1    我国铸铁产业现状

我国现有铸铁企业1.4万家左右，铸铁件产量占铸件总产量的70% 以上，无论企业数量还是铸件产量都处于主导地位。

近年来，我国铸铁件的材质结构进一步改善，  铸铁件质量稳步提 升，产量高位运行，  球墨铸铁件在铸件中所占比例由 2011年的25 .3%增至2020年 的29 .5% ，球墨铸铁与灰铸铁的比值由 2011年的0.53上升到2020年的 0.70 。

2020年年底，我国部分经济指标已经恢复到疫情前的水平，机械 工业也得到快速恢复。受下游主机行业的带动，  2020年我国铸件总产量 达到5 195万t，同比增长6.6% ，其中，灰铸铁产量2 175万t，同比增长 6.6%，  占比41.9% ；球墨铸铁产量 1 530万t，  同比增长9.7% ，铸铁业发 展质量稳步提升。

1.1    铸铁企业规模逐年扩大，产业集中度逐年提高

铸铁企业规模逐年扩大，产业集中度逐年提高， 铸铁件单厂产量接近3 000 t/年，高于平均水平，出现 了以产品或材料专业化生产且生产规模超过40万t/年的 铸铁专业生产厂。据不完全统计，年产 10万t 以上的铸 铁厂有40多家(不包括铸管厂)，年产5万t 以上的有 100多家，排名前4 500家规模企业铸件产量占总产量70%以上。

1.2    绿色造型制芯技术与装备应用增加

3D打印、砂型切削等绿色造型制芯技术与装备的 应用逐渐增加，显著缩短了新产品开发周期， 满足了客户个性化和定制化需求。中国机械总院、洛 阳一拖、广西玉柴、宁夏共享等精密造型中心为周边 提供服务，并不断扩大范围，如烟台冰轮3D打印智能 成形工厂从砂芯制作至铸件成形实现了全自动运行。

1.3     “专精特新”铸铁企业不断涌现

随着国际交流的广泛深入，我国铸铁件生产技术 基本与世界同步，部分骨干企业的规模、装备和生产 技术水平已达到国际水平，涌现了一批数字化引领和 绿色化示范铸造企业，并在国际竞争中取得明 显优势。

1.4    铸铁件技术含量和附加值逐步提升

随着制造技术的不断提升和突破，铸铁件在航空 航天、核电、高铁等重要领域的应用不断增加，高端 铸铁件附加值凸显。近年来，上海铸造展览会涌现出 一批优质金奖铸件，是我国高端铸件的代表和 缩影。

1.5    铸铁标准与国际接轨

近年来，我国积极地参与铸铁国际标准的制定， 新制定的铸铁国际标准ISO 945—4 ：2019 《铸铁金相 组织 第4部分：球墨铸铁球化率评定方法》由我国负 责起草并颁布[9- 10] 。2015年发布的GB/T 32247—2015 《低温铁素体球墨铸铁件》标准首次规定了QT350-22 牌号-50  ℃和QT400- 18AL牌号-40  ℃ 、-50  ℃ 、-60 ℃时的V型缺口试样最小冲击功[11] ，高于国际标准， 对生产有重要指导意义。  2019年对我国2009年发布的 《球墨铸铁件》进行了修订，发布了 GB/T 1348—2019 《球墨铸铁件》，增加了术语和定义，修改了球墨铸 铁的低温冲击性能指标，  增加了QT450- 18 、QT500- 14 和QT600- 10三个高强度高塑性铁素体球墨铸铁牌号， 增加了并排浇注试块等[12- 13] 。同时，根据国内外铸铁 技术的发展，加快了标准的修订工作，如修改采用ISO 185 ：2020对GB/T 9439—2010 《灰铸铁件》的修订， 规定了QT700- 10 、QT800-6 、QT900-5 、QT1000-5等高 强度高塑性球墨铸铁牌号的团体标准《高强度高塑性 球墨铸铁件》编制，  提高多个牌号伸长率和增加QTD 1600- 1牌号的国家标准《等温淬火球墨铸铁件》修订等 工作也在进行之中，我国铸铁标准发展逐步与国际接 轨。

