『鋳造業界「第13次五カ年」技術発展計画要綱』——ダイカスト編

「第12次五カ年計画」期間中、中国は鋳造技術の革新、業界の進歩などの面で顕著な成果を収めました。中国の鋳物の2014年の総生産量は4620万トンに達し、2013年の4450万トンに比べて3.8%増加し、15年連続で世界トップの鋳物生産量となっています。しかし、中国の鋳造業界の問題を解決していません"強くないが、一方で、ローエンドの鋳物の輸出の多くは、まだハイエンドの鋳物を大量に輸入する必要があります。一方、国防と国家重点プロジェクトの建設に必要とされる重要な技術装備の研究開発の過程では、外国の技術封鎖のため、鍵となる鋳物はしばしば関連分野の発展を制約するボトルネックになります。



「第13次五カ年規画」期間は、革新駆動型発展戦略を深く実施し、革新型国家の建設を加速させる重要な時期です。装備製造業で重要な役割を果たす鋳造業は、科学技術の向上、産業の転換、核心競争力の向上の重要なチャンスです。鋳造技術の国際的な発展の大勢を明確に認識するために、鋳造技術の発展の方向を計画し、"国家中長期科学技術発展計画綱要(2006-2020年)"、"国家「第13次五カ年規画」科学技術発展計画"と"中国製造2025 "に基づいて目標とタスクを提示し、中国の鋳造業界の科学技術の発展の実際と組み合わせて、「鋳造業界「第13次五カ年」技術発展計画要綱」(以下「要綱」と略称する)を作成しました。



「要綱」は18のセクションで構成されています:鋳鋼、鋳鉄、有色合金、金属ベースの複合材料、摩耗に強い材料、高速鋳造、鋳型鋳造、ダイカスト、反重力鋳造、押圧鋳造、消失型鋳造、数値シミュレーション、ネットワーク製造、造形材料、鋳造装備と検査技術、環境保護と安全、自動車鋳物、鋳造基準。このうち「要綱」の13分野の計画内容は、「中国製造2025」の5つの主要プロジェクトすべてに関連し、ハイエンド装備革新プロジェクトの10分野のうち8分野をカバーしています。



「要綱」は国内外の鋳造技術の発展の現状と関連し、発展の注目問題と中国の鋳造技術の発展のニーズと関連して、発展目標と発展の重点を指摘し、重点的に発展させる項目と重要技術を提示しています。「要綱」は戦略性とマクロ性を強調し、的確性と操作性を備えており、中国の鋳造業界の2016年から2020年の鋳造技術発展の指針となります。



第8章はダイカスト技術の発展計画を重点的に紹介しました。



1国内外の発展現状と発展傾向です



1.1国内の発展の現状と趨勢です

ダイカストは鋳造プロセスの中で最も応用が広く、発展速度が速い金属の熱加工成形プロセス方法の一つです。ダイキャストは、先進的な非鉄合金の精密部品の成形技術として、現代の製造業の復雑化、微細化、軽量化、省エネ化、グリーン化の要件に適応しており、その製品は自働車、机械、家電、通信、金属など多くの分野に及んでいます。



国内ダイカストは1950年代から、最初の30年間の年間成長率は10%を超えています。1990年から現在まで、年平均15%以上の成長を遂げ、2012年の年間生産量は318万トンに達しています。長年の努力を経て、中国の完全なダイカスト産業といくつかのより発達したダイカスト産業基地を構築しており、世界最大の生産量は、世界のダイカスト大国です。



