【正文】 普遍采用CAD、CAM等軟件的集成技術(shù)，基本全部采用工藝模擬，工藝數(shù)據(jù)庫已經(jīng)很好應(yīng)用；（5）鑄造原、輔材料質(zhì)量和品種以及社會化、專業(yè)化、商品化供應(yīng)方面已經(jīng)日臻成熟；（6）工業(yè)CT設(shè)備等先進檢測設(shè)備逐步應(yīng)用到產(chǎn)品檢測中；（7）大型鑄鋼件的冶金技術(shù)在向高純度鋼液技術(shù)發(fā)展，成分均勻性、內(nèi)部缺陷、尺寸精準度等控制技術(shù)仍優(yōu)于國內(nèi)。為了清晰認識國際鑄造科技發(fā)展大勢，規(guī)劃鑄造技術(shù)發(fā)展方向，根據(jù)《國家中長期科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（20062020年）》、《國家“十三五”科學和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》和《中國制造2025》提出的目標和任務(wù)，結(jié)合我國鑄造行業(yè)科技發(fā)展實際，編制了《鑄造行業(yè)“十三五”技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》（以下簡稱《綱要》）?！毒V要》具有全局性、戰(zhàn)略性和前瞻性?！毒V要》編制工作會議于2014年9月27日在西安召開，確定了《綱要》編制的涵蓋專業(yè)領(lǐng)域分類和工作分工、內(nèi)容及編寫規(guī)范、工作進度安排。《綱要》的有關(guān)內(nèi)容作為上報材料的重要組成部分已先后提交至中國工程院和工信部。45 / 45鑄造行業(yè)“十三五”技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（中國機械工程學會鑄造分會 編制）引言“十二五”期間，我國在鑄造技術(shù)創(chuàng)新、行業(yè)進步等方面取得了顯著成果?！毒V要》結(jié)合國內(nèi)外鑄造技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合發(fā)展熱點問題和中國鑄造技術(shù)發(fā)展需求，指出了發(fā)展目標和發(fā)展重點，提出了重點發(fā)展的項目及關(guān)鍵技術(shù)。 問題分析與解決思路針對國內(nèi)外差距情況，問題主要在我國工程化數(shù)據(jù)薄弱，例如：數(shù)值模擬雖然在鑄造行業(yè)應(yīng)用多年，但是一些核心算法以及工程參數(shù)還不夠精細，造成分析結(jié)果不能準確指導生產(chǎn)。 技術(shù)研究（1）海洋工程用耐海水腐蝕雙向鑄造不銹鋼材料；（2）開展更多鑄造雙相不銹鋼牌號在艦船上的應(yīng)用研究；（3）特大型合金鋼鑄錠的純凈、致密、均質(zhì)鑄造技術(shù)；（4）超臨界、超超臨界蒸汽輪機高合金耐熱鋼鑄件，百萬千瓦水輪機轉(zhuǎn)輪不銹鋼鑄件，第三代核電技術(shù)常規(guī)島汽輪機組高合金鋼鑄件，海洋石油鉆井平臺、橋梁等重大工程配套鑄鋼件的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化；（5）ZG1Cr10MoNiWVNbN等高合金耐熱鋼材料和C460等低溫用鑄鋼材料工藝研究；（6）大型鑄鋼件砂型（芯）的快速、低成本成形技術(shù)研究；（7）節(jié)能降耗、再生和綜合利用技術(shù)研究；（8）大型鑄鋼件智能鑄造工廠；（9）大型曲面等異形件電渣熔鑄成形技術(shù)；（10）非均質(zhì)砂型3D打印設(shè)備及工藝研究。我國鑄鐵行業(yè)在原輔材料、工藝裝備、生產(chǎn)技術(shù)、檢測控制等方面均已具備生產(chǎn)高端鑄鐵件的能力。 問題分析與解決思路加強新材料、新工藝和新技術(shù)的研發(fā)和推廣應(yīng)用。企業(yè)平均產(chǎn)量規(guī)模：到2020年，從1926噸/家增加到3500噸/家；2025年，平均規(guī)模為6000噸/家。 