铸造技术路线图概览

《锻造技术路线图》概览标签：[导读]编者按：《锻造技术路线图》作为中国机械工程技术路线图丛书之一，由中国机械工程学会主编，中国机械工程学会锻造分会组织编著，由中国科学技术出版社于11月上旬正式出版发行。编者按：《锻造技术路线图》作为中国机械工程技术路线图丛书之一，由中国机械工程学会主编，中国机械工程学会锻造分会组织编著，由中国科学技术出版社于11月上旬正式出版发行。，适逢中国机械工程学会成立80周年（1936—），中国机械工程学会以出版《中国机械工程技术路线图》（）和8个分技术领域《路线图》的形式，即“1+8”工程的形式向成立80周年献礼。《锻造技术路线图》是8个分技术领域《路线图》之一。为了清晰认识国际锻造科技发展大势，规划锻造技术发展方向，推动我国锻造科技发展，根据《国家“十三五”科学和技术发展规划》和《中国制造2025》提出的目的和任务，结合我国锻造行业科技发展实际，中国机械工程学会锻造分会组织编制了《锻造行业“十三五”技术发展规划纲要》，在此基础上，根据中国机械工程学会有关开展分领域技术路线图研究的工作安排，继而组织锻造行业专家、学者编写了《锻造技术路线图》。《锻造技术路线图》面对2030年，重点分析了锻造技术与装备等面临的机遇与挑战、发展趋势，提出了影响锻造行业将来发展的77项核心技术。叙述了将来对这些核心技术的需求与环境，介绍了基于这些核心技术的典型产品或装备，从技术角度叙述了其应用前景，按照时间序列给出了不同时间节点的发展重点与途径，并预测可达成的目的。锻造行业100多位专家、学者参加了本书的编写，并广泛征求了各方面专家的意见和建议，通过了行业专家的审查，使本技术路线图更具影响力和指导性。本书可为公司制订发展规划和政府决策提供根据，亦可为人才培养提供技术指导。一、锻造技术的发呈现状与趋势（一）概述锻造是将液态金属注入型腔后凝固成形获得金属铸件的技术，广泛用于航空、航天、汽车、石化、冶金、电力、造船、纺织等支柱产业，是获得机械产品毛坯和零部件的重要办法之一。铸件在航空发动机、火箭发动机、燃气轮机、汽车发动机、轨道交通等各类装备中占有相称大的比例，对提高装备主机性能至关重要，锻造成形是机械行业基础制造工艺。自开始，我国已持续十六年占据世界铸件产量首位，是世界锻造大国，为我国国民经济发展作出了主动奉献，但我国在某些高端铸件锻造技术上仍然落后，造成我国有关高端装备发展滞后。锻造行业中数量众多的中小锻造公司存在管理粗放、产能落后等状况，对我国生态环境造成损害，因此在能耗控制和环保方面需要更大投入。近三十数年，世界锻造技术发生了很大的变化，机械化、自动化、数字化、智能化技术不停发展及进一步融合，人类对可持续发展环境的规定越来越高，这些因素增进了世界锻造技术的进步。将来是我国锻造产业发展的构造调节期和战略机遇期，发展“优质、高效、智能、绿色”锻造技术已成行业共识。现在我国锻造技术的发展目的是，大幅度提高我国装备制造业发展所需高端铸件自主设计和制造的创新能力，在先进锻造技术、重大工程特大型及核心零部件的锻造成形技术、数字化智能化锻造技术、绿色锻造技术等方面形成一批世界一流的创新成果，为我国国民经济重要部门的装备制造提供强有力的技术支持，使我国从世界锻造大国发展成为世界锻造强国。（二）发呈现状锻造技术重要涉及锻造材料、锻造成形办法、锻造装备与检测以及环保与安全等内容，锻造技术的发展与国民经济发展态势和全球经济发展的大环境紧密关联，我国锻造产业在通过数年持续快速发展之后，近几年受全球制造业大环境影响增速放缓，现在处在构造调节升级的核心时期。