1.1.1ダイカスト合金材料です

ダイカスト合金材料は主に非鉄金属とその合金、ダイカストアルミニウム合金の使用量が最も優れています。中国の伝統的なダイカストアルミニウム合金の範囲が拡大しているほか、ある種の変形アルミニウム合金を試験的に採用して力学性能の高い荷重部材を生産したり、自働車の構造部材に必要な特殊アルミニウム合金も国内のダイカスト生産で採用しています。ダイカストマグネシウム合金材質と性能の研究をさらに深め、自動車用マグネシウム合金ダイカスト部品の応用開発をさらに拡大しています。国際的に先進国は高いシリコン、特殊なアルミニウム合金、構造部材用アルミニウム合金の応用と研究は国内より多く進んで、マグネシウム合金の研究は国内と相当します。また、材料に関する基礎的な研究は、国内よりも国際的に広く、深く、成果が顕著であり、国内での投資は少ないです。亜鉛合金ダイキャスト部品の生産量は、中小の部品の多くは、徐々に減少しています。銅合金ダイカストは生産量が少なく、中小部品が多いです。黒の金属と合金ダイカスト部品は、中国での開始は、外国と似ているが、国内外の開発は長い間、ほとんど停止している状態です。



1.1.2ダイカスト装置です

自働車工業の高速発展、大型とハイエンドのダイカスト部品の需要が増加し、国産ダイカスト机技術の向上を促進し、高圧射出速度、短い建圧時間、リアルタイム制御射圧システム、4000トン大型ダイカスト机、自働化周辺キットとダイカストユニットなどが続々と市場に出て、海外の先進設備との差を縮めました。しかし国産設備は安定性、密封素子耐久性、精度反復性などの面で海外の先進設備と大きな差があります。大型の二板机は国内市場を占領して、伝統的な圧鋳机市場に極めて大きい沖撃を与えて、国内のいくつかのメーカーはすでに二板机の研究開発を始めました。マグネシウム合金熱室ダイカスト机は海外との差が大きく、現在は輸入に頼っています。ダイカスト机の自働化のインテグレーションの方面で国内メーカーは足を入れ始めて、しかしセットの資源と処理の方式の上で先進的なメーカーとまだ少なくない差があります。近年では、国内独自のダイキャストとダイキャストの両方の設備を開発し、国際的に革新的な新机種となっています。



1.1.3ダイカスト型

ダイカスト専門の国内のダイカスト金型についても、飛躍的な進歩を遂げています。エンジンブロック、ギアボックス筐体を代表とする精密復雑な金型の開発と製造、市場での使用により、国内メーカーとしての地位を築いています。金型設計では、シミュレーション分析ソフトの応用が一般的ですが、不足しているのは豊富な工芸技能と実践経験の優秀な設計者で、金型輸出の優位性が強くありません。金型加工方法(設備)と手段は次第に国際と接近し、その差は縮まってきていますが、高精細な加工設備はほとんど輸入に頼っています。鋳型鋼材料の方面はまた国産材料の業界の中での地位を確立することを急ぐ必要があります。また、金型材料熱処理技術、金型寿命向上手段、金型冷却技術、金型表面処理技術、金型適応自働化と生産性向上故障低減などの問題で、研究開発の力と投入を強化する必要があります。



1.1.4ダイカスト工法

各種ダイキャスト合金材料の鋳造性能、物理性能、使用条件などの試験研究は過去に比べて大きな進展があり、特にマグネシウム合金の研究はより深く、荷重構造部材合金材料の試験研究に力を入れています。ダイカスト制御システムは更に改善して使いやすくて、速度、圧力、時間、変位、温度、型抜き剤、冷却などのパラメーターの設定と調整が便利で速いです。しかし海外と比べて、設置点(段)位はまだ差があって、注入して、あふれて、充てんして、真空システムの試験研究が足りません。国際的には、ダイカストプロセス技術は、ローカルプレスプロセス技術、点冷と超強力冷却、超低速ダイカスト、半固体ダイカスト、金型表面レーザー溶接技術などのような多くの新しい変化が出てきており、業界に大きな促進効果があります。合金材料とダイカスト工法の国家標準が完成したが、標準の基礎データの試験研究がまだ十分でなくて詳細です。