技術(shù)研究 關(guān)鍵技術(shù)研究我國高檔數(shù)控機床、核電、高鐵、機器人等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對鑄件的質(zhì)量、可靠性、精度保持性和可追溯性等提出了新的、更高要求，需要加強關(guān)鍵技術(shù)研究。研究近凈成形工藝，提高鑄件的精度和表面質(zhì)量；確保鑄件輕量化的造型與制芯工藝；采用不同工藝措施提高鐵液質(zhì)量，獲得高溫、純凈鐵液；完善“短流程”熔煉工藝，使高爐鐵液直接應(yīng)用于鑄管等鑄件的大批量生產(chǎn)；提高生產(chǎn)過程數(shù)字化和智能化水平來提高鑄件產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性和一致性；建立行業(yè)通用或針對企業(yè)生產(chǎn)實際的鑄造工藝管理數(shù)據(jù)庫。（3）重視鑄鐵行業(yè)的作用和地位，對生產(chǎn)中亟需解決的共性問題應(yīng)給予支持、立項。新技術(shù)方面，半固態(tài)鑄造技術(shù)中的漿料制備和成形方面有所突破，噴射成形仍處于前期研究階段，電磁鑄造能細化晶粒和提高表面質(zhì)量，提高鋁合金的固溶度。我國研制出近α型船用耐蝕鈦合金Ti7Ti3TiB1Ti9Ti70 和Ti80。 國外發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢鋁合金：精煉處理，國外出現(xiàn)了一種旋轉(zhuǎn)噴射熔劑法，集精煉處理、鈉變質(zhì)處理、磷晶粒細化處理等于一體，且對環(huán)境無不利影響，成本費用適中。另外，, 載客300人，還將使用高強度鈦合金Ti62222S。鑄造銅合金在海洋工程中的應(yīng)用還與國外存在不少差距，很多關(guān)鍵應(yīng)用技術(shù)亟需提高。鈦的應(yīng)用技術(shù)遠落后于國外先進國家。對超大型艦船用螺旋槳，鑄造時加強對合金元素的精確控制，解決鑄造缺陷問題，加強熔煉方式的轉(zhuǎn)變，減少能耗，實現(xiàn)綠色生產(chǎn)。高溫合金：長期以來，我國存在重型號研制，輕合金研究的思想，導致很多合金的應(yīng)用基礎(chǔ)研究缺乏，在缺少實驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上就開始研制構(gòu)件使用，從而在這方面出現(xiàn)問題。鎂合金：進行全新產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計和生產(chǎn)工藝方案設(shè)計優(yōu)化。鋁合金：研究不同用途的鋁合金新材料的開發(fā)，對鋁合金的精煉處理、變質(zhì)劑及工藝，新型鋁基復(fù)合材料，鋁合金制備新技術(shù)等開展研究；針對環(huán)保和節(jié)能減排的要求，加大投入力度；針對高速鐵路、列車等具有國際競爭力的拳頭產(chǎn)品，新一代大飛機項目，對鋁合金的應(yīng)用開展研究。對于單晶高溫合金，在第一代、第二代單晶高溫合金服役應(yīng)用的基礎(chǔ)上，做好工程應(yīng)用研究，繼續(xù)發(fā)展第三代、第四代單晶高溫合金，促進應(yīng)用。開展大型復(fù)雜精密鑄件制造技術(shù)。 共性技術(shù)研究鋁合金：以鋁合金代替銅合金、鋼鐵材料的合金鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計及制備工藝技術(shù)。4 重點項目擬開展的重點項目，主要以解決目前國內(nèi)急需的新產(chǎn)品和新技術(shù)，能夠產(chǎn)生巨大經(jīng)濟效益和社會效益的產(chǎn)品或者技術(shù)為目標。鈦工業(yè)逐漸趨于國際化，企業(yè)競爭與兼并激烈，要制訂適時的戰(zhàn)略與對策。與普通鋁合金材料相比，這種陶瓷纖維增強鋁基復(fù)合材料的高溫抗拉強度提高了20%～40%，線膨脹系數(shù)降低了20%。