【正文】 我國除傳統(tǒng)壓鑄鋁合金范圍擴(kuò)大外，還有試驗采用壓鑄新技術(shù)以某種變形鋁合金來生產(chǎn)較高力學(xué)性能的受力件，以及汽車結(jié)構(gòu)件所需的特殊鋁合金也在國內(nèi)壓鑄生產(chǎn)中開始采用。 技術(shù)研究 關(guān)鍵技術(shù)研究（1）下一代定向、單晶空心葉片凝固組織控制與數(shù)值模擬技術(shù)；（2）大型、薄壁、復(fù)雜熔模鑄件近凈成形技術(shù)。（4）關(guān)鍵裝備持續(xù)改進(jìn)；（5）特種方法交叉融合；（6）數(shù)字化技術(shù)廣泛應(yīng)用。通過技術(shù)引進(jìn)和后續(xù)研發(fā)，我國在鈦合金、鋁合金等輕金屬熔模鑄造技術(shù)及大型復(fù)雜鑄件整體成形方面均具有了實際生產(chǎn)的能力。 問題分析與解決思路目前我國鑄造企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)周期長、新品開發(fā)成本高，普遍缺乏先進(jìn)的生產(chǎn)手段，難以實現(xiàn)有效技術(shù)創(chuàng)新。華中科技大學(xué)快速制造中心將激光燒結(jié)工藝與鑄造工藝相結(jié)合，形成了以選擇性激光燒結(jié)（SLS）為基礎(chǔ)的快速鑄造工藝。通過加大投入、資源整合和協(xié)同創(chuàng)新，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新、改造與突破，是我國鑄造耐磨材料產(chǎn)業(yè)升級的迫切任務(wù)。工業(yè)發(fā)達(dá)國家生產(chǎn)高錳鋼件時比較重視冶煉過程，其冶金質(zhì)量較好。澳大利亞研發(fā)出高硬度高碳高鉻過共晶耐磨鑄鐵材料。5 政策建議我國除樹脂基復(fù)合材料外，包括鑄造有色金屬復(fù)合材料在內(nèi)的其他復(fù)合材料，研究和產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)薄弱，與國外差距相當(dāng)大。研究增強(qiáng)體和金屬液的界面潤濕性和反應(yīng)程度的控制途徑，尤其是在高溫制備條件下的界面反應(yīng)需控制在一個合適的程度。制備高性能復(fù)合材料，是鈦基復(fù)合材料的發(fā)展目標(biāo)，但鈦及其合金性質(zhì)活潑，它幾乎可以與所有的陶瓷增強(qiáng)相發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)嚴(yán)重時會破壞增強(qiáng)相與基體間的界面結(jié)合狀態(tài)，影響復(fù)合材料的力學(xué)性能。俄羅斯在此方面的研究也走在前列，其航空航天總部已成功地將SiCP/Al復(fù)合材料應(yīng)用在飛機(jī)起落架和翼前緣加強(qiáng)筋上。5 政策建議（1）加強(qiáng)以鋁基碳纖維復(fù)合材料等為主要新材料研發(fā)的投入和支持力度，形成我國在鋁基新材料制備的國際領(lǐng)先優(yōu)勢，掌握核心制備技術(shù)，推出一批基于鋁合金新材料鑄件產(chǎn)品。鈦合金精密鑄造技術(shù)，陶瓷型及精密鑄件大型化的研發(fā)。基于高性能銅合金的“設(shè)計制備加工性能評價和壽命管理”的全流程技術(shù)路線，開展基礎(chǔ)研究工作，解決關(guān)鍵科學(xué)問題。2 發(fā)展目標(biāo)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展，學(xué)習(xí)國外先進(jìn)的材料設(shè)計方法和理論，以及相應(yīng)的鑄造工藝和設(shè)備，通過消化吸收和再創(chuàng)新，逐步縮小我國與世界先進(jìn)水平的差距，爭取在“十三五”期間在某些領(lǐng)域和方向超過國際水平。高溫合金：鑄造高溫合金在我國航空發(fā)動機(jī)上獲得廣泛應(yīng)用，盡管我國研制的鑄造高溫合金與國外同代單晶高溫合金的性能水平相當(dāng)，但研制成功的時間明顯晚于國外航空制造技術(shù)先進(jìn)國家，從而導(dǎo)致我國鑄造高溫合金的整體成熟度低于國外航空制造技術(shù)先進(jìn)國家。