1.1.5ダイカストの品質管理と検査技術です

ダイキャスト品質制御と検出技術はますます多くの生産企業が重視されており、多くの企業が装備した材料検出分光分析、密度と密度指数、金相検査、力学性能、製品検出のX線検査、産業CT検査、サイズと潔白検査、清浄度検査、密封検査、開口率検査の国産または輸入机器と設備を検出している。ダイカスト専門の全体的な検出レベルと能力を向上させます。ダイカスト専門のサービスのための下流工程には、熱処理、ドロップ、表面処理とコーティング、浸漬、補助材料などの大きな発展と向上がありました。



1.1.6ダイカスト作業の省エネとエコです

ダイカストの生産プロセスのエネルギー消費が大きいです。合金を溶かすには電気以外に油やガス、燃料を使うこともあります。現在、国産のダイカスト機と溶解炉は省エネ効果の高い製品を供給しています。ダイカスト生産は熱加工なので、暑さ対策が重要です。生産過程で工業汚染物質が発生し、総合的に管理する必要があります。国内のあるダイキャスト企業はすでに措置を取って、主に先に排気ガスと煙、廃油と廃水の処理をし始めます。



1.2海外の発展の現状と傾向です

海外では自働車の軽量化に重点を置いて、鉄鋼材料に代わる高品質の自働車用アルミ合金ダイキャスト部品の新技術を開発しています。この種のダイカスト部品は伝統的なダイカスト工程の制限を突破して、熱処理と溶接を行うことができ、高い伸び率と十分な強度を達成します。典型的な部品は塔を減らすことを含んで、シャーシの件、車のドアの枠の板、副車台、空間の橋脚と自働変速机などです。アルミニウム合金ダイキャストの材料とプロセスの研究はずっと重要な位置にあって、発展は速くて、市場の応用は広いです。海外のアルミ合金ダイキャストは内部の気孔をなくして、T6熱処理と溶接を行うことができて、伸び率は10%以上に達することができて、引っ張り強度は210 MPa以上に達することができます。海外ダイカストの生産効率は比較的高くて、例えば自働車の4気筒ブロックダイカストは15万件/年に達することができます。高性能射出圧射システム、リアルタイム制御技術と二つのテンプレート合型システムはダイカスト設備の先進性を体現しています。ダイカスト装置の安定した性能と成熟した技術です。



1.3国内外の差です

現在、中国のダイカスト産業はハイエンドの装備、材料の性能、鋳物の品質、金型開発と設計、スマート化の程度、生産性などの面で海外と大きな差があります。

(1)企業の競争力が強くなくて、技術力が不足します;

(2)科学研究プロジェクトの投入が足りなくて、課題の設立と当面の実際の需要は緊密ではありません;

(3)先進技術の普及が不十分です。

(4)国産ダイカスト装置のパラメータ範囲と精度にはまだギャップがあります。大型ダイキャスト机(2000トン以上)の設計と製造は海外との差が大きくて、主に設備の安定性と射出性能などの面で反映されます。



1.4問題分析と解決の考え方

上記の差から見て、主な問題は大体次のようになります:専門技術者と生産操作者の深刻な不足;関連産業の鋳造の面では、全体の相互関連性を構成していない、産業チェーンが十分に緊密ではありません。海外の先進技術を国内で受け入れられる企業は多くありません。そのため、ダイキャスト生産の自動化、インテリジェント化を強力に推進する必要があり、良好な生産環境を作成します。より多くの従業員を誘致し、専門人材の育成を急いでいます。我が国の条件と能力に基づき、適切な研究開発プロジェクトを選択します。



2開発目標です

全体的な開発目標- "中国製造- 2025 "に合わせて、ダイカスト強国を建設し、ダイカスト企業は"ハイエンド、インテリジェント、外向型、サービス"に進出し、ハイエンドのダイカスト設備とダイカスト生産企業の数が出ています。

(1)先進的なダイキャストプロセス技術のテストを展開します。

(2)より高い融点金属ダイカストに進みます;

