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一、國內(nèi)外壓鑄模具的技術現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

1.1國內(nèi)外壓鑄模具現(xiàn)狀

中國壓鑄行業(yè)是一個新興的行業(yè)，在上個世紀八十年代，中國只有幾家單位有1000噸以下的壓鑄機，國內(nèi)只能制造最大630噸壓鑄機，并且大部分壓鑄機合模機構還是全液壓的，非常落后。壓鑄領域僅限于個別軍工或大型國營企業(yè)，壓鑄行業(yè)非常落后。隨著80年代末，中國摩托車行業(yè)的發(fā)展，中國陸續(xù)引進了國外的大批500至1000噸壓鑄機，國內(nèi)首臺1000噸壓鑄機也在90年開發(fā)成功，中國壓鑄行業(yè)因此得以快速發(fā)展，由此也拉動了中國壓鑄模具企業(yè)。

在上世紀九十年代，大部分壓鑄模具依賴進口，特別是臺灣進口居多。中國壓鑄模具企業(yè)特別是寧波北侖壓鑄模具企業(yè)快速發(fā)展真正開始起步應該是在九十年代末，基本上都是以摩托車配件壓鑄模具開始，應該說基本上都是小型壓鑄模具，基本上在280噸至800噸壓鑄機上使用的壓鑄模具為主，這時的壓鑄模具企業(yè)無論是從加工設備、檢測設備等硬件，還是壓鑄人才都處于初始階段，模具制造水平都相對較低。

自2000年開始，隨著中國汽車行業(yè)開始發(fā)展，國內(nèi)開始引進1000噸以上壓鑄機，國內(nèi)外資企業(yè)如力勁公司等壓鑄機企業(yè)也開始生產(chǎn)1000噸以上壓鑄機。這個期間企業(yè)引進的基本上在1000噸至1600噸壓鑄機，而模具基本上全部是隨著設備一同引進，國內(nèi)很少能夠生產(chǎn)。在經(jīng)歷了一輪引進后，因為國外壓鑄模具價格較高，個別企業(yè)為了降低成本開始尋求國內(nèi)能夠復制汽車配件的模具企業(yè)。為此包括輝旺公司在內(nèi)的部分較大一點的模具企業(yè)看準市場，積極應對挑戰(zhàn)，加大了先進、大型裝備的投入，購置了三坐標檢測等先進檢測設備，開始復制汽車配件壓鑄模具。在這個過程中，企業(yè)加以吸收消化，逐步開始轉型，以生產(chǎn)中型包括汽車手動變速箱殼體壓鑄模具為主，帶動了模具企業(yè)快速發(fā)展，模具企業(yè)裝備水平明顯提高，模具制造水平以及制造能力大幅提高。目前這類模具已基本上沒有企業(yè)從國外引進。

隨著國內(nèi)汽車行業(yè)近幾年的快速發(fā)展，特別是國內(nèi)民族品牌汽車的崛起，中國汽車行業(yè)競爭越來越大。原來的外資企業(yè)原來的汽車缸體基本上是采用低壓澆注或從國外進口，壓鑄汽車缸體由于投入大，加上外國企業(yè)從自身利益出發(fā)，很少國內(nèi)生產(chǎn)。而汽車自動檔變速箱更是全部進口，并且作為從中國賺錢的工具。隨著國內(nèi)汽車企業(yè)，如吉利公司先后成功開發(fā)了自動檔變速箱和汽車壓鑄缸體，國內(nèi)其它企業(yè)也紛紛尋求國產(chǎn)化，以降低成本，提高競爭力。近兩三年，國內(nèi)汽車行業(yè)以及相關的壓鑄企業(yè)紛紛購買大型壓鑄機從2000噸到3800噸，基本上都是以生產(chǎn)自動檔變速箱殼體和汽車發(fā)動機缸體為主。但是國內(nèi)能夠生產(chǎn)汽車缸體以及自動檔變速箱的模具企業(yè)很少，如已生產(chǎn)1.3、1.4、1.6、1.8、2.0、2.4各排量的汽車四缸體以及3.2排量的V6缸體壓鑄模具的只有輝旺公司一家，而大部分這類模具主要依賴進口，進口模具價格是國內(nèi)的1-2倍。隨著今年國家出臺的諸多利好政策，中國汽車行業(yè)今年上半年小排量的汽車增長迅速，而小排量的汽車以家庭居多，小排量汽車發(fā)動機缸體為減低成本勢必要采用壓鑄，另外自動檔的需求也會逐步成為主流。因此，汽車發(fā)動機缸體、自動檔變速箱殼體壓鑄模具市場空間巨大。國內(nèi)對于大型精密壓鑄模具的需求將會越來越大。