从有关机构公布的统计数据中能够洞察近年来我国锻造产业和锻造技术的发展脉络。我国现在锻造厂点总数约26000家，厂均年产铸件1777吨，远低于世界第一的德国（8818吨），在世界铸件产量前十位国家中列倒数第一，众多经济规模较小的锻造公司在技术进步和装备提高方面投入乏力。根据中国锻造协会5月公布的数据，中国各类铸件总产量4560万吨，较下降1.30％，是自1999年开始持续增加数年之后初次出现负增加。铝合金铸件增加4.27％，球墨铸铁件增加1.61％，其中，铝/镁合金铸件产量占比13.4％（为12.7％），球墨铸铁/灰铸铁=1:1.60（为1:1.68），阐明我国附加值较高的铸件产品产量小幅增加。根据对海关进出口数据中列为铸制品的商品统计（随同零件、组装产品进出口的铸件在海关进出口商品中无法分离出来），中国各类铸件出口量为194.43万吨，出口均价为1484美元/吨，各类铸件进口量为1.74万吨，进口均价为7214美元/吨，阐明我国少部分高技术附加值铸件仍需进口。数年来，通过各级政府科技项目支持、产学研用合作发展，国内锻造技术与国外锻造技术发展差距逐步缩小，体现在行业构造调节中技术升级和准入审核获得进展，与主机装备制造配套能力有所突破，优秀锻造公司国际竞争能力不停增强等诸多方面。例如，轻合金和高温合金精密锻造成形技术的发展满足了我国多个新型先进国防装备需求；大型耐热耐蚀承压不锈钢材料和锻造成形技术的发展满足了我国新型发电设备部件制造需求；大型钢锭宏观偏析和缩松控制技术的发展提高了我国机械设备大型锻件用坯的内部质量；新型含Nb高温钛合金研发获得突破；汽车用铸件锻造技术的发展不仅带动了我国锻造公司大批量铸件生产机械化、自动化、数字化和先进锻造技术应用水平的不停提高，也为我国汽车产业发展作出了巨大奉献；锻造过程数值模拟技术的研发和应用提高了我国锻造公司的锻造工艺设计水平，先进的数字化锻造技术在个别优秀锻造公司中得到有效运用。尽管近三十年我国锻造技术获得明显进步，并且在国民经济和国防建设发展过程中发挥了重要作用，但是应当苏醒看到，现在我国锻造产业大而不强的局面并未发生根本变化，锻造领域不同技术方向上与国外发达国家存在或大或小的差距，产生差距的因素也各不相似，分别简述以下。1.锻造黑色金属及成形铸铁方面，高性能球墨铸铁件锻造技术不稳定、不可靠，核心力学性能指标达不到发达国家水平。超大断面球墨铸铁件锻造技术但是关，百吨级大型乏燃料贮运容器不能自主制造。机床床身铸件尺寸稳定性差，致使高档数控机床精度保持性不佳，造成高档数控机床长久依赖进口。铸钢方面，我国海工装备用耐海水腐蚀双相锻造不锈钢材料体系不完整，锻造工程应用基础数据匮乏，锻造成形过程某些机理问题不清晰。国内特大型合金钢铸锭熔铸过程内部缺点控制技术和极端工作条件下服役过程可靠性仍需攻关。国内铸钢公司高端产能紧缺，新型发电设备用大型高端铸钢件锻造技术落后于欧洲发达国家，部分核电设备用大型不锈钢铸件和新型火电设备用耐高温铸件依赖进口，个别产品被国外垄断，铸钢公司低端产能过剩。大型复杂曲面异形工件电渣熔铸技术及工程应用有待拓展。锻造耐磨材料方面，我国钢铁耐磨材料体系研发与国外发达国家差距不明显，新近推出的锻造耐磨材料国标与国际原则接轨。但部分高锰钢锻造公司铸件技术指标不满足国标规定和使用规定，锻造工艺和铸件质量落后于世界发达国家水平。