高溫合金：國外定向凝固柱晶合金已由第一代發(fā)展到第三代，其性能水平不斷提高，其所適用的發(fā)動機(jī)性能水平(推重比)也在不斷提升。高溫合金：研制了燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)用抗腐蝕定向凝固柱晶合金。在航空、航天、船舶、汽車、軌道交通、化工、能源、電子電器和運(yùn)動休閑等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。解決百噸級球墨鑄鐵核廢料罐(要求斷裂韌性KIC≥50 N/mm2加強(qiáng)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，實現(xiàn)產(chǎn)品專業(yè)化和經(jīng)濟(jì)規(guī)?；Ｌ卮笮秃辖痄撳V的純凈、致密、均質(zhì)制造技術(shù)，曲面異形件電渣熔鑄成形技術(shù)、大型冶金軋輥復(fù)合成形技術(shù)、非均質(zhì)砂型3D打印工藝技術(shù)。第1章 鑄鋼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)展趨勢目前我國小型批量鑄件已普遍采用造型線生產(chǎn)，并初步具備以典型產(chǎn)品為核心的質(zhì)量技術(shù)體系?！毒V要》由18個部分組成：鑄鋼、鑄鐵、鑄造有色合金、鑄造金屬基復(fù)合材料、鑄造耐磨材料、快速鑄造、熔模鑄造、壓鑄、反重力鑄造、擠壓鑄造、消失模鑄造、數(shù)值模擬、網(wǎng)絡(luò)制造、造型材料、鑄造裝備與檢測技術(shù)、環(huán)保與安全、汽車鑄件、鑄造標(biāo)準(zhǔn)。在《中國制造2025》十大重點(diǎn)領(lǐng)域中，有8個領(lǐng)域與鑄造密切相關(guān)，甚至有些領(lǐng)域鑄造技術(shù)作為發(fā)展瓶頸，大部分領(lǐng)域都對鑄造技術(shù)有強(qiáng)烈的需求，或者需要鑄造技術(shù)和鑄造產(chǎn)品進(jìn)行支撐。但生產(chǎn)線主要設(shè)備制造水平偏低，生產(chǎn)線先進(jìn)程度及技術(shù)含量有待提高。 關(guān)鍵技術(shù)研究高效率、高適應(yīng)性、高純凈度鋼液精煉技術(shù)和智能化AOD精煉系統(tǒng)；高效、節(jié)能、環(huán)保的鑄件熱處理及后處理技術(shù)和自動化系列裝備；大型鑄鋼件3D無模造型技術(shù)及裝備；高溫合金燃?xì)廨啓C(jī)葉片精鑄芯殼制造技術(shù)與凝固梯度控制技術(shù)；大型二維電渣板坯制造技術(shù)；高品質(zhì)大型冶金軋輥制造技術(shù)。注重人才培養(yǎng)、加強(qiáng)自主創(chuàng)新。m1/2)生產(chǎn)所需的技術(shù)與裝備問題；（2）高精度及精度保持性高的機(jī)床床身鑄件批量生產(chǎn)技術(shù)研究；（3）開發(fā)數(shù)字化鑄鐵車間制造執(zhí)行系統(tǒng)，建設(shè)數(shù)字化示范車間；（4）蠕墨鑄鐵在線檢測與控制技術(shù)研究；（5）等溫淬火球墨鐵件（要求等溫淬火時鹽浴槽溫度波動范圍在177。目前應(yīng)用最為廣泛的是鋁合金、鎂合金、銅合金、鈦合金和高溫合金。目前，正在研制第二、三代定向凝固柱晶合金。又出現(xiàn)了第四代單晶高溫合金MCNG和EPM102。整體來看，我們國家與發(fā)達(dá)國家相比還有差距，從合金設(shè)計、合金熔煉，到鑄造工藝及所用設(shè)備方面，都需要開展大量的研究。在高性能和低成本的有色合金的研究、鑄造新工藝開發(fā)、相關(guān)熔煉和鑄造設(shè)備的研制方面能夠整體接近發(fā)達(dá)國家水平。鎂合金：以航空航天、國防軍工和汽車產(chǎn)品研制為牽引，以開展鎂稀土（尤其是重稀土）系和鎂鋰系新型合金的強(qiáng)化、耐熱機(jī)制研究與成分設(shè)計為核心，研制出高強(qiáng)耐熱鑄造鎂合金和超輕鑄造鎂鋰合金。能夠適合鑄造TiAl金屬間化合物的新的造型材料的開發(fā)。針對特殊性能、特殊結(jié)構(gòu)鋁合金鑄件，應(yīng)予專項重點(diǎn)支持。日本主要開發(fā)了鋁基復(fù)合材料在汽車零部件中的應(yīng)用。