另一方面，國外的模具模具市場競爭日趨激烈，特別是由于金融危機的影響，汽車行業(yè)競爭加劇。為了減低成本，必然要降低模具價格，因此國外模具業(yè)也在努力降低生產(chǎn)成本。模具行業(yè)是人力成本較高的行業(yè)，國外的人力成本是中國及東南亞地區(qū)的十幾倍，而人力成本中有70％以上是非核心技術人員。因此，現(xiàn)在國外模具業(yè)正逐漸將模具轉向人力成本低的地區(qū)生產(chǎn)。其次是國外使用模具的主要企業(yè)有加快向國外轉移的趨勢。因此，無論是國內(nèi)還是國外，大型精密壓鑄模具的市場前景廣闊。

1.2國內(nèi)外技術現(xiàn)狀比較

模具是生產(chǎn)工具，模具的好壞直接影響壓鑄企業(yè)的生產(chǎn)和效益，模具是壓鑄企業(yè)生產(chǎn)之本。這一點已經(jīng)在逐步得到壓鑄行業(yè)的認可，就連生產(chǎn)壓鑄機的廠商都在宣稱，壓鑄70％靠模具，30％靠壓鑄機。因此，無論是在國內(nèi)還是在國外，對于壓鑄企業(yè)在選擇模具時，特別是選擇大型精密壓鑄模具時，首先考慮的，應該是模具質量。而模具質量應該包括多項內(nèi)容，如模具的尺寸精度、模具的壓鑄成品率、壓鑄的生產(chǎn)效率、模具的可靠性以及模具壽命。但是，對于模具制造精度，中國壓鑄模具企業(yè)普遍比較重視，隨著先進設備的引進，以及先進的設計、制造軟件的引進，這方面的差距在縮少。但是對于后幾點，我國壓鑄模具企業(yè)與國外差距較大。

從目前國內(nèi)模具企業(yè)的情況來看，目前大部分只關注模具的澆排系統(tǒng)，也就是只是關注能否壓鑄出產(chǎn)品，而對于模具的可靠性、模具的生產(chǎn)效率以及模具壽命關注不夠。可以這樣說，由于近幾年壓鑄模具企業(yè)的裝備水平、檢測設備的引進以及加工軟件的應用，模具加工精度普遍有所提高，對于澆排系統(tǒng)對壓鑄產(chǎn)品的質量影響也有所認識。但是，對于例如模具結構、模具強度計算、模具冷卻水路的布置等影響模具壓鑄生產(chǎn)成品率、模具可靠性、生產(chǎn)效率、模具壽命的因素，大都關注不夠，致使模具在使用時問題頻出，或效率極低，嚴重的影響了壓鑄企業(yè)的生產(chǎn)、質量和效益。而德國和日本都在圍繞后幾點進行不斷地研究、改進，在模具的壓鑄成品率、壓鑄的生產(chǎn)效率、模具的可靠性以及模具壽命模具等方面，中國壓鑄模具與國外模具差距比較大。使得大部分企業(yè)，寧愿化幾倍的價格引進國外模具，而不愿采用國產(chǎn)模具。

