淺談平/槽輪鑄件的試制

沈 陽

（南通威和船用配件有限公司，江蘇 南通 226001）

艙蓋用輪子一直是我公司的主打產品，輪子還可以帶來其他相關產品的訂單。根據圖紙要求，輪子是鑄件（或鍛件）產品，公司無法獨自解決輪子的全部制造過程，必須借助供應商的力量解決鑄造工藝問題。長期以來，公司一直通過大連一家生產廠進行供貨。但是，由于輪子分布在各個訂單中，每個訂單的交貨期又不一樣，而我們的采購原則是按訂單進行采購，形不成批量采購，因此，輪子生產廠家的意見很大，交貨難問題由此產生；而且，由于大連較遠，輪子在交貨過程中耽擱的時間較多、費用較大，質量部對輪子的質量控制也不方便，經常出現批量質量問題，造成了一些不良后果。為此，我們一直為輪子的交貨和質量問題發愁。隨著訂單數量的不斷增加，這一矛盾越來越突出。2007年底，開始關注這一矛盾，并下決心對此進行改進。

根據公司計劃，2008年初，本人負責組織質量部、技術部等部門，先后考察了海門、南通、如東等單位，與他們進行洽談、試制等工作，但是由于他們的機加工能力不強，只能提供鑄件毛坯，后期的熱處理、機加工等均由我公司進行外協加工完成，中間出現了許多質量異議，如因熱處理出現的裂紋、表面硬度等，輪子質量一直處于不穩定階段。為此，我們致力于尋求新的解決方案和尋找新的合作供方，并與南通市鑄造協會的專家、南通市有經驗的鑄造工程技術人員進行了廣泛的調研和探討，并取得了一定的成果。

2009年10月，我們開始與常州某企業接觸，并對其進行了嚴格的、全過程的考察、考評工作；對方也表現出了極大的興趣，并請來了當地的鑄造專家、熱處理工程技術人員、機加工能手、常州市鑄造協會國家級專家與我們一起召開了產品評審會議，評審會上，對以往產品開發過程中出現的問題、應該注意的可能問題以及我們的意見和建議等一一做了介紹，經過多方激烈的討論，最后認為：常州廠雖然沒有生產過類似高牌號Q 700-2的厚壁型產品，在國內也很少遇到類似的工藝技術要求，但根據現有的生產能力、新品開發能力，能夠并且有信心做好這一產品；同時，我們經過考評，也認為該廠有能力完成這一產品的開發，并決定由該廠與我們一起進行輪子的開發和研制工作。

在開發和研制過程中，遇到了許多問題，如：表面砂眼、縮孔和縮松現象、沖擊值達不到要求、表面硬度不穩定等，為此，通過調整材料的化學成分、熱處理工藝、機加工工藝、鑄造工藝、球化劑等方法，逐步達到技術規范要求。

1 平/槽輪鑄件基本信息

1）材料：Q T 700-2；

2）珠光體含量≥90%；

3）硬度 240H B-305 H B；

4）沖擊韌性≥4 J.

2 鑄件在試制中出現的問題

1）由于平/槽輪鑄件壁厚比較厚，在鑄造上屬于厚大類型的鑄件，在試制的過程中，鑄件容易產生縮孔和縮松缺陷，嚴重的在表面都能出現縮凹的現象，同時由于鑄件冷卻速度慢，鐵水在型腔內的凝固時間長，容易在鑄件中產生球化衰退的現象。

2）由于平/槽輪鑄件需要做常溫沖擊性能，而且沖擊韌性必須≥4 J，這在高牌號球鐵Q T 700-2的標準上是沒有的，國內也很少見到這方面的資料和報道，難度相當大。

3 改進措施

3.1 首先保證材質的質量

首先進行了材質試驗，保證機械性能，主要是沖擊韌