2    铸铁材质强度、塑性和韧性持续 提高

除产业集中度提升，铸铁业最大的进步体现在 铸铁材料的强度和塑韧性持续提高[15- 17] 。高碳当量、 高强度、高刚度、低应力灰铸铁取得较大进展，并在 机床、汽车行业中获得应用；蠕墨铸铁实现稳定批量 生产；  低温高韧性铁素体球铁，  轨道交通用QT400 - 18AL ( -60  ℃ )低温高韧性铁素体球铁生产技术取得 突破；硅固溶强化铁素体球铁，近几年在风电中得到应用，牌号QT600- 10 由试验期进入应用期；高强度高 塑性珠光体球铁，在铁模覆砂工艺条件下，球铁材质 提升到QT1000-5 。近些年在铸铁材质的应用与研究方 面开展了下列工作。

2.1    高强度、高刚度、低应力灰铸铁取得较大进展， 在机床、汽车行业中获得应用

随着汽车轻量化要求的不断提高，薄壁高强度灰 铸铁的应用迅速推进，国内发动机的一些缸体已采用 HT300 ，甚至HT350铸铁制作。通过优化熔炼工艺，成 分设计及合金化工艺等措施，解决了缸体材质高强度 与高速切削的问题；“高废钢配比+增碳”工艺的合成 铸铁在灰铸铁中的应用也日益增多，有效降低有害微 量元素、减小收缩和白口倾向。

郑州机械研究所等单位开发了高碳当量、高强 度、高弹性模量、低应力铸铁件成套技术，应用于高 档数控机床用床身铸件，提高了床身的精度及精度保 持性[18- 19] 。广西玉柴机器股份有限公司在相同生产条件 和工艺下向灰铸铁中加入不同量的改性SiCp ，发现改性 SiCp 弥散在晶粒中或晶界处，阻碍了位错的滑移与攀 移，同时使灰铸铁的晶粒明显细化，使等强温度下的 高温拉伸性能显著提升[20] 。清华大学选取了另外一个 角度，通过主裂纹密度和裂纹深度两个指标找到了抗 拉强度和热导率的最佳组合，发现灰铸铁的热疲劳行 为与石墨片周围的氧化基体密切相关，提高热导率并 降低裂纹扩展通道是有效提高灰铸铁耐热疲劳性能的 方法。

2.2    蠕墨铸铁实现稳定批量生产

通过采用炉前铁液智能分析、精确加入处理等技 术，蠕铁铸件蠕化率稳定控制在80%以上，综合缺陷率 和废品率显著降低，牌号提高到了RuT500 MPa ，应用 范围扩大到了高铁制动盘、汽车制动鼓和增压器涡轮等。要求高蠕化率的发动机缸体、缸盖，多采用二步 法稳定生产，除引进了国外OCC和Sinter Cast精确蠕化 处理控制技术和设备外，国内研发也开始得到应用。 广西玉柴借鉴硅固溶强化铁素体对球铁的强化原理， 开发了硅固溶强化铁素体蠕墨铸铁，其力学性能满足 国标RuT400~RuT500的要求。

2.3    低温高韧性铁素体球墨铸铁

风电、高铁等领域对低温高韧性球铁的力学性能 要求越来越高，某些风电装备的球铁件要求-40 ℃时三 个V型缺口试样冲击功平均值要≥12 J ；高铁京哈线、 哈大线和出口俄罗斯等高寒地带的高铁车关键球铁零 部件已要求QT400- 18AL在-50  ℃ 、-60  ℃时的冲击功 ≥ 12 J 。轨道交通用QT400- 18AL ( -60 ℃ )低温高韧性 铁素体球铁生产技术取得突破，通过精细控制，可把 塑性－脆性转变温度由-74.3 ℃降低到-81.3 ℃ 。

专业厂常州华德 80% 以上铸件为低温铁素体球 铁，此外，锦州捷通、戚墅堰工艺所、山东新忠耀、 郑州机械研究所等也批量生产低温铁素体球铁。

2.4    硅固溶强化铁素体球铁

为了降低加工成本，取消热处理和少加合金元素 以降低铸件成本，发展了硅强化铁素体球铁[21] 。近年 来研制的具备高强度和高韧性的QT600- 10和QT500- 14 等硅固溶强化铁素体球铁在风电中得到应用，成功地 由试验期进入应用期，宁波日月、江苏吉鑫每年生产 1万多吨QT500- 14和QT600- 10材质铸件，不断满足风电 主机朝着大功率的研发方向发展对铸件轻量化的进一 步需求。

