進而減小了整車開發(fā)的高額費用，使汽車模具設(shè)計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度多在500MP左右的IF系列鋼板,，今后將被高強度鋼板所取代，低合金合金鋼將被雙相鋼和超高強度鋼所替代。汽車設(shè)計單位有關(guān)人士指出，目前迅速掌握高強度鋼板的沖壓技術(shù)是我國汽車模具行業(yè)亟待解決的一個重要問題。解決沖壓高強度鋼板技術(shù)問題，首當其沖的問題是要提高模具材料的強度和硬度。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度的合金球墨鑄鐵材料是一個值得關(guān)注的發(fā)展趨勢， 合金球墨鑄鐵具有強韌性、較高的耐磨性和可加工性。然而，在中國進行該類鑄件生產(chǎn)過程中，經(jīng)常被夾渣、碳缺陷所困惑，一度該類鑄件業(yè)務好似成了某些外資企業(yè)的專利，很多中國實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。功夫不負有心人，經(jīng)過反復研究與試驗，該材質(zhì)鑄件在中國東風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行了有益的嘗試，并取得了較好的成績。使實型鑄造不僅能夠成功澆注高強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優(yōu)質(zhì)的服務，為我國汽車模具設(shè)計者關(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驗模檢查，模具各項指標均達到要求，但存放一段時間，待模具交付使用復驗時，卻發(fā)現(xiàn)模具變形了，出現(xiàn)了模具精度指標超差。如此因模具變形引發(fā)的糾結(jié)事故時有發(fā)生。筆者認為，模具變形問題，應該從多方面查找，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)及其鑄造應力。鑄造時的冷卻方式和保溫時間、鑄件的時效處理，甚至有的材質(zhì)相變應力問題都對變形產(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，往往一般實型鑄造工廠僅限于該件可否鑄造成件而缺乏針對各個鑄件進行鑄造工藝性分析，缺乏巧妙使用各種工藝措施防止鑄件產(chǎn)生過大應力、變形、開裂的經(jīng)驗。蕪湖瑞鵠鑄造公司在巧妙使用鑄造經(jīng)驗和技術(shù)有效解決鑄件變形導致尺寸不穩(wěn)定的問題上正進行試驗和探索。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，帶動了汽車模具制造業(yè)的騰飛，促進了中國實型鑄造技術(shù)的發(fā)展與進步。
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)的應用對中國實型鑄造者提出了更高要求。實型鑄造系列新材質(zhì)產(chǎn)品的研發(fā)成功為中國汽車模具制造業(yè)做出了應有的貢獻。
3）如何提高汽車模具鑄件強度、減少鑄件加工余量，減少鑄件內(nèi)應力和變形，提高中國汽車覆蓋件模具精度保持性問題是中國實型鑄造者面臨的新課題。