而在大型精密壓鑄模具方面，包括能夠生產(chǎn)汽車發(fā)動機缸體以及自動檔變速箱殼體的模具這方面差距更大。由于這類產(chǎn)品由于產(chǎn)品質量直接影響發(fā)動機、變速箱的性能，加之后序加工費用非常大，因此對于模具的壓鑄成品率、壓鑄的生產(chǎn)效率、模具的可靠性要求更高。因此，國內(nèi)也就是近兩年，才有包括輝旺公司在內(nèi)的極個別的模具廠家開發(fā)成功，并且由于國外模具價格極高，嚴重制約著汽車行業(yè)的發(fā)展。在國外，這類大型精密壓鑄模具主要集中在日本、德國和意大利，德國和日本盡管模具設計水平、研究水平制造水平要超過意大利，但是，由于價格太高，在中國的市場占有率不高，僅供給日系和德系的獨資企業(yè)。由于意大利此類模具價格較低，因此，國內(nèi)包括國外意大利生產(chǎn)的此類模具較多。而意大利的模具從目前在中國使用情況來看，其設計水平和制造水平并不高。但是，由于中國壓鑄模具制造企業(yè)起步較晚，技術積淀較少，特別是很多企業(yè)由于沒有從事過壓鑄生產(chǎn)，也沒有壓鑄專門人才，加之對大型壓鑄模具認知較少，在承接此類模具時，模具能夠制造出來，但是大部分開發(fā)不成功。主要表現(xiàn)在幾個方面：一是，模具使用存在較大問題，故障率高，滑塊卡死，型芯斷裂等等甚至出現(xiàn)模具開裂；二是，壓鑄生產(chǎn)效率極低，造成壓鑄成本過高；三是，壓鑄成品率底，并不穩(wěn)定，產(chǎn)品經(jīng)過加工后，出現(xiàn)氣孔、縮孔以及泄露等，造成大量報廢。四是，無法適應全自動壓鑄生產(chǎn)，由于近幾年壓鑄企業(yè)裝備水平的提高，引進全自動壓鑄裝備的企業(yè)越來越多，而能夠滿足全自動壓鑄生產(chǎn)要求，在壓鑄模具方面，對于模具冷卻以及模具可靠性等等方面要求更高，致使此類大型精密壓鑄模具，目前還是以進口為主，國內(nèi)壓鑄模具企業(yè)很難與國外企業(yè)競爭。

當然，包括輝旺鑄模在內(nèi)的部分國內(nèi)優(yōu)秀壓鑄模具也意識到這個問題，為此，在關注重視壓鑄澆排系統(tǒng)的設計的前提下，緊緊圍繞模具的壓鑄生產(chǎn)成品率、模具可靠性、模具的生產(chǎn)效率以及模具壽命等方面，積極開展研究工作，加大科研投入，并已取得了一定的成就。如輝旺公司已成功開發(fā)了包括汽車IP儀表盤鎂合金壓鑄模具、自動檔變速箱殼體、汽車四缸體以及目前國內(nèi)最大、最復雜的V6缸體壓鑄模具等，制作了很多適應全自動壓鑄生產(chǎn)的模具，并承接了很多出口的高端模具。這些模具吸收了很多日本、德國的先進技術，取得了極好的效果，模具水平明顯提高。盡管與日本、德國等先進的國家模具在細節(jié)方面，還存在一定的差距，但是模具整體水平有了極大的提高，有的已達到了國際水平，受到了用戶的好評。

因此，加快大型精密壓鑄模具的開發(fā)研究，提高模具設計、制造水平，超過意大利，縮少與日本、德國模具水平的差距，對于占領國內(nèi)市場，開拓國際市場，以及帶動中國壓鑄模具整體水平的提升，都具有深遠的意義。同時，提升中國大型精密壓鑄模具水平，對增強中國汽車行業(yè)的競爭力，提升汽車行業(yè)開發(fā)能力、制造水平同樣具有重大意義。

二、中國大型精密壓鑄模具的研發(fā)方向

中國大型精密壓鑄模具盡管經(jīng)過幾年的努力，已經(jīng)有了很大進步，但是與國外先進國家還有一定的差距。為了進一步適應當前壓鑄企業(yè)對大型精密壓鑄模具的要求，以及滿足汽車行業(yè)快速發(fā)展，對大型精密壓鑄模具需求，壓鑄模具企業(yè)必須從技術以及管理等各個層面，提升企業(yè)能力，提升大型精密壓鑄模具的設計、制造水平。以帶動中國壓鑄模具整體水平的提升。

壓鑄模具水平的高低主要取決于以下幾個方面，一是模具生產(chǎn)產(chǎn)品的尺寸精度；二是模具生產(chǎn)鑄件的成品率；三是模具的生產(chǎn)效率；四是模具生產(chǎn)的可靠性；五是模具的使用壽命。因此，我們應該緊緊圍繞上述幾點，開展工作，以提高中國大型精密壓鑄模的水平。

1）針對第一點模具生產(chǎn)產(chǎn)品的尺寸精度，即模具的制造精度，中國壓鑄模具企業(yè)都非常重視，但是也僅僅是從購買先進設備這個手段來實現(xiàn)。實際上這遠遠是不夠的。模具制造企業(yè)應從兩個方面進行改進。一是提高加工裝備水平，二是提高管理水平。對于第一點，大部分企業(yè)都能夠理解，但是對于第二點，中國壓鑄模具制造企業(yè)普遍沒有意識到，實際上，僅僅有好的設備，如果管理跟不上，同樣無法做出高精度的模具。例如刀具磨損，機床精度下降或產(chǎn)生變化等等都會影響加工精度。針對這一點，必須從管理入手，如建立刀具庫，在使用之前全部檢測，定期對機床進行精度檢測等等，只有抓好各個環(huán)節(jié)，才能確保加工質量，確保模具質量。