鑄造界要與工程界加強聯(lián)系和溝通，充分了解對鑄造復(fù)合材料的需求，強化產(chǎn)學研合作，圍繞重點產(chǎn)品開展中試和生產(chǎn)工作，加快現(xiàn)有成熟鑄造復(fù)合材料技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)移，緊跟國際先進水平，進一步提高工藝的穩(wěn)定性和復(fù)合的材料性能?！笆濉逼陂g，鑄造銅基復(fù)合材料應(yīng)達到的主要性能指標有：拉伸強度≥600 MPa，導電性≥80％純銅。 浸滲制備工藝熔體浸滲法制得的材料密度比較均勻，熔融金屬冷卻決，制備過程周期短，減輕了顆粒界面反應(yīng)，材料性能較高，可以制備出高體積分數(shù)增強體的金屬基復(fù)合材料，同時可以減輕或彌補疏松、氣孔等鑄造缺陷。在側(cè)重于增強體與基體的結(jié)合界面及增強體在基體中的分布研究之外，強化對基體和增強體性能同步提高的研究。在實驗研究的基礎(chǔ)上，注重制備工藝的放大和工程化研究，應(yīng)結(jié)合實際工程應(yīng)用選擇恰當?shù)蔫T造成形工藝方法。根據(jù)不同的工作條件和性能要求，選擇適當?shù)幕w和增強體進行優(yōu)化設(shè)計，以拓寬鑄造有色金屬復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域，是需要解決的重點問題。第5章 鑄造耐磨材料1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢磨損是材料三大失效方式之一。Cr1Cr20和Cr26系列高鉻耐磨鑄鐵在國內(nèi)外均已大批量生產(chǎn)和應(yīng)用。比利時MAGOTTEAUX公司先后研制出“Bimetal”、“Duocast”、“Xwin”耐磨復(fù)合材料技術(shù)，用于磨輥和磨盤生產(chǎn)和應(yīng)用，效果良好。奧氏體錳鋼的標準化工作起步較早，在主要工業(yè)發(fā)達國家均有了國家標準（或相當于國標標準），1999年國際標準化組織發(fā)布《奧氏體錳鋼鑄件》（ISO13521：1999）國際標準。 非錳系耐磨損合金鋼目前國際上挖掘機斗齒、破碎汽車的大型錘破機錘頭等選用非錳系耐磨合金鋼。與耐磨材料工業(yè)發(fā)達國家相比，我國鑄造耐磨材料產(chǎn)業(yè)的主要差距和不足是：整體技術(shù)研發(fā)和技術(shù)改造能力較弱；企業(yè)自主創(chuàng)新投入嚴重不足；自動化和機械化生產(chǎn)程度有待提高；缺乏專業(yè)人才；知識產(chǎn)權(quán)認識和保護不足；采用先進標準組織生產(chǎn)不夠，執(zhí)行標準不嚴格；企業(yè)工藝技術(shù)水平參差不齊；缺乏核心關(guān)鍵技術(shù)；用新技術(shù)、新工藝生產(chǎn)高附加值高端產(chǎn)品的認識不足；科技成果轉(zhuǎn)化和推廣應(yīng)用較差；生產(chǎn)裝備水平較低；產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩(wěn)定；熔煉與精煉水平較低，堿性電弧爐應(yīng)用較少，精煉爐應(yīng)用甚少；大型耐磨件制造困難；鑄件粗糙度等表面質(zhì)量較差；尺寸和重量偏差較大；先進檢測儀器和手段的應(yīng)用較少；產(chǎn)品國際競爭力欠佳。陶瓷顆粒與預(yù)制體增強鋼鐵基耐磨復(fù)合材料及制備技術(shù)。西安交通大學自1993年起就在國內(nèi)率先開展光固化快速成形系統(tǒng)的研究，并將其應(yīng)用于快速鑄造，利用光固化技術(shù)成形樹脂模樣后翻制陶瓷型殼，實現(xiàn)了具有復(fù)雜空心結(jié)構(gòu)發(fā)動機葉片的快速陶瓷型鑄造?；跀?shù)字化加工的快速鑄造是鑄造行業(yè)實現(xiàn)敏捷制造的重要途徑。