国内锻造耐磨材料生产过程中先进钢铁液熔炼、精炼和过滤技术应用水平落后，含有我国特色的钢铁液炉前孕育与变质解决技术仍需发展。用于锻造耐磨材料成形的可明显改善耐磨材料使用寿命的先进砂型锻造技术和特种锻造技术有待进一步研发和推广应用。发展锻造耐磨材料热解决技术，提高耐磨铸件硬度、韧性和使用寿命，减少合金元素用量，避免厚大耐磨件开裂以及减少耐磨钢铁件表面脱碳也是努力方向。2.造型材料造型材料方面，国内大多数厂家生产的呋喃树脂粘结剂存在毒性大、高温退让性差、性能不稳定、用于铸钢件时热裂倾向严重、用于低碳钢锻造时铸件表面渗碳渗硫等问题，国外已采用环保型生物质呋喃树脂，含有毒性小、强度大、硬化速度快、成本低的优点。国内自硬砂应用占比小，湿型砂应用占比大，且大量使用毒性较大的煤粉湿型砂，国外重要采用酯硬化碱性酚醛树脂砂或环保型呋喃树脂自硬砂，铸件表面质量好且作业环境好。国内冷芯盒制芯工艺还存在溶剂毒性大和粘模严重问题。国产涂料品种单一、污染大、成本高、刷涂工艺落后、涂料混制批量小和自动化程度低，质量不稳定。国内旧砂再生回用率为30％～60％，诸多小型锻造公司旧砂全部排放，国外旧砂的再生回用率可达80％～90％。欧洲某些国家已将低成本环保的无机粘结剂砂成功用于复杂薄壁精密的高端铸件大批量生产，国内刚开始探索实验。3.锻造有色合金及金属基复合材料锻造高温合金方面，第三代高温合金单晶已在发达国家航空发动机复杂单晶叶片获得应用，批量产品合格率在80％以上，第四代和第五代单晶材料正在预研中。国外主流地面重型燃气轮机一级和二级涡轮叶片也已普遍采用柱晶/单晶高温合金。我国现在已含有小批量航空发动机用复杂单晶叶片生产能力，但产品合格率局限性60％，第三代航空发动机单晶叶片锻造技术处在预研阶段，地面燃气轮机用大型柱晶/单晶叶片处在实验室研究阶段。锻造铝合金方面，国内铝合金熔体精炼技术创新能力较差；新型锻造铝合金的基础理论研究较多，工程应用偏少；对铝合金锻造新技术缺少系统全方面的研发，涉及合金系列、设备、控制、软硬件开发等与国外差距更大。锻造镁合金方面，我国开发了多个高性能稀土镁合金材料。航空航天用高强耐热Mg-Gd-Y-Zr系镁合金材料在性能方面已经达成国际先进水平，但在大型复杂高强耐热锻造镁合金铸件凝固理论及成形工艺方面远落后于发达国家。迄今为止，国际上只有美国和前苏联有镁锂系合金牌号，国内有关镁锂合金的研究还很有限，特别是对超轻锻造镁锂合金的有关研究非常缺少，这与镁锂合金在航空航天及电子工业等领域的巨大应用前景不相称。锻造钛合金方面，以钛铝化合物为基的高温钛合金在美国已经开始批量生产和应用；国内自行开发的高Nb钛铝合金也开始尝试应用，新近研发的Ti-45Al-8Nb单晶合金，将承温能力提高了150～250℃以上，优于世界同类合金，获得重大突破。但现在国内攻关高温钛合金生产仍未摆脱对国外核心熔炼设备的依赖。我国在低温钛合金技术方向起步较晚，现在以跟踪仿制为主并有所突破。锻造铜合金方面，铜合金材料工艺性研发不系统不完善，致使船用铜合金承压泵阀类铸件内部质量不稳定，成品率较低。世界上船用大型螺旋桨制造技术相对保密，我国已经掌握超大型船用铜合金螺旋桨的制造技术，但铸件化学成分控制技术、耐腐蚀性能等都有很大进步空间。锻造金属基复合材料方面，为了减少金属基复合材料的制造成本并满足民用需要，从1980年代以来研究重点逐步转向以颗粒为代表的颗粒、晶须、短纤维增强的非持续增强金属基复合材料。现在，液态锻造法制备的金属基复合材料占据了半壁江山，国外已大批量工程应用，而国内基础研究较多，工程应用较少。