因此，降低和抑制基體和增強(qiáng)相的相互作用是鑄造鈦基復(fù)合材料的組成和制備過程中需重點(diǎn)關(guān)注的問題。（3）創(chuàng)新工藝。國內(nèi)有許多高校和科研單位從事鑄造復(fù)合材料的研究，但研究歷史較短，實驗室研究多，中試和生產(chǎn)開發(fā)較少，從實驗室向工業(yè)化發(fā)展還有較長的路。（3）非錳系耐磨損合金鋼。 耐磨損白口鑄鐵目前國外渣漿泵過流件、反擊破板錘等仍主要選用耐磨白口鑄鐵。2 發(fā)展目標(biāo)“十三五”期間，我國鑄造耐磨材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)部分落后領(lǐng)域縮小與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的差距，爭取整體技術(shù)水平達(dá)到國際先進(jìn)水平，部分領(lǐng)域技術(shù)水平達(dá)到國際領(lǐng)先水平。北京隆源自動成型系統(tǒng)有限公司以快速鑄造為應(yīng)用對象，開展了選擇性激光燒結(jié)工藝的研究，成功應(yīng)用于復(fù)雜航空航天鑄件的生產(chǎn)和發(fā)動機(jī)、液壓件、泵閥、醫(yī)療器械等鑄造零件的試制及小批量制造。而高等院校、科研單位雖然掌握了先進(jìn)的技術(shù)原理，但缺乏鑄件生產(chǎn)的現(xiàn)場經(jīng)驗。與國際上熔模鑄造技術(shù)發(fā)展類似，航空工業(yè)發(fā)展是我國熔模鑄造高附加值產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的主要源動力，相關(guān)研究單位在航空葉片及其他關(guān)鍵鑄件生產(chǎn)工藝方面開展了大量工作，也積極跟蹤國際上的最新發(fā)展。 國內(nèi)外的差距我國熔模鑄造技術(shù)與發(fā)達(dá)國家相比，主要差距體現(xiàn)在以下方面：（1）工藝機(jī)理研究不夠深入，特別是隨著產(chǎn)品要求的不斷提高，工藝精細(xì)化控制成為制造成敗的關(guān)鍵；工藝過程的基本物理、化學(xué)變化不了解，就經(jīng)常出現(xiàn)控制不到位，產(chǎn)品質(zhì)量波動大的問題；（2）重要合金和關(guān)鍵原輔材料與先進(jìn)國家相比，還存在性能指標(biāo)和穩(wěn)定性方面的差距；（3）復(fù)雜型芯制造技術(shù)落后于發(fā)達(dá)國家；（4）關(guān)鍵裝備的制造水平，特別是重點(diǎn)控制參數(shù)不到位，影響制造工藝的穩(wěn)定性，國產(chǎn)裝備自動化和可靠性程度低；（5）數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用不夠深入，關(guān)鍵熱物性參數(shù)積累不足；（6）產(chǎn)學(xué)研體系存在一定問題。 共性技術(shù)研究（1）熔模鑄造模料優(yōu)化及產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；（2）耐受高溫及高活性金屬作用的型殼、型芯體系及相關(guān)制備技術(shù)；（3）基于熔模鑄造工藝條件的傳熱介質(zhì)熱物性參數(shù)測量技術(shù)；（4）復(fù)雜熔模鑄件及特殊澆注條件下澆冒口系統(tǒng)的設(shè)計準(zhǔn)則；（5）熔模鑄件全工藝過程的熱力分析與檢測技術(shù)；（6）復(fù)雜熔模鑄件缺陷檢測及矯形、修復(fù)技術(shù)；（7）高可靠性要求鑄件的缺陷敏感性分析與損傷容限設(shè)計技術(shù)；（8）高柔性、自動化工藝裝備與技術(shù)；（9）復(fù)雜型芯系統(tǒng)的高效、高精度清理技術(shù)；（10）熔模鑄造工藝的節(jié)能、環(huán)保技術(shù)應(yīng)用；（11）3D打印技術(shù)在熔模鑄造中的應(yīng)用。壓鑄鎂合金材質(zhì)和性能的研究進(jìn)一步深入，對汽車鎂合金壓鑄件的應(yīng)用開發(fā)進(jìn)一步加大。 壓鑄件合金材料壓鑄件合金材料主要以有色金屬及其合金為主，壓鑄鋁合金用量最為突出。不斷提升滿足鑄件要求持續(xù)提高的工藝革新能力。