早前的快速鑄造技術(shù)是快速原型制造去適應(yīng)鑄造工藝，而隨著兩者的不斷融合，適合快速鑄造流程的鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計也被提上了日程。 共性技術(shù)研究（1）面向快速鑄造的鑄件結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)及3D打印路徑設(shè)計；（2）面向快速鑄造的鑄型結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計及組合技術(shù)；（3）適用于復(fù)雜鑄型快速鑄造的合金澆注及鑄造裝備研制。1975年，我國從英國引進斯貝航空發(fā)動機制造技術(shù)，在消化吸收的過程中，實現(xiàn)了熔模鑄造工藝材料的國產(chǎn)化。但隨著我國型號研制任務(wù)的開展，我國熔模鑄造的產(chǎn)品目標已接近世界先進水平，縮小產(chǎn)品需求與工藝能力之間差距的任務(wù)迫在眉睫。國際上，隨著航空發(fā)動機性能的提升，對其中的關(guān)鍵熔模鑄件在高精度要求、高形狀復(fù)雜性、高可靠性、超極限尺寸、特殊合金等方面不斷提出新要求，促進了工藝的持續(xù)進步。另外，熔模鑄造工藝環(huán)節(jié)多，局部短板也會引起全局能力不足，必須下決心花更大力氣掌握技術(shù)核心，突破材料、工藝、裝備的瓶頸，系統(tǒng)性提升工藝實力。結(jié)合3D打印等新技術(shù)和新材料發(fā)展，促進熔模鑄造工藝創(chuàng)新。成立熔模鑄造國家重點實驗室或工程技術(shù)中心，承擔和組織我國熔模鑄造工藝提升所需要的應(yīng)用基礎(chǔ)研究。經(jīng)過多年的努力，我國已構(gòu)建起一個完整的壓鑄產(chǎn)業(yè)及其配套產(chǎn)業(yè)鏈和若干較為發(fā)達的壓鑄工業(yè)基地，產(chǎn)量世界最大，成為世界壓鑄大國。黑色金屬及其合金壓鑄件在我國的起步與國外相近，但國內(nèi)外的發(fā)展已較長時期都處于幾近停頓狀態(tài)。國際上先進國家對高硅、特種鋁合金、結(jié)構(gòu)件用鋁合金的應(yīng)用和研究比國內(nèi)領(lǐng)先較多，鎂合金研究與國內(nèi)相當。第8章 壓鑄1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢壓鑄是鑄造工藝中應(yīng)用最廣、發(fā)展速度最快的金屬熱加工成形工藝方法之一。4 重點項目 重點技術(shù)（1）熔模鑄造全過程、多尺度數(shù)值建模與仿真；（2）復(fù)雜形狀定向、單晶葉片的凝固組織控制；（3）鈦合金新型熔煉方法及面層材料與型殼技術(shù)；（4）面向新一代渦輪葉片復(fù)雜內(nèi)腔成形用的陶瓷型芯制備技術(shù)；（5）熔模鑄造工藝與其他成形制造工藝（如3D打?。┙徊鎰?chuàng)新；（6）超大型、超薄鑄件的整體成形及內(nèi)部質(zhì)量與尺寸精度控制技術(shù)。我國熔模鑄造工藝發(fā)展目標應(yīng)為滿足我國航空發(fā)動機和重型燃氣輪機研制需求，克服工藝技術(shù)瓶頸，提供合格鑄件。 問題分析與解決思路經(jīng)過多年的努力，我國在一些代表熔模鑄造前沿水平的鑄件生產(chǎn)上具有一定能力。水玻璃型殼工藝產(chǎn)品質(zhì)量較硅溶膠型殼工藝低，但在低成本鑄件生產(chǎn)中具有一定競爭優(yōu)勢。但受制于我國工業(yè)基礎(chǔ)及航空工業(yè)發(fā)展相對遲緩的客觀條件，熔模鑄造技術(shù)在高端鑄件生產(chǎn)工藝方面與發(fā)達國家還有不少差距。5 政策建議加強已有科技平臺（如國家實驗室、國家重點實驗室、國家工程技術(shù)中心、國家工程實驗室等）之間的資源及信息共享，促進學科交叉融合，鼓勵協(xié)同創(chuàng)新，提高科技資源的合理配置和高效利用。應(yīng)當抓住當前快速成形技術(shù)的良好勢頭，推進快速鑄造技術(shù)研發(fā)，通過高等院校、科研單位與企業(yè)通力合作，實現(xiàn)快速鑄造在鑄造行業(yè)中的更廣泛應(yīng)用，提升我國鑄造行業(yè)水平和實力。