2.5    高强度高塑性珠光体球墨铸铁

随着发动机爆发压力的增加，普通材质的球墨铸铁曲轴已无法满足增压发动机对曲轴疲劳弯矩的要 求，高强度高塑性珠光体球铁凭借其强度高、塑性好 的优点，经过轴颈滚压强化后，曲轴的结构疲劳强度 大幅度提高。

2020年，广西玉柴在铁模覆砂工艺条件下成功开 发的QT1000-5 ，将普通珠光体基体球墨铸铁 的力学性能稳定提升到“四位数”强度门槛，其制备 工艺完全基于铸造车间生产条件，不添加贵重金属组 分，仅通过工艺创新和攻关，解决了材料超高强度和 高伸长率的矛盾，是铸铁材质的一次飞跃[22] 。

2.6    等温淬火球铁(ADI)

我国ADI  (包括 CADI )年产量约 20万t，工程结 构件和抗磨、耐磨件(包括CADI磨球和奥贝磨球等)  大约各占一半，其中工程结构件包括汽车悬挂件、支 架、控制臂、转向节、铁路机械、农机和工程机械零 件以及齿轮、曲轴等[23-24] 。随着原辅材料、球铁质量的 提高，等温淬火球铁( ADI ) 由一般代用转为根据ADI 性能特点改变设计，轻量化效果显著，应用范围不断 扩大，向矿山、农机、工程机械耐磨零件扩展。

近年来，国内开展了ADI低温性能、双相ADI等温 热处理、  ADI精细组织及铸态组织对等温热处理性能影 响等试验研究工作，并建立了热处理专业厂(如湖北 十堰奥贝科技有限公司、迁西奥帝爱、苏州艾普、长 春艾普等)，热处理工艺得到进一步发展。

2.7    耐高温高镍奥氏体球铁扩大应用

柴油机功率不断提高，  增压器的应用越来越多， 气体的排放温度越来越高；当排放温度超过850 ℃，增 压器壳体、排气歧管等需要用抗冲击性、抗蠕变性能 强，耐蚀性、高温抗氧化性能好的高镍奥氏体球铁来 制造[25-26] 。各国的奥氏体铸铁件标准差异很大，西峡县内燃机进排气管有限责任公司从实际生产出发，提出 了其化学成分标准，将D5S的C定为2.30% ，S含量规定 为0.03%，P含量规定为0.05% ，由于奥氏体球墨铸铁的 残留Mg量偏高，尚未规定标准。依据相应的标准来组 织指导生产，高镍奥氏体球铁排气歧管已成为西峡县 内燃机进排气管有限责任公司的主导产品[27-29] 。

2.8    双金属复合材料扩大应用

双金属复合材料在重型载重汽车制动鼓、制动盘 上扩大应用，显著提高了制动鼓的寿命和安全性。传 统的制动盘是灰铸铁材质，整体砂型铸造，驻马店恒 久双金属复合材料制动盘采用钢 -铁复合结构 具有安全性好(彻底杜绝脖颈处开裂)和总体重量轻 (比传统盘轻20%~25% )的优点，减少混砂、造型、 制芯、落砂四大工序，更加高效节能、清洁环保。驻 马店恒久镶铸法双金属复合材料为2015年开发，  2020 年销售100万件，收入5亿元。3   铸铁生产技术取得长足进步

得益于生产技术和检测控制等方面的不断提升， 铸铁业的高质量发展取得长足进步。炉前铁液热分析 等技术手段日益受到重视，应用逐步增加。质量控制 和检测(特别是在线检测)水平稳步提升。一大批企 业使用了国际先进水平的熔化、造型和检测设备，配 有炉前氮氢氧测定仪、真空直读光谱仪和扫描电镜等 先进设备和检测手段。

3.1    计算机技术的应用

计算机CAD/CAE/CAM包括产品数值模拟技术的 发展，以及生产管理过程的自动化、数字化等，普遍 提高了铸造产品研发设计数字化、铸造自动化水平。 “数字化虚拟制造技术+3DP快速成形”在行业中的应 用逐渐增多，集成CAD/CAM/CAE增材制造等技术，工艺流程紧凑，技术集成度提高，对技术人员综合素 质要求提高，生产更加快捷，过程更加可控，浪费更 少，效益显著提高。在线检测技术在造型、制芯、熔 化、产品质量检验等主要工序上得到了良好应用，过 程控制工序化，提高了产品质量和一致性。