2）針對提高模具生產(chǎn)鑄件的成品率，中國大部分模具企業(yè)只重視模具的澆排系統(tǒng)，很多企業(yè)購買了模流分析軟件，在設計前期就開始重點關注。當然，澆排系統(tǒng)對鑄件成品率的影響是非常大的，但是，大部分企業(yè)對模具溫度平衡，也就是模具冷卻水的布置重視不夠，實際上模具平衡問題不僅僅影響模具壓鑄生產(chǎn)的成品率，對模具的生產(chǎn)效率同樣至關重要。壓鑄生產(chǎn)中模具溫度場直接影響產(chǎn)品質量，并且只有模具內(nèi)冷做好，才能確保適應全自動壓鑄的生產(chǎn)，因為在全自動生產(chǎn)的條件下，是無法用人工噴涂來調(diào)節(jié)模具溫度，滿足壓鑄生產(chǎn)要求的。對于這一點，日本和德國企業(yè)非常重視，如日本企業(yè)制造的模具冷卻水全部安裝閥門進行控制，有的采用了高壓冷卻系統(tǒng)，對于小到4mmm的型芯都進行冷卻，并且安裝有溫度感應裝置，通過溫度變化控制冷卻水量或壓力。輝旺公司在承制日本或德國模具，在試模階段，客戶都要求冷卻水必須到位，并且在試模過程中重點關注模具溫度場的變化，并加以調(diào)整，以滿足全自動生產(chǎn)為驗收標準。對模具冷卻水的控制要求是壓鑄工藝上的重點關注對象。隨著中國壓鑄企業(yè)整體實力的提高，提高自動化水平，向國外企業(yè)看齊。特別是近幾年有實力的企業(yè)集團投資壓鑄，基本上都是起點非常高，基本上按壓鑄島的方式全自動生產(chǎn)，壓鑄機基本上是全自動，因此對于模具的要求非常高，而我們國家大部分壓鑄模具制造的模具無法滿足需求，存在很大差距。因此，必須加大對模具冷卻的研究，加大適應全自動壓鑄生產(chǎn)模具的研究，這是中國壓鑄模具企業(yè)以及壓鑄企業(yè)重點關注的問題，也是大型精密壓鑄模具未來的重點研究方向之一。

3）針對是模具的生產(chǎn)效率，國外企業(yè)非常重視，一方面，正如上個問題重點關注模具內(nèi)冷卻，減少用噴涂解決模具溫度平衡，減少噴涂時間，減少鑄件在模具上的冷卻時間，提高生產(chǎn)節(jié)奏，提高壓鑄生產(chǎn)效率；另一方面，重點關注模具拆裝的快速，以及減少模具維修維護、更換易損件的時間。而大型壓鑄模具安裝、拆卸如采用人工壓壓板等傳統(tǒng)方式是非常占用時間的，通常需要一個班次。而國外，無論是壓鑄機還是壓鑄模具，都非常重視這個問題，包括模具的定位、模具的夾緊、頂出復位桿安裝、行程開關連接、抽芯油缸油管連接、冷卻水管連接等等，都做到快速連接，并且如果模具需要幾個油缸或行程開關的接頭在模具上串、并聯(lián)好，做的非常人性化。而在型芯更換等其它細小環(huán)節(jié)上都下足了功夫，充分考慮了模具的使用性、模具的生產(chǎn)效率。安裝或拆卸都非常迅速，大大的節(jié)約了時間，提高了生產(chǎn)效率。因此，這是中國壓鑄模具企業(yè)以及壓鑄企業(yè)重點關注的問題，也是大型精密壓鑄模具未來的研究方向之一。