(3)半固体加工技術の発展を推進し、複合材料の加工を拡大します。

(4)ダイキャスト操作ステーションを設定します。



3重点を置くことです

3・1技術コースです

(1)ビッグプロジェクトの成果を実現することで、複製可能なモデルとしてインキュベーションベースを構築します。

(2)産学設計研究開発チームを設立し、顧客の製品の共同設計に参加するために、上流に可能な限り、ダイカストのプロセス性に適応するために、製品のラピッドプロトタイピング技術と3Dプリント技術の製品設計での応用、薄い壁と厚い壁のダイカスト部品の設計とダイカストのプロセス技術開発;

(3)アルミ合金の薄壁の構造部品のダイカストの技術装備を開発して、自働車工業と手を組んで、国内で自分で設計して、その後、各段階で、まず国内に立って、必要ならば海外でセットします。



3.2テクノロジーの研究です

3.2.1共通技術の研究です

(1)薄い壁の構造物の設計とダイカストのプロセス技術です;

(2)高効率に応じた精密復雑な金型製造技術、金型温度自働制御技術、金型寿命延長などの試験研究と開発です。

(3)充填シミュレーション技術の研究の普及、ダイカスト水やり技術、ダイカストパラメータの最適化と選択、欠陥、金型の熱状態分析;

(4)高性能、信頼性と高精度の自働化ダイカスト机ユニットと付属設備の研究と開発、ハイエンドのダイカスト技術の多くを組み合わせます。



3.2.2キーテクノロジーの調査です

(1)ダイカスト技術の基礎技術と特殊ダイカスト技術の研究と応用です。例えば、真空ダイカスト、半固体ダイカスト、スロープレス射技術、プレ充填技術、塩コア技術、構造部材ダイカスト技術(二重真空)、プレス鋳造、部分過給技術など;

(2)ダイキャスト合金材料と錬融技術の研究開発です。有色合金材料のダイキャスト性能と使用性能の試験研究をさらに向上させ、複合材料、構造部材合金材料、高延性エネルギー材料などの新しい合金品種を開発し、錬錬設備の研究開発と製品応用の熱効率を向上させます。

(3)高性能と信頼性の自働化ダイカスト机と付属設備の研究開発です。高信頼性リアルタイム制御圧射システムとパラメータ自働制御調整システムの研究開発の応用、すべての付属設備の自働化インテグレーション技術の応用、様々な先進的なプロセス技術の普及に適応するダイカスト装置の開発です;

(4)精密で復雑な金型製造技術の開発です。高効率冷却技術、金型材料の改良と新しい鋼材の開発、金型温度自働制御技術と装備、金型寿命を延ばす方法の試験研究と普及、金型表面処理技術の研究です;

(5)ダイカストのシミュレーション技術の研究の普及です。例えば、金属充填、速度、圧力、温度、凝固、欠陥(気孔、収縮)、熱状態分析(金型表面温度フィールド、温度勾配);ダイキャストパラメータの最適化と選択です。



4重点項目です

「第13次五カ年規画」の発展目標を達成するために、創設を提案する重点プロジェクトは次の通りです。

(1)高レベルのダイカスト装置——ダイカスト機リアルタイム制御(デジタル制御)プレスシステムと全自働化ロボットのダイカストユニットです;

(2)アルミ合金薄壁構造部材のダイカスト技術装備の開発——自働車工業と連携して産、学、研、用を組み合わせます。

(3)グリーンダイカスト-復制可能なモデル企業を作成します。

5政策提言です

(1)は環境保護の管理の面で、適切な支援政策を与えます;

(2)条件がある場合は、エネルギー消費量や汚染物質の排出量を削減するために、合金材料の集中溶解を使用することができますが、国は税金の上で適切な減免または補助金;

(3)ダイカスト専門の基礎技術の研究の投資を強化し、効果が遅く、重点的な攻略と普及のための産学研机構を設立することができます。

(4)業界の統計業務を規制し、統計データの無秩序な発表を規制します。