金属基复合材料的制备过程中存在两个共性问题，一是如何实现增强体在合金基体中均匀分布，二是如何实现增强体与基体金属界面之间的良好结合，因此制备工艺技术是金属基复合材料发展的瓶颈问题。铝基复合材料综合性能仍需要继续提高，并实现材料的可设计性和稳定制造，以减少制造成本并加紧产业化进程。镁基复合材料在制备、锻造成形加工技术等方面仍不成熟，应用仍然有限。铜基复合材料的制造工艺还比较复杂，性能还达不到规定，生产成本偏高。钛基复合材料把钛的延展性、韧性与陶瓷的高强度、高模量结合起来，从而获得了更高的剪切强度和压缩强度以及更加好的高温力学性能，在某些领域逐步取代了传统的钛合金材料，现在己处在应用前沿，优化技术及减少成本将成为该材料市场稳定应用的重要因素。4.特种锻造成形办法熔模锻造方面，美、英等发达国家的熔模锻造行业中，应用于航空航天、工业燃气轮机、军工等领域高附加值的高温合金、钛合金、铝合金等铸件产值占比超出70％，我国高附加值熔模锻造铸件产值占比尚局限性30％。我国航空发动机和地面燃气轮机用高温合金柱晶/单晶涡轮叶片定向凝固锻造成形技术落后西方发达国家10～，高性能工业化定向凝固设备重要依赖进口。大型薄壁复杂熔模铸件近净成形技术配套工艺装备、铸件内部和外观质量控制办法，以及高稳定型壳涂料体系面临挑战。钛合金熔模锻造面层型壳体系的工艺稳定性仍需改善，新型大容量钛合金熔炼设备有待开发。熔模锻造用复杂陶瓷型芯成形、陶瓷型芯脱除工艺和装备均需进一步研究和解决。高压锻造方面，汽车构造件用压铸铝、镁合金基本依靠进口，压铸铝、镁合金回收运用技术落后。国外高真空压铸件可进行后续热解决和焊接，国内高真空压铸工艺和装备不成熟，铸件内部仍存在孔洞缺点，对高真空压铸件的热解决和焊接技术研究处在探索阶段。国外已开发出适合含有复杂孔或内腔形状零件压铸的可溶型芯材料，并将压铸技术用于可溶型芯制备，可溶型芯材料及制备技术研发和工业应用处在起步阶段，国内尚未进行有关技术开发。国外发达国家已开展智能压铸技术用传感器研发和应用系统开发，并在近几年建立了用于工艺参数分析的专家系统和用于工艺参数调节的智能控制系统，国内在压铸过程传感器研发和工艺参数监测应用方面有所发展，但在专家系统和智能控制系统研发方面仍为空白。反重力锻造方面，我国高质量薄壁复杂铸件低压锻造成形技术和高效率锻造工艺技术落后于发达国家。国内用于优质复杂铜合金泵阀类铸件锻造成形的先进低压锻造技术和装备缺少。国内用于高温合金、钛合金等高温易氧化合金材料的反重力锻造技术或复合反重力锻造技术及装备处在探索阶段，国外已大批量工程应用。差压锻造、调压锻造和真空吸铸技术应用基础研究较少，未达成国外大量应用的水平。国产反重力锻造设备实现工艺流程的能力、效率和控制精度仍需改善。挤压锻造方面，国外最大铸件成形尺寸已达1200mm×400mm×300mm，成形铸件重量达50kg，国内最大铸件成形尺寸934mm×550mm×247mm，成形铸件最大重量35kg。我国合用于挤压锻造的合金材料体系还不完善，模具材料寿命短，挤压锻造工艺设计和优化手段比较落后，高效率高精度环保型挤压锻造技术和装备有待发展。消失模锻造方面，发达国家采用消失模锻造工艺生产铸铁、铸钢、铝合金等材质零件的技术已较为成熟。国内应用重要集中在铸铁和铸钢上，铝合金消失模锻造应用还相对较少，采用消失模锻造的铝、镁合金铸件质量不稳定，现有消失模锻造工艺设计理论和应用基础不完善，未实现不同金属材质消失模锻造的泡沫模样材料系列化及原则化，复杂高精度泡沫模样加工技术和装备落后。