發(fā)達(dá)國家的熔模鑄造工藝具有以下特點(diǎn)和優(yōu)勢：（1）工業(yè)及產(chǎn)學(xué)研體系完善，專業(yè)化分工明確；（2）持續(xù)的工藝機(jī)理研究，促進(jìn)了工藝實踐的精細(xì)化控制；（3）重要合金及關(guān)鍵原材料保持高水平研發(fā)。針對高溫合金定向凝固及單晶制造技術(shù)，我國也開展了長期研究，不僅開發(fā)出系列合金，還在成形工藝、凝固控制及模擬仿真方面取得實用性成果。 國內(nèi)外的差距我國快速鑄造技術(shù)研究水平總體處于國際第一陣營，但在如下幾個方面還存在差距：（1）在裝備技術(shù)與成形工藝方面，鑄型的成形效率、強(qiáng)度、精度和表面質(zhì)量，成形設(shè)備的可靠性、穩(wěn)定性和易用性等方面還存在差距；（2）模樣及鑄型材料對鑄件的性能指標(biāo)有重要影響，然而目前國內(nèi)在適用于快速鑄造的鑄型材料方面缺乏關(guān)注和研究；（3）在應(yīng)用層面，快速鑄造的普及程度遠(yuǎn)不及美歐日，與快速鑄造匹配的鑄造工藝與裝備的研究相對缺乏；（4）對快速鑄造成形的效用評估以及相適應(yīng)的鑄件結(jié)構(gòu)優(yōu)化缺乏重視。北京航空航天大學(xué)和大連理工大學(xué)研究了覆膜砂的SLS成形技術(shù)。 問題分析與解決思路我國鑄造耐磨材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)與世界先進(jìn)水平還有5～10年的差距，產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)能力不夠與技術(shù)投入不足是這種差距的主要原因，為此我國部分耐磨材料企業(yè)只能處于產(chǎn)業(yè)低端從事來料加工業(yè)。其中標(biāo)準(zhǔn)含碳量的ZG120Mn1ZG120Mn17Cr2還被列入了奧氏體錳鋼鑄件國際標(biāo)準(zhǔn)。我國又研發(fā)了中鉻硅耐磨鑄鐵和適于鑄態(tài)應(yīng)用的低鉻耐磨鑄鐵，并已批量生產(chǎn)和工業(yè)應(yīng)用。結(jié)合國家發(fā)展戰(zhàn)略和人民群眾日常生活需要，圍繞航空航天、高鐵、城鐵等交通運(yùn)輸行業(yè)，新能源汽車和汽車輕量化，海洋工程等重點(diǎn)領(lǐng)域開展研究，關(guān)注鑄造有色金屬復(fù)合材料的性能與功能的多元化、材料制備與成形技術(shù)的一體化、結(jié)構(gòu)與功能的一體化，積極研發(fā)可應(yīng)用于電子封裝、汽車零部件、航空航天、國防領(lǐng)域、精密和光學(xué)儀器、海洋工程等方面的鑄造有色金屬復(fù)合材料，積極推進(jìn)鈦基復(fù)合材料的研發(fā)，加快鑄造有色金屬復(fù)合材料的產(chǎn)業(yè)化。（2）界面反應(yīng)。 鈦基復(fù)合材料鈦基復(fù)合材料以其高的比強(qiáng)度、比剛度和抗高溫特性，在未來的航空航天技術(shù)上有著強(qiáng)大的應(yīng)用潛力，是一項高難度、長遠(yuǎn)而帶有方向性的高技術(shù)，必須給予足夠的重視。 國外發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢Alcan公司于1995年生產(chǎn)SiCp/Al復(fù)合材料汽車剎車片并在豐田汽車中得到應(yīng)用，Cercast公司生產(chǎn)的SiCp/A357復(fù)合材料已經(jīng)應(yīng)用于飛機(jī)攝像鏡方向架上，美國開發(fā)了SiCp/Al復(fù)合材料制造的汽車齒輪箱。鋁合金：汽車及新能源汽車輕量化鋁合金鑄件制備技術(shù)；鋁基碳纖維復(fù)合材料成分設(shè)計、加工設(shè)備、制備工藝優(yōu)化；銅合金：軌道交通特別是高速列車用接觸網(wǎng)高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金成分設(shè)計及制備技術(shù)的研發(fā)；大型艦船用螺旋槳成分設(shè)計及關(guān)鍵制備工藝的研發(fā)；鎂合金：高強(qiáng)耐熱耐蝕鎂合金機(jī)匣及航空發(fā)動機(jī)進(jìn)氣渦輪盤研制；鑄造鎂鋰合金及其液態(tài)成形技術(shù)研究與應(yīng)用開發(fā)；鈦合金：開發(fā)新型低成本鈦合金熔煉復(fù)合設(shè)備；開發(fā)鈦鋁合金新品種，短流程鑄造和成形技術(shù)；高溫合金：面向需求的各類先進(jìn)鑄造高溫合金母合金；先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)和重型燃?xì)廨啓C(jī)單晶渦輪葉片、定向柱晶葉片。