3.2    新型绿色造型工艺

在造型、制芯方面，组芯造型、壳型造型以及机 械手的应用逐渐扩大，视觉化机械控制造型组芯技术 可提高铸件尺寸精度、减少加工余量。新型环保造型 材料如宝珠砂等的研发和应用，显著提高了型砂的回 收利用效率。

3D 打印、砂型切削等无模造型制芯技术与装备 应用逐渐增加，缩短新产品开发周期，满足客户个性 化、定制化需求。

3.3    原材料及加料技术

优质生铁、高纯生铁和废钢等原辅材料供应品种 和质量有了很大改善，例如超高纯生铁的研发，为高 质量铸件的生产制造提供更优质的原材料，球化剂和 孕育剂的品种和质量稳步提升。计算机配料加料系统 与装备的研究与应用日益增多，通过加料装备实现精 确加入炉料及合金。3.4    高质量铁液熔炼和处理技术

在铁液熔炼方面，电炉应用增长较快，处于主导 地位[30-32] 。但对于大批量流水线生产，需要大量铁液的 工厂(例如潍柴、一汽等)，采用能保证铁液冶金 质量、节能环保达标的大型热风、水冷、无(薄)  炉衬长炉龄冲天炉或与电炉双联熔炼具有显著的优 点[31 ，33] 。

3.5    铁液球化、蠕化和孕育处理技术

先进的球化、蠕化和孕育处理工艺技术与装备， 如喂丝机、包芯线的研究与应用，使整个熔化、球 化、蠕化和孕育处理过程连贯，数字化程度高，减少 镁光烟尘，采用喂丝球化的铸铁厂达到3 000多家[34-36] 。 “两步法”蠕化处理工艺与在线测控系统成功用于铸 造工厂，采用红外感应、快速计算的智能化随流孕育 机提高了孕育的精确度。

球化剂、孕育剂、脱硫剂、预处理剂以及包芯线 等品种、规格有所发展，质量有较大提高，能满足不 同用户要求。除原有球化剂外，近来新增效果比较突 出的是含镧球化剂在薄壁件及低温铁素体球铁件上的 应用。

3.6    铁液搬运与浇注

铁液自动化转运、定量化浇注装置的研制与应 用，可缩短铁液的出炉、检测与转运时间，增加安全 性，改善吊车和人工推拉小车转运铁液现状，提高熔 炼设备效率；定量浇注可保证铸件质量、节约铁液用 量，降低熔炼和浇注过程中的能源消耗，实现熔炼和 浇注过程的绿色化。

3.7    清理打磨

近年来，打磨机器人在清理打磨环节研究与应用 逐渐增多，通过打磨加工方式的选择、柔性工装夹具 的设计、适度的视觉系统及偏差补偿、动力头及打磨 工具的匹配等集成技术研究，机器人作业与铸 造工艺、工装夹具有效融合提升自动打磨效率及质量 等，显著改善了劳动环境，减少清理打磨现场的粉尘 和噪音污染，提高了清理打磨效率。合肥铸锻厂针对 不同类别产品、不同工艺特性实施差异化的“以机代 人”清理自动化装备改造方案技术，取得了良好的效 果。

4   铸铁应用领域逐步拓宽

制造业高质量发展离不开关键核心零部件的支 撑。随着我国高速列车、核电、军工、风力发电、汽 车等行业的快速发展，对超低温铁素体球墨铸铁、等 温淬火球墨铸铁( ADl )、超大断面球墨铸铁(壁厚 ≥300 mm )、高强度高韧性球墨铸铁以及硅固溶强化 球墨铸铁需求量日益增大。近年来，铸铁件应用范围 不断扩大，在高铁、核电、机器人等战略新兴产业的 应用逐渐增多，高铁机车转向架轴箱、变速箱、电机 壳以及 12 MW风电轮毂、底座等部分产品的性能达到 了国际先进水平，双金属复合材料制动鼓在重型载重 汽车上批量应用，大型高档数控机床横梁等机床结构 件已批量生产和应用。