半固态锻造方面，适合半固态锻造的高性能合金材料种类不全，合金综合力学性能较低。新型半固态浆料制备及流变成形技术基本上被欧美和日本垄断，国内开发的含有工业应用前景的有关先进技术极少，研制的半固态流变成形铸件成本高、效率低、质量不稳定。用于半固态浆料成形的普通压铸或挤压装备难以满足半固态金属成形需要，国产多功效一体化半固态锻造装备在稳定性、密封元件耐用性、精度重复性等方面落后于国外先进装备。国内对半固态锻造的工艺基础理论研究不成熟，半固态锻造成形过程数值模拟技术依赖于国外软件，且计算精度和多因素耦累计算仍不能满足实际工程需要。欧美发达国家的半固态锻造技术已经进入工业化应用阶段，国内仍处在实验或小批量研制阶段，对于半固态锻造缺点控制技术的研究较少。5.数字化和智能化锻造技术数字化、网络化、智能化锻造技术方面，国内锻造公司应用锻造过程数值模拟软件不够普及，配套的锻造材料热物性参数、缺点判据参数和边界条件数据库不系统不完整，影响计算精度和工程应用水平。大型铸锭和铸件从熔炼到热解决全流程的集成计算材料学应用基础技术和工程应用仍需发展。轻金属和高性能铸铁锻造过程数值模拟还重要集中在宏观尺度，多尺度多物理量耦合数理建模及铸件微观组织、力学性能和服役寿命预测研究和应用亟待加强。国内航空发动机和地面燃气轮机用高温合金单晶/柱晶叶片数值模拟软件研发水平和工程应用水平落后。国内少数几家锻造公司采用两相流数值模拟技术优化制芯工艺，但所采用的商业化专用软件为国外公司开发。国内仅少数锻造公司实现了单件全生命周期可追溯，多数锻造公司信息化实力单薄，上下游公司信息集成与协同管控较少，需要建设数字化锻造工艺、生产、质量集成软件平台，扎实我国锻造公司满足工业4.0原则的基础。机器人以及传感器数据采集—专家系统分析/决策—工艺参数调控的智能化锻造技术现在在我国锻造公司的开发和应用极少。快速成形技术方面，快速原型制造（增材制造）技术是近世界范畴内蓬勃发展的先进制造技术。将快速原型制造技术用于锻造模样/模具的快速制备并与传统锻造工艺结合可明显缩短新产品开发周期。我国锻造领域快速原型制造技术研发和应用水平整体处在国际第一阵营，但与国际先进水平比较，制模材料和造型材料体系研发不系统不完整，熔模锻造蜡模制备精度不能完全满足高端铸件生产需求，快速制备的砂型/砂芯的尺寸范畴、成形效率和成形精度指标落后。砂型/砂芯的高效数控铣削成形技术在加工机理、加工刀具、排砂系统、目的损伤以及装配精度等理论和工程应用基础方面有待完善和加强。6.普通砂型锻造装备与检测技术熔炼装备与技术方向，国外发展大容量、外热风、长炉龄和环保热循环资源运用冲天炉熔炼装备，国内绝大部分铸铁锻造公司现在采用的短炉龄冷风冲天炉技术落后，资源浪费和污染严重，熔炼控制自动化水平低。中频感应熔炼电炉吨耗电指标落后于发达国家水平。电炉熔炼平台机器人操作技术有待发展。制芯装备与技术方向，混砂均匀性等问题需要解决，射砂制芯过程工艺应用基础及智能化控制水平需要提高。湿型砂造型装备与技术方向，采用机器人操作的湿型砂柔性生产线已在国内个别锻造公司应用，但所用技术和装备从发达国家引进，国内柔性技术和故障自诊疗及远程监控技术有待发展；国产垂直分型无箱射压造型机设备可靠性和造型精度差，配套辅机不全；国产水平分型脱箱造型装备的应用基础研究缺少，核心主机以进口为主；国内水平分型有箱造型装备存在低水平重复引进问题，自主创新少。