呋喃樹(shù)脂砂在鑄造生產(chǎn)中的應(yīng)用及質(zhì)量控制

尹承國(guó)，張 明

山東安信機(jī)械制造有限公司，山東泰安 271619

呋喃樹(shù)脂砂在鑄造生產(chǎn)中的應(yīng)用及質(zhì)量控制

尹承國(guó)，張 明

山東安信機(jī)械制造有限公司，山東泰安 271619

呋喃樹(shù)脂砂是近20年來(lái)發(fā)展最快的鑄造工藝之一，用呋喃樹(shù)脂砂生產(chǎn)的鑄件，尺寸精確、表面光潔、棱角清晰、廢品率低，并能節(jié)約造型工時(shí)、提高生產(chǎn)效率、改善勞動(dòng)條件和成產(chǎn)環(huán)境。2007年，山東安信機(jī)械制造有限公司對(duì)鑄造車間進(jìn)行技術(shù)改造，建立了一條樹(shù)脂砂生產(chǎn)線，再該條生產(chǎn)線正式投產(chǎn)前，通過(guò)對(duì)員工進(jìn)行系統(tǒng)的技術(shù)培訓(xùn)，制定相關(guān)的規(guī)章制度和操作規(guī)范，順利實(shí)現(xiàn)了由水玻璃砂生產(chǎn)工藝向樹(shù)脂砂生產(chǎn)工藝的轉(zhuǎn)變。本文對(duì)鑄造生產(chǎn)各工序的過(guò)程控制作一簡(jiǎn)單闡述。

呋喃樹(shù)脂砂；鑄造；生產(chǎn)；質(zhì)量控制

1 鑄造工藝的控制

呋喃樹(shù)脂砂的特點(diǎn)是瞬間發(fā)氣量大，高溫潰散性好，易產(chǎn)加成氣孔、夾渣和沖砂缺陷，在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)堅(jiān)持快速、平穩(wěn)、分散的澆注原則，澆注系統(tǒng)的截面積要比粘土砂工藝稍大一些，內(nèi)澆道要分散放置。

樹(shù)脂砂強(qiáng)度高、剛性好，鑄件不容易產(chǎn)生縮孔缺陷，故應(yīng)采用相對(duì)較高的澆注溫度，以避免出現(xiàn)氣孔和夾渣缺陷，厚大鑄鐵件的澆注溫度也不應(yīng)低于1 320℃。

2 砂型質(zhì)量的控制

2.1 原材料的選擇及要求

2.1.1 原砂

樹(shù)脂砂工藝對(duì)原砂的要求很高，原砂的粒度應(yīng)根據(jù)主要產(chǎn)品的壁厚來(lái)確定，由于我公司主要以生產(chǎn)薄壁鑄件為主，且未配備原砂烘干設(shè)備，故選用了粒度為50/100目的烘干擦洗砂。

2.1.2 樹(shù)脂、固化劑

國(guó)內(nèi)成產(chǎn)樹(shù)脂、固化劑的廠家很多，但具有自主研發(fā)能力、具備完善的檢測(cè)設(shè)備和嚴(yán)密可靠的質(zhì)量保證體系的廠家屈指可數(shù)。經(jīng)檢驗(yàn)、對(duì)比，我們選用了濟(jì)南圣泉集團(tuán)股份有限公司生產(chǎn)的環(huán)保型呋喃樹(shù)脂和磺酸固化劑，樹(shù)脂加入量一般為原砂重量的1.0%～1.2%。

3 型砂工藝參數(shù)的控制

3.1 可使用時(shí)間

在生產(chǎn)過(guò)程中，我們將型砂表面開(kāi)始固化的時(shí)間作為型砂的可使用時(shí)間，一般情況下，型砂的可使用時(shí)間應(yīng)控制在6～10min，對(duì)于大型鑄型或砂芯，可使用時(shí)間可延長(zhǎng)15min，通過(guò)調(diào)整固化劑的加入量來(lái)控制型砂的可使用時(shí)間。

3.2 型砂強(qiáng)度

初強(qiáng)度：是指型砂在1h的抗拉強(qiáng)度，型砂的初強(qiáng)度應(yīng)控制在0.1～0.4MPa。

終強(qiáng)度：是指型砂在24h的抗拉強(qiáng)度，型砂的終強(qiáng)度應(yīng)控制在0.6～0.9MPa，決不要追求過(guò)高的終強(qiáng)度，否則會(huì)增加樹(shù)脂的加入量、生產(chǎn)成本、氣孔缺陷傾向，同時(shí)也會(huì)給舊砂再生處理增加麻煩。