球墨铸铁新型材质(如等温淬火球铁、硅固溶 强化铁素体球铁、高强度高冲击低温球铁、耐热耐腐 高镍奥氏体球铁、高强度高韧性球铁等)不断涌现。“高强度高韧性球铁件”被发改委列入“产品结构调 整指导目录”( 2019年本)鼓励类项目。

4.1    超大断面球墨铸铁件——百吨级球墨铸铁核乏

燃料容器铸件

随着全球核能不断深入研发，国防战略核武器、 核电、核动力航空母舰、核潜艇等相关核能发展速度 越来越快，对核乏燃料的处理条件与设备设施提出更 高的要求和需求。百吨级球墨铸铁核乏燃料容器铸件是国内尚未攻克的少数铸造壁垒，被誉为球墨 铸铁皇冠上的明珠，门槛高、难度大，国外只有德国 辛北(Siempelkamp)  公司批量生产，国内宁波日月、 郑州机械研究所、中信重工等也在加紧研制[37-38] 。郑 州机械研究所在温度场在线调控、增强冷却系统、长 效球化孕育配方及工艺等方面取得了多项技术突破， 百吨级球墨铸铁核乏燃料容器铸件产业化应用前景良 好。

4.2    高档数控机床结构件

通过突破残余应力控制技术，铸铁材料在高档数 控机床的床身、立柱、横梁等结构件上扩大应 用，有效解决高档数控机床尺寸精度和精度保持性问题。  2020年“高档数控机床关键材料生产应用示范平 台”项目列入国家高质量发展计划。

4.3    蠕墨铸铁缸体缸盖

近年来，要求高蠕化率的缸体、缸盖，多采用二 步法稳定生产，除引进瑞典、德国等技术装备外，国 内研发也开始得到应用。一汽铸造有限公司、中国重 汽、广西玉柴、潍柴等加大了对蠕墨铸铁的研发，实 现了批量稳定生产。  2019年，我国汽车产销量双双突 破2 500万辆，如果在发动机缸体、缸盖、排气管、汽 车刹车毂、铁路货运机车制动盘等全面推广应用，蠕墨铸铁件在国内还有很大的发展空间。

4.4    硅固溶强化铁素体球铁件

在球墨铸铁中，  Si能促进形成铁素体，  并固溶强 化铁素体，当 Si ≥ 5% 时，抗拉强度急剧下降，韧性 下降，冲击韧度甚至降至普通灰铸铁的水平。硅强化 铁素体球铁的出现，打破了我国以往球铁生产遵循 的“高碳低硅大孕育量”的习惯做法。  2014年，河南 广瑞汽车配件股份有限公司成功用硅固溶强化铁素体 QT500- 14替代了QT500-7 ，用于生产转向器壳体。2018年，金风科技研制成功QT450- 18 ，用于风 电铸件轻量化发展；同年 10月，在吉鑫风能 科技研制成功QT600- 10AL ，用于生产 12兆瓦风电底座 ( 80余吨)。近几年在风电中得到应用，由 试验期进入应用期，其中宁波日月、江苏吉鑫每年生 产1万多吨QT500- 14和QT600- 10材质铸件。未来，硅固 溶强化球铁应用还有很大的发展空间。

4.5    高强度高塑性珠光体球墨铸铁件

国内玉柴、天润等企业研发的QT800-6 、QT900-6 (QT900-5 )已代替锻钢在大功率曲轴上应用，广西玉 柴生产的QT600- 10 、QT700- 10 、QT900-6牌号球铁材 料应用在汽车底盘件上，每年 10万套左右。  QT1000-5 球铁材料船电国六发动机曲轴全面应用。

4.6    等温淬火球墨铸铁件

近年来，随着机械零部件向高性能、轻量化方向的发展，ADI生产及应用备受行业关注，在ADI应用基 础研究、生产工艺及装备，以及毛坯质量稳定性等方 面均取得了新的进展，包括球铁原始组织、热处理工 艺等对ADI微观组织和力学性能的影响规律有了更加深 入的研究，  ADI毛坯质量及其稳定性得到稳步提升，开 展了水平连铸球墨铸铁LZQT500-7等温淬火工艺的优化 研究等。