锻造自硬砂装备与技术方向，发展智能化子母式面背砂持续混砂机无人操作系统和大型多功效柔性抓取合箱锻造装备，可明显改善我国大型铸件用砂型自动化制备水平。砂解决、砂再生装备与技术方向，国内与高效自动造型线相匹配的高效混砂机以进口为主，国外废砂解决与混砂工艺一体化的真空混砂技术和装备能耗少效率高，国内尚未研发有关技术和装备。砂输运、砂再生和废弃物综合运用的绿色环保技术落后。砂解决和砂再生的自动化智能化水平有较大提高空间。清理打磨装备与技术方向，国内在铸件落砂清理时大多采用低效率、高成本、污染大、占地面积大的单机离线抛丸设备，国际发达国家采用高效环保占地面积小的在线抛丸设备。国内用于铸件打磨的感知近形加工技术未见成熟应用设备，国际发达国家处在初中级应用阶段。国内切割打磨自动化集成化技术处在探索阶段。浇注装备与技术方向，现在我国锻造公司所用浇注设备如感应浇注炉的加热方式存在加热不均衡问题。国内锻造公司与造型生产线配套的自动浇注机的智能化控制水平有较大提高空间。检测技术与装备方向，我国锻造公司熔体质量离线检测和在线监测技术不系统不完整，与锻造合金工艺性有关的检测、监测技术和装备的研发与应用总体单薄。造型（芯）材料质量离线检测和在线监测的技术和装备发展缓慢，在线监测参数和监测目的不全方面。国内锻造公司实验室较少拥有完备的铸件质量无损检测设备。国内锻造公司熔体浇注和凝固过程在线监测技术与装备尚未被关注，“智能化锻造车间”构想的实施基础有待加强。铸件缺点在线无损监测需要探索新办法。7.

环保与安全据推算，现在我国锻造行业年排放粉尘200多万吨、废渣约1400万吨、废砂约4000万吨、废气约700亿立方米，单位铸件产量综合能耗是发达国家的1.5～2倍，大量锻造小公司在危害环境的同时，还对公司员工身体健康造成损害。国内现在在有助于减少锻造行业污染的绿色锻造厂房、环保原辅材料、固体废弃物循环运用、节能环保装备等领域的发展和应用水平落后，锻造合金熔炼烟气治理能力有待加强。铸件后解决工序是对公司员工安全危害最大的区域，是满足《锻造公司清洁生产综合评价方法》（JB/T11995—）规定的一级公司原则规定的难点。（三）发展趋势近三十年来，世界范畴内锻造技术获得巨大进步，锻造技术发展呈现出下列特点和趋势。（1）优质：铸件品质得到不停提高，复杂化、高性能、全周期寿命等成为发展趋势。高温合金定向凝固、轻合金和高温合金精密锻造、金属基复合材料锻造及大型钢锭熔铸等成形技术得到发展和应用，铸件性能明显改善。（2）高效：公司的规模化、专业化程度及人均产量不停增加。锻造公司的设备系统自动化水平日益提高，从单机自动化发展到单元自动化，直到全系统自动化以及机器人的应用，明显提高了铸件生产效率和铸件质量的稳定性和可靠性。（3）智能：计算机辅助设计、计算机辅助制造、集成计算材料工程、快速原型制造技术、网络技术、物联网技术、传感器数据采集—专家系统分析/决策—工艺参数调控技术等数字化、网络化和智能化制造技术在锻造公司各工序获得普遍应用，使锻造新产品开发周期明显缩短，锻造工艺设计和实施更趋科学合理。（4）绿色：锻造是机械制造行业中高能耗、高污染的行业，发达国家十分重视开发新的节能、清洁、低排放、低污染的锻造材料并投入生产使用，在生产全过程中以循环经济的减量化、再运用、再循环、再回收为行业准则，重视在公司的全体员工中树立“环境—健康—安全”的意识，强调“以人为本”，同时加大对公司中环保和节能减排的设备投入。