3.3 再生砂的質(zhì)量控制

3.3.1 灼燒減量的控制

灼燒減量過(guò)高會(huì)增加型砂的發(fā)氣量，一般應(yīng)將再生砂的灼燒減量控制在3%以下。

3.3.2 微粉含量的控制

微粉含量越高，型砂的透氣性越差，強(qiáng)度越低。要控制微粉含量，必須保證除塵器處于良好的工作狀態(tài)，并每天定期反吹布袋，清理灰塵。再生砂的微粉含量每?jī)芍軝z測(cè)一次，微風(fēng)含量應(yīng)≤0.8%。

3.3.3 砂溫的控制

理想的砂溫應(yīng)控制在15～30℃，如砂溫超過(guò)35℃，將使型砂的固化速度急劇加快，影響操作，導(dǎo)致型砂強(qiáng)度偏低，無(wú)法滿足生產(chǎn)要求。

4 造型過(guò)程中的質(zhì)量控制

4.1 混砂過(guò)程的質(zhì)量控制

開(kāi)機(jī)前應(yīng)檢查壓縮空氣壓力是否滿足使用要求，液料罐中的液料是否足夠，并規(guī)范要求對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查、潤(rùn)滑和液料回流。按規(guī)范要求振打、反吹除塵布袋，及時(shí)清運(yùn)除塵器中聚集的粉塵。當(dāng)混砂過(guò)程出現(xiàn)異常時(shí)，應(yīng)及時(shí)通知維修人員檢修。

4.2 填砂過(guò)程的質(zhì)量控制

潮濕的砂箱在使用前應(yīng)進(jìn)行烘干。造型前，應(yīng)將模底板墊平、墊實(shí)，避免造型填砂時(shí)底板變形。當(dāng)砂箱表面溫度≥40℃時(shí)，嚴(yán)禁造型填砂，否則與砂箱相接觸的型砂會(huì)因固化速度過(guò)快，導(dǎo)致型砂強(qiáng)度急劇下降。樹(shù)脂砂雖然有良好的流動(dòng)性，填砂時(shí)，仍應(yīng)用手或木棒對(duì)砂型進(jìn)行緊實(shí)，以提高鑄型的緊實(shí)度。

4.3 涂料涂刷過(guò)程的質(zhì)量控制

由于樹(shù)脂砂的高溫潰散性好，對(duì)涂料的刷涂質(zhì)量要求很高，如果涂料層不致密或涂料附著力不強(qiáng)，將極易造成沖砂或粘砂缺陷。因此，刷涂料時(shí)涂料層應(yīng)致密，尤其要保證澆注系統(tǒng)和鑄型側(cè)面的刷涂質(zhì)量。

5 熔注過(guò)程的質(zhì)量控制

為了保證鐵液的熔煉質(zhì)量，采用電弧爐和工頻電爐雙聯(lián)熔煉工藝，用化學(xué)分析現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定鐵液的化學(xué)成分，確保鐵液成分符合工藝要求。為了提高灰鑄鐵的強(qiáng)度、降低鐵液的收縮傾向，在配料時(shí)應(yīng)加大廢鋼的使用量并在電爐內(nèi)用增碳劑增碳。

因樹(shù)脂砂發(fā)氣量大，極易產(chǎn)生氣孔和夾渣缺陷，故對(duì)熔注操作過(guò)程應(yīng)嚴(yán)格控制，應(yīng)堅(jiān)持“高溫熔煉，適溫澆注”的原則。

6 清理過(guò)程 的質(zhì)量控制

應(yīng)按工藝要求嚴(yán)格控制開(kāi)箱時(shí)間，避免因開(kāi)箱時(shí)間過(guò)早導(dǎo)致鑄件變形，開(kāi)箱時(shí)，要精心操作，及時(shí)將定位銷套、冷鐵和芯鐵管撿出。

對(duì)于非全面加工的鑄件，在清鏟、打磨及熱處理工序完成后應(yīng)進(jìn)行二次拋丸清理，清理后的鑄件內(nèi)外表面不應(yīng)有粘砂、夾渣、氧化皮、鐵銹以及其它異物存在；拋丸清理后應(yīng)將鑄件中的鐵丸清理干凈。