在發(fā)展快速成形技術(shù)方面，美國一直處于領(lǐng)先地位，著名高校如MIT、Texas大學，以及一批研究機構(gòu)在政府和工業(yè)界的資助下開展快速成形技術(shù)的研究。目前，%，具備巨大發(fā)展空間。4 重點項目重點項目如表1所示。3 發(fā)展重點 技術(shù)路線分別從耐磨材料開發(fā)與應(yīng)用領(lǐng)域、熔煉與鑄造領(lǐng)域、熱處理領(lǐng)域、機械加工領(lǐng)域、裝備制造領(lǐng)域、產(chǎn)業(yè)共性技術(shù)創(chuàng)新體系建設(shè)領(lǐng)域開展工作，構(gòu)成合理技術(shù)路線。之后又將Duocast和Xwin復(fù)合技術(shù)再組合用于立磨磨輥。Cr1Cr20和Cr26系列高鉻耐磨鑄鐵在國外均已大批量生產(chǎn)和應(yīng)用。研發(fā)和應(yīng)用金屬型或覆砂金屬型，是提高耐磨件質(zhì)量的較好方式之一。非錳系耐磨合金鋼以硬度較高、韌性較高和強度較高，特別是硬韌性匹配良好為特點。目前奧氏體錳鋼還是國內(nèi)外用量最大的一類耐磨鋼，以Mn13系列和Mn17系列為主。在此方面的進展和突破，需要企業(yè)的參與，以及政府在資金、財稅、信貸等方面的引導、扶持和相關(guān)政策支持。此外，復(fù)合材料的制備近年來也朝著不同方法復(fù)合的方向發(fā)展，如原位反應(yīng)浸滲法，在浸滲過程中發(fā)生一定的反應(yīng)，生成原位復(fù)合材料；定向增強復(fù)合材料，采用具有定向孔結(jié)構(gòu)的陶瓷增強體制備復(fù)合材料等。注重不同工藝技術(shù)的結(jié)合與融合，開展新型鑄造復(fù)合材料合成、成形工藝技術(shù)研究，研究低成本、短流程的復(fù)合成形技術(shù)，簡化制備工藝，進一步降低生產(chǎn)成本。結(jié)合鑄造有色金屬的特點，研發(fā)適用的反應(yīng)體系和制備工藝技術(shù)。鑄造鈦基復(fù)合材料未來產(chǎn)業(yè)化的主要性能指標：彈性模量115~125 GPa，屈服強度700~1 000 MPa，抗拉強度900~1 200 MPa，伸長率3%~5%。耐熱耐磨鑄造鋁基復(fù)合材料應(yīng)達到以下主要指標：室溫拉伸強度≥290 MPa，高溫（350 ℃）拉伸強度≥110 MPa；產(chǎn)品成品率不低于90%。 國內(nèi)外的差距國外在鑄造復(fù)合材料方面的研究較早，獲得了較多的應(yīng)用。第4章 鑄造金屬基復(fù)合材料1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢有色金屬基復(fù)合材料具有高的比強度和剛度，良好的耐磨性和阻尼性，在工程和交通運輸?shù)阮I(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用。（2）建議政府、企業(yè)、學術(shù)單位開展“產(chǎn)學研”協(xié)作，三者進行直接有效的合作，有明確目的地針對具體的鑄造銅合金件開展研究，政府以市場及發(fā)展需求為導向，核心企業(yè)為支撐，高校進行科學研究。鈦合金：鈦合金熔煉關(guān)鍵設(shè)備研究，研發(fā)新的真空熔煉鑄造設(shè)備，發(fā)展其他新的熔鑄方法，特別是真空感應(yīng)水冷銅坩堝凝殼爐的普及應(yīng)用推廣，根據(jù)鑄件形狀、尺寸及壁厚等因素摸索實踐合適的離心轉(zhuǎn)速確保金屬鈦及鈦合金鑄造性能。短流程低成本鈦合金制備和鑄造技術(shù)。改進熔煉及加工裝置，以提高生產(chǎn)效率，降低勞動強度，增加經(jīng)濟效益的同時減少能耗，減少污染，實現(xiàn)綠色制造。開發(fā)高強耐熱鑄造鎂合金和超輕鑄造鎂鋰合金，鎂稀土合金及制品的工程化。開發(fā)短流程鈦合金鑄造新工藝。在大型、復(fù)雜和精密鑄件方面，實現(xiàn)新的突破。鈦合金：目前耐熱合金已經(jīng)無法滿足下