（四）存在问题从对我国锻造技术的发呈现状和国内外差距的剖析中能够看出，我国锻造技术发展现在重要存在下列四方面共性问题：（1）锻造技术创新能力单薄。我国锻造产业大而不强的根本因素是创新能力局限性，研发基础单薄，原创技术少，仿制和跟踪仍然是锻造技术的重要来源，锻造共性技术和锻造工程应用基础技术支撑缺少，锻造新产品研发周期长，大批量中小锻造公司低档次无序竞争严重，某些乡镇锻造公司处在半工半农状态，发展后劲严重局限性。（2）先进锻造工艺应用基础需突破。高端装备所需精密铸件锻造技术不稳定不可靠的因素是工程耦合影响因素复杂，难以精确控制，更深层次的因素是合金材料锻造成形的工艺应用基础技术但是关，锻造材料特性和锻造工艺性研究不系统不完善，未完全掌握铸件成形规律性。锻造材料及铸件成形的理论基础研究与工程应用基础研究并重和协作是铸件生产稳定可靠的前提条件。（3）与上下游行业发展不协调。锻造产品设计和制造与高端主机发展不协调，某些高端铸件需进口，全流程和全生命周期设计还处在探索阶段。锻造装备发展与先进锻造工艺需求不协调，某些高端铸件产品需要的高性能锻造装备也需从国外进口，部分先进设备仍受西方发达国家技术封锁，实施智能化锻造工厂计划的基础不系统不完善。锻造废弃物解决与环保产业发展不协调，诸多小公司废砂废渣废耐火材料直接排放，对我国自然环境造成损害。（4）节能减排任务艰巨。锻造公司技术和装备水平及管理水平参差不齐。工业和信息化部在、和先后公布了三批共1729家通过锻造行业准入条件审核的锻造公司，约占全国锻造公司总数的6.6％。为数众多的小型锻造公司管理水平和生产工艺落后，节能环保装备及安全设施投入局限性，全行业高能耗高污染态势仍未发生根本变化。（五）机遇与挑战中国经济目迈进入新常态，正在实施供应侧改革等多项利国利民政策，处在世界经济大潮中的我国锻造产业也面临构造调节，锻造技术系统全方面的升级换代正在孕育和发生，将来是我国锻造技术发展战略机遇期，重要体现在：（1）政策环境良好。《中国制造2025》、《工业强基工程》、《锻造行业准入条件》（工业和信息化部），《锻造公司清洁生产综合评价方法》（JB/T11995—）等有关战略规划、法规和原则的公布和实施为锻造产业和锻造技术发展营造了非常有利的政策环境。（2）将来高端市场需求旺盛。我国战略性新兴产业正在蓬勃发展，工业化信息化不停融合，装备制造业由大变强，产业国际化快速推动，生态文明建设纳入基本国策，形成了强劲的锻造技术发展的市场推动力。（3）先进锻造技术发展需求迫切。先进主机装备向高性能、高效率、集成化、高可靠、长寿命、轻量化、多样化方向发展，推动我国锻造技术和装备继续向优质、高效、智能等方向发展。我国面临的环境污染压力推动我国锻造技术和装备向绿色环保可循环可持续方向发展。将来我国锻造技术发展存在机遇的同时，也面临着严峻挑战：（1）先进主机装备发展和苛刻工况条件对高端铸件综合性能和锻造工艺水平规定不停提高。（2）能源消耗、大气污染保护、固体废弃物排放等法律法规的不停推出和实施使锻造行业准入条件越来越严格。（3）在向高端铸件锻造市场迈进的同时，面临国际高水平同行的资金、技术、人才竞争将日趋激烈。（4）锻造技术发展同时还面临其它先进成形技术和先进材料技术的激烈竞争，如金属增材制造技术、先进连接和锻造成形技术及先进复合材料技术等。（5）锻造行业对系统完备的铸件成形理论和工程应用基础、新型/环保的锻造材料、高性能/绿色的锻造工艺和装备的依靠和应用日趋迫切。