4）針對模具生產(chǎn)的可靠性，同樣中國壓鑄模具與發(fā)達國家存在差距，實際上模具可靠性對于壓鑄生產(chǎn)是非常至關重要的。這一點中國壓鑄模具生產(chǎn)企業(yè)，包括很多壓鑄企業(yè)，同樣對此問題不夠重視。很多壓鑄模具制造企業(yè)在設計、制造模具時往往只從經(jīng)濟利益考慮，模具往往做得偏小，特別是大型壓鑄模具，模具承受的作用力是非常大的，國外大型壓鑄模具一是設計的強度足夠大，套板一般選擇P20或4140鍛鋼，并進行熱處理，這樣的模具在使用期內(nèi)，模具絕對可靠，壽命長。而我國普遍采用鑄鐵或鑄鋼，我們的模具往往最開始生產(chǎn)尚可，模具使用一段時間后，模具會出現(xiàn)這樣那樣的問題，出現(xiàn)滑塊退讓，甚至出現(xiàn)模具開裂、套板開裂等，模具可靠性較差，嚴重影響壓鑄生產(chǎn)。另一方面，國外先進模具普遍注意細節(jié)的改進。如國內(nèi)一家日本合資企業(yè)一套缸體壓鑄模具，其行程開關從進線口到行程開關的蓋全部用特殊的臘封起來，確保一點水氣進不去。經(jīng)了解，該模具從投入使用到模具報廢，從來沒有因為行程開關出現(xiàn)故障影響生產(chǎn)，這一點給使用單位留下了深刻的印象。而德國企業(yè)更多的從模具結構、模具設計以及制造工藝等方面不斷改進，確保模具水平的提高，如考慮到滑塊處容易進鋁或雜物，清理不干凈會擠壞模具，采用了先進的滑塊結構，確保模具生產(chǎn)安全、可靠。這一點，中國壓鑄模具廠家必須有足夠的意識，模具是工具，安全、可靠是非常重要的。

5）針對提高模具使用壽命，一方面我們要向國外企業(yè)學習，在模具結構、模具強度等方面強化，在模具材料、熱處理、表面處理等方面進行研究、優(yōu)化。另一方面，日本、德國先進的模具企業(yè)已開始在模具加工方面進行了研究，已采用先進的加工中心以及引進先進的加工技術，進行模具型腔的硬加工，減少模具表面的硬質層，大大提高了模具壽命。我們也應在這方面加強研究，提高我們的模具制造水平。輝旺公司已購買了兩臺德國DMG大型五軸聯(lián)動加工中心，已開始對模具型腔的硬加工進行研究。

綜上所述，我們應緊緊圍繞上述五個方面，從壓鑄生產(chǎn)的方面考慮，提高設計、制造水平，關注模具細節(jié)，提高模具使用、維護的方便性，提高壓鑄生產(chǎn)效率，替顧客著想，這才是我們未來的研發(fā)方向和努力方向。只有這樣，我們的壓鑄模具的水平才能提高，才能提升中國大型精密壓鑄模具水平，才能提升壓鑄行業(yè)的整體水平。

三、中國大型精密壓鑄模具的發(fā)展預測

隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展以及國產(chǎn)化進程的加快，如汽車缸體、儀表盤、自動檔變速箱殼體等大型、精密、復雜壓鑄件的需求會越來越大，大型、精密、復雜壓鑄模具的需求會越來越大。同時，在前經(jīng)濟危機的特殊歷史背景下，對中國壓鑄行業(yè)和壓鑄模具行業(yè)來說，盡管存在困難，面臨挑戰(zhàn)，但是同樣也帶來了機遇。在世界和中國經(jīng)濟快速發(fā)展的時期，對于成本的降低，企業(yè)可能不會那么重視，而當經(jīng)濟形勢不好的時候，降低成本提高競力對企業(yè)來說就顯得迫切了。而這恰恰會對中國壓鑄模具制造企業(yè)帶來了機遇，應該說目前的形勢，會給優(yōu)秀的模具制造企業(yè)帶來挑戰(zhàn)，更帶來了機遇。就以缸體模具為例，之前，由于國內(nèi)模具水平的限制，這類模具普遍采用進口，而進口模具接近我們的兩倍，當前行業(yè)下滑，如果繼續(xù)采用進口成本肯定居高不下，這樣企業(yè)為減低成本必然要尋求國內(nèi)采購，畢竟中國制造業(yè)的成本遠遠低于國外企業(yè)。

因此，只要我們加大研發(fā)力度，提高模具設計、制造水平，達到國外同類產(chǎn)品水平，不僅僅會占領國內(nèi)市場，同時也會開拓國際市場，前景非常廣闊。相信，隨著國內(nèi)一些大型壓鑄模具企業(yè)的崛起，以及研發(fā)力度、投資力度的加大，國內(nèi)大型精密壓鑄模具的水平一定會很快趕上世界先進水平，為中國壓鑄產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做出貢獻。

作者：金輝

單位：寧波市北侖輝旺鑄模實業(yè)有限公司