国内不少知名的铸造厂都强化了ADI轻量化研究开 发的能力，并作为提高企业竞争力的主要措施。专业 热处理厂在全国范围内逐步形成，河南欧迪艾铸造有 限公司、苏州艾普零件制造有限公司、河北迁西奥帝 爱机械铸造有限公司、天津SEW传动设备有限公司、 长春艾普机电设备有限公司、焦作固德联合机械有限 公司及十堰澳-贝汽车零部件轻量化科技有限公司等均 陆续建立了专业的等温淬火热处理中心，极大地促进 了我国ADI的发展和应用。

4.7    风电铸件

我国现已成为全球风电铸件发展最快和规模最大 的生产消费区域。同时，得益于国内外风电行业的持 续高速发展和国际产业链向中国转移的趋势，我国的 风电铸件产品在国际市场上也具备较强的竞争力，成 为我国风电设备制造行业中少数实现规模出口的零部 件产品。

风电铸件主要包括轮毂、底座、轴及轴承座、 梁、齿轮箱部件(主要包括齿轮箱箱体、扭力臂、行 星架)等，约占到单个风电整机成本的8% ~ 10%。根 据中国铸造协会对风电设备行业平均水平进行测算， 每兆瓦风电整机大约需要20 ~ 25 t铸件，其中轮毂、底 座、轴、梁、轴承座等合计约需 15 ~ 18 t，齿轮箱部件 约需5 ~ 7 t。目前，风电铸件行业已逐步由几家大型企 业主导(宁波日月重工、江苏吉鑫风能)，不仅满足 国内需求，还有大量出口。

5    铸铁生产技术发展趋势

“十三五”期间，国内铸造企业在装备与技术上 有了长足的进展，但仍有相当一部分厂家的管理和软 件没有跟上，质量的稳定性、可靠性、一致性差的问 题比较突出。国内铸铁厂除了多而分散、产能过剩、 两极分化外，还存在专业化生产程度不高，数字化、智能化水平低，大型、厚大断面、高端铸铁件的质量 控制技术以及 10 t/h以上大型热风水冷连续式冲天炉 的国产化及应用有待提高等。今年是“十四五”的开 局之年，由于环保督查持续收紧，加之疫情的影响， 我国铸造业发展环境将发生很大变化，要提前研判和 积极应对疫情对出口的不利影响，加快新材料、新工 艺、新技术和新产品的研发和应用，着力推动铸造业 的转型升级。

预计，    “十四五”期间铸铁产量持平或略有增长 (其中，普通灰铸铁产量减少，球墨铸铁、蠕墨铸铁 产量增加)，铸铁材质结构持续改善。

( 1 )铸铁企业数量方面：从现在的 1.4万家到2025 年减少到1万家左右。

( 2 )铸铁企业平均产量规模：从现在的2 700 t/家 到2025年增加到3 500 t/家。

( 3 )到 2025年，球墨铸铁件产量占铸铁件总产 量的比例达到48% 以上，球墨铸铁与灰铸铁之比达到 1.0 ，蠕墨铸铁产量达到40万t，高端铸铁件占铸铁件产 量的25%以上。通过不断发展和提升铸造技术水平，掌 握大型及关键设备零部件铸造技术，国产化率98% 以 上，实现核电、轨道交通和汽车等关键、高精度铸铁 件的批量稳定生产。

未来铸造行业的发展趋势是向数字化、绿色化、 智能化、轻量化、精确化的方向发展，数字化是基 础，走绿色铸造发展之路；挖掘材料性能，加大复合 材料和复合工艺的研究与应用，创造新的需求。不 断补充、完善与提高铸造过程的质量检测与质量控制 手段；在造型和清理环节增加机器人的用量；采用净 形或近净形成形造型制芯方法，减少排放；    采用新 工艺，实现清洁化生产；加强产品结构、产业结构调 整，满足客户个性化、定制化需求，实现产品专业化 和经济规模化。

5.1    精选原料保证铁液质量， 推广环境友好的球化、 孕育处理方法

原、辅材料质量提高，  为高端球铁件生产奠定良 好基础。采用高纯生铁和超高纯生铁、优质废钢和增 碳剂等原辅材料，铁液杂质元素含量低、纯净度高。 国内优质生铁及高纯生铁供应充足，为满足大断面球铁生产需要，河北龙凤山铸业有限公司等生产了超高 纯生铁。