二、核心技术路线图（一）铸钢铸钢领域包含4项核心技术：①海洋工程用锻造双相不锈钢材料开发；②大型钢锭的纯净、致密、均质锻造技术；③超超临界、二次再热超超临界汽轮机高合金耐热钢铸件制造技术；④大型曲面等异形件电渣熔铸成形技术。编撰组组长：陈瑞成员：田雨吴铁明李殿中张亚才（二）铸铁铸铁领域包含4项核心技术：①高性能铸铁件生产技术；②高质量纯净铁液熔炼和解决技术；③超大断面球墨铸铁件制造技术；④高精度及精度保持性的机床床身铸件批量生产。编撰组组长：李克锐成员：卫东海吴现龙曾艺成张忠仇（三）锻造有色合金锻造有色合金领域包含5项核心技术：①锻造铝合金技术；②锻造镁合金技术；③锻造钛合金技术；④锻造铜合金技术；⑤锻造高温合金技术。锻造有色合金技术路线图见图3。编撰组组长：苏彦庆成员：王同敏曲迎东李嘉荣吴国华陈瑞润（四）锻造金属基复合材料锻造金属基复合材料领域包含4项核心技术：①锻造铝基复合材料；②锻造镁基复合材料；③锻造钛基复合材料；④锻造铜基复合材料。编撰组组长：董寅生成员：刘相法李文珍李邦盛陈强蒋业华潘冶郭超（五）锻造耐磨材料锻造耐磨材料领域包含5项核心技术：①钢铁耐磨材料开发技术；②熔炼与炉前解决技术；③钢铁耐磨件砂型锻造成形技术；④适于钢铁耐磨件的特殊锻造成形技术；⑤锻造钢铁耐磨件的热解决技术。编撰组组长：李卫成员：邓世萍宋量李文政陈晓张立波张会友涂小慧温平（六）快速成形快速成形领域包含5项核心技术：①合用于快速成形技术的制模及造型材料体系开发；②基于激光烧结工艺的快速成形技术；③基于三维印刷技术的快速成形技术；④快速砂型与消失模的高效数控铣削成形技术；⑤高可靠性快速成形工程化生产装备的开发和研制。编撰组组长：周建新成员：计效园闫春泽沈旭李文宋波段伟郭钊殷亚军魏青松（七）熔模锻造熔模锻造领域包含5项核心技术：①定向、单晶空心叶片制造技术；②大型、薄壁、复杂熔模铸件近净成形技术；③钛合金新型熔炼办法及面层材料与型壳技术；④熔模铸件复杂内腔成形用的陶瓷型芯制备技术；⑤熔模锻造工艺的机械化、自动化、信息化、智能化改造。编撰组成员：吕志刚（八）高压锻造高压锻造领域包含4项核心技术：①高性能压铸合金开发；②高真空压铸技术；③可溶型芯压铸技术；④智能压铸技术。编撰组组长：熊守美成员：姜永正卢宏远泉城弘毅方建儒董显明徐义武张璟（九）反重力锻造反重力锻造领域包含4项核心技术：①高质量薄壁复杂铝、镁合金铸件反重力锻造技术；②高效率反重力锻造技术；③复合反重力锻造技术；④高温及易氧化合金材料的反重力锻造装备和技术。编撰组组长：冯志军成员：李宇飞王伟石飞吴江阮明（十）挤压锻造挤压锻造领域包含4项核心技术：①新型挤压锻造技术；②挤压锻造熔体质量控制技术；③大型复杂挤压锻造零件缺点预测与控制技术；④大型复杂挤压锻造模具设计与制造技术。编撰组组长：张卫文成员：齐丕骧朱德智罗继相赵海东（十一）消失模锻造消失模锻造领域包含5项核心技术：①新型泡沫模样材料的开发；②工艺设计理论研究及过程模拟软件开发；③复杂铸件泡沫模样的振动紧实技术与装备；④铝（镁）合金消失模锻造技术；⑤泡沫模样高速数控加工装备及刀具。编撰组组长：樊自田成员：蒋文明郭鹏叶升平（十二）半固态锻造半固态锻造领域包含5项核心技术：①半固态锻造合金材料开发技术；②新型制浆及流变成形一体化锻造技术；③新型多功效、一体化半固态锻造装备开发；④半固态锻造数值模拟技术；⑤半固态锻造缺点控制技术。编撰组组长：冯志军成员：阮明李宇飞王伟石飞吴江苏鑫李泽华（十三）数字化、网络化、智能化锻造数字化、网络化、智能化锻造领域包含6项核心技术：