鈦合金：研究新的鑄造鈦合金品種，特別是高強(qiáng)高溫合金，研究更高使用溫度的TiAl金屬間化合物的新材料，以及耐腐蝕鈦合金等。銅合金：以典型的軌道交通網(wǎng)線以及海洋工程用高性能銅合金為主要研究對象，建立一套完整的軌道交通及海洋工程用鑄造銅合金鑄造成形的體系，達(dá)到各自的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的性能要求。著力推進(jìn)自主研制主干鑄造高溫合金材料，重視鑄造高溫合金的應(yīng)用基礎(chǔ)研究，為先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)的研制提供支持。目前國內(nèi)從事鈦鑄造有一定規(guī)模的廠家不多，各廠家之間工藝交流不多，管理水平也各有差異。在低溫鈦合金的開發(fā)方面美國后來居上，開展了鈦合金低溫力學(xué)性能方面的系統(tǒng)研究，現(xiàn)處于世界領(lǐng)先水平。我國自行開發(fā)的高Nb鈦鋁合金也開始應(yīng)用。第3章 鑄造有色合金鑄造有色合金，是用以澆注鑄件的有色合金，是鑄造合金中的一類。（1）超大斷面球墨鑄鐵件技術(shù)與裝備研究，超大斷面球墨鑄件指重量超過100 t, 壁厚在300 mm以上，要求組織：球化級別2~3級，鐵素體含量≥90%，碳化物+磷共晶≤%；如QT40018材質(zhì)鑄件的性能指標(biāo)要求在40 ℃的沖擊功≥12 J。提升企業(yè)的數(shù)字化、智能化水平，采用先進(jìn)的管理軟件和方法。 共性技術(shù)研究主要包括：金屬材料冶煉技術(shù)，鑄造工藝，熱處理技術(shù)，計算機(jī)模擬技術(shù)，微合金化技術(shù)。《綱要》突出了戰(zhàn)略性和宏觀性，具有針對性和可操作性，可作為中國鑄造行業(yè)2016—2020年鑄造技術(shù)發(fā)展的指南。《綱要》作為科學(xué)技術(shù)發(fā)展專題規(guī)劃，納入由中國鑄造協(xié)會組織編制的《鑄造行業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃建議》。《綱要》作為鑄造行業(yè)技術(shù)發(fā)展指導(dǎo)性的文件，在政策層面，向政府提出了建設(shè)性的建議；在技術(shù)發(fā)展層面，對各個專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域提出了重點(diǎn)發(fā)展的項目及關(guān)鍵技術(shù)。我國鑄鋼市場也是產(chǎn)能過剩，由于受到勞動力、廢鋼和造型材料價格上升而鑄件價格反而回落的影響，市場競爭越來越激烈，許多中小企業(yè)步履艱難，面臨重新洗牌局面。4 重點(diǎn)項目 工程目標(biāo)水電、核電、冶金軋機(jī)、超超臨界燃煤、大型船舶（含軍用艦船）、大型冶金設(shè)備、高速機(jī)車等。輕量化、清潔化生產(chǎn)，走可持續(xù)發(fā)展的綠色鑄鐵行業(yè)發(fā)展之路。5 ℃之內(nèi)）穩(wěn)定生產(chǎn)技術(shù)與裝備研究；（6）鑄鐵材料、鑄造工藝數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的研究與推廣應(yīng)用；（7）10t/h以上大型熱風(fēng)水冷連續(xù)式?jīng)_天爐研制與生產(chǎn)應(yīng)用；（8）大型、復(fù)雜、精密、低成本鑄鐵件制造技術(shù)的集成創(chuàng)新。因為這五種合金的成分、密度、熔點(diǎn)差別巨大，熔煉和鑄造過程完全不同，所需設(shè)備和造型材料也不一樣，因此以下內(nèi)容按照合金種類分別敘述。北京航空材料研究院研制了第三代單晶高溫合金DD9，該合金的力學(xué)性能與國外第三代單晶高溫合金力學(xué)性能相當(dāng)，并開始探索第四代單晶高溫合金。整體來看，