采用电炉和大型热风水冷环保冲天炉熔炼，保证 铁液质量，其中热风水冷环保冲天炉熔炼便于组织大 批量、大吨位铸件生产，效率高。

冲入法、盖包法、喂丝法、喷吹法等在实践中逐 步完善，通过优化加料方式和除尘控制，逐步确定其 适用范围。

5.2    推广普及数字化铸造技术

采用三维计算机辅助设计( CAS  )、计算机辅助 工艺规划( CAPP  )、计算机辅助制造( CAM  )、设 计和工艺路线仿真等先进技术，实现产品研发设计数 字化；产品信息和制造信息能够贯穿于制造、生产管 理、质量管理等制造过程的全部环节；建立车间制造 执行系统( MES )，实现计划、排产、生产、检验的 全过程闭环管理；建立数据采集系统，能充分采集制 造进度、现场操作、质量检验、设备状态等生产现场 信息；建立车间级的工业互联网，不同装备之间实现 信息互联互通和有效集成；建立企业资源计划管理系 统( ERP )  ，利用云计算、大数据等新一代信息技术， 实现经营、管理和决策的智能优化[39]   。

普及CAD 、CAM和CAE，做好铸造过程数字模 拟，采用数字化铸造工艺管理系统，进行产品和工艺 的前期优化设计。

5.3    加强铸造材料与工艺数据库建设

建立铸造工艺、材料、缺陷等基础数据库，加强工艺文件、生产和检验数据管理，通过 数据库技术促进铸造新技术、新工艺的不断固化和推 广，普遍提高国内铸铁行业高质量发展水平[40-42] 。

5.4    实现铸造设备的互联与集中控制

生产装备和控制技术逐步完善，  具备生产高端球 铁件的条件，并实现铸造设备的互联与集中控制，铸 造生产全过程数字化管控。数字化无模铸 造、  3D打印、激光测距组芯等技术与装备集成应用， 提高铸造全过程管控能力，提高铸件质量稳定性，改 善广大铸造企业自动化、数字化、信息化环境。

5.5    应用在线检测技术，提高产品质量和一致性

在铁液质量、铸件缺陷、铸件尺寸等方面广泛应 用在线检测技术，提高管理水平、重视并 认真执行生产过程控制，严格控制化学成分和生产工 艺环节参数的波动范围，做好数据收集与分析工作， 提高铸件质量，并提高质量的稳定性和一致性。

5.6    增加机器人在造型和清理上应用

增加机器人在精准组芯和下芯，  高端单件小批量 铸件柔性化打磨等复杂工序环节的应用，实现提高生 产效率，提高铸件质量，降低制造成本，改善作业环 境。

6    加强基础研究，突破短板和关键 共性技术

需要突破的关键共性技术领域及须攻克的重点项 

7   结束语

总的来说，“十四五”是我国铸铁业由大变强的 关键时期。在环保持续收紧、疫情反复、成本持续上 升等影响下，铸造业发展环境将产生很大变化。要贯 彻新发展理念，落实铸造产业发展规划，加大技术创 新的力度，积极开发新产品，开拓新市场。加强新材 料、新技术和新工艺的研究，大力开发复合材料与复 合铸造工艺，挖掘材料性能，创造新的需求。推广数 字化、智能化与绿色化铸造技术与装备，满足客户个 性化、定制化需求。加强产品结构、产业结构调整，实现产品轻量化、清洁化生产，走专业化、规模化和 可持续发展之路。加大环保型铸造设备和技术的研制 开发，开发环保型铸造原辅材料，加强绿色铸造评价 方法和指标体系的研究和建立。

今后，  我国铸铁业的发展从材质上看，重点是发 展球墨铸铁、等温淬火球墨铸铁( ADI )、蠕墨铸铁。 从熔炼上看，重点是如何稳定地获得高温、成分符合 要求的优质纯净的铁液。从铸型工艺上看，推广 3D 打印、无模铸造、壳型铸造等工艺方法 ，生产近净成 形、少无切削铸件。从质量控制与检测上看，还需要 不断补充、完善与提高铸造过程的质量检测与质量控 制手段。从环境保护和单位能耗上看，应积极推进清 洁环保生产方式，在造型和清理环节增加机器人的用 量，提高铸造装备的数字化水平，能耗指标普遍达到 国家标准和国际标准。