7 落砂、再生過(guò)程的質(zhì)量控制

為了避免損傷鑄件和砂箱，不允許將鑄件帶入落砂機(jī)，應(yīng)盡量避免砂箱與落砂機(jī)臺(tái)面的劇烈撞擊，應(yīng)及時(shí)將落砂機(jī)上的澆冒口、冷鐵、定位銷套等雜物清理干凈。落砂時(shí)應(yīng)避免將砂溫≥150℃的砂型帶入落砂機(jī)，以免損傷輸送皮帶。

如果砂溫調(diào)節(jié)器的工作效能有所降低，就應(yīng)該用壓縮空氣對(duì)砂溫調(diào)節(jié)器進(jìn)行反吹，將散熱片上粘附的灰塵和雜物清理掉，必要時(shí)要對(duì)砂溫調(diào)節(jié)器的水路系統(tǒng)進(jìn)行除垢處理。

8 存在的問(wèn)題及對(duì)策

我公司產(chǎn)品種類繁多，這些產(chǎn)品絕大多數(shù)都已經(jīng)采用底板造型，由于每個(gè)項(xiàng)目所需要的產(chǎn)品種類和生產(chǎn)數(shù)量不盡相同，故需頻繁倒換模樣，模樣的查找、拆裝、定位十分費(fèi)時(shí)，定位精度和生產(chǎn)進(jìn)度不易保證。針對(duì)這種情況，我們建立了由計(jì)算機(jī)管理的模樣臺(tái)帳，對(duì)模樣底板進(jìn)行編號(hào)，模樣存放實(shí)行定置管理，并改進(jìn)了底板結(jié)構(gòu)及模樣的定位和劃線方法，使模樣的定位精度和生產(chǎn)效率顯著提高。

雖然我們制定了大量的管理制度和操作規(guī)范，但由于操作者的技術(shù)水平和責(zé)任心參差不齊，對(duì)樹(shù)脂砂的生產(chǎn)特性認(rèn)識(shí)不足，操作隨意性較大，違規(guī)操作現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，因操作不當(dāng)造成的廢品占到了總廢品重量的1/3。為解決該問(wèn)題，我們重新制定了質(zhì)量管理?xiàng)l例，加大處罰力度，設(shè)置了專職的造型過(guò)程檢驗(yàn)員，對(duì)造型生產(chǎn)過(guò)程和鑄件清理過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督、檢查，目前，違規(guī)操作現(xiàn)象有所減少。

為保證冬季造型生產(chǎn)的正常進(jìn)行，應(yīng)將填砂、造型時(shí)的砂箱溫度控制在10～20℃。

9 主要經(jīng)濟(jì)效益情況

自2007年11月至2009年10月，車間共生產(chǎn)鑄鐵件1000余噸，產(chǎn)品綜合廢品率由原來(lái)的4%降至現(xiàn)在的2%，為車間創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益100萬(wàn)余元，同時(shí)，鑄件表面質(zhì)量得到了很大提高，為整機(jī)的最終質(zhì)量提供了可靠保證。

10 經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)

沒(méi)有必要可以加大樹(shù)脂砂用模樣的起模斜度，只要模樣表面光滑、平整，按規(guī)矩使用脫模劑，在掌握好起模時(shí)間的前提下，就能順利起模。

在生產(chǎn)過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)廢品或鑄造缺陷，應(yīng)及時(shí)找出原因，對(duì)癥下藥，管理人員和技術(shù)人員應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)跟蹤，保證各項(xiàng)改進(jìn)措施能落實(shí)倒實(shí)處。

利用統(tǒng)計(jì)技術(shù)，及時(shí)匯總與產(chǎn)品質(zhì)量相關(guān)的質(zhì)量記錄和信息，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量狀況每周進(jìn)行公布、每半年進(jìn)行小結(jié)、每年進(jìn)行總結(jié)。通過(guò)這種方式使廣大員工與各級(jí)管理人員能及時(shí)了解生產(chǎn)過(guò)程中存在的質(zhì)量問(wèn)題，并通過(guò)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理和過(guò)程控制，逐步提高員工的質(zhì)量意識(shí)，變被動(dòng)管理為主動(dòng)管理，通過(guò)提高生產(chǎn)過(guò)程的操作質(zhì)量來(lái)保證產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量和表面質(zhì)量。

TG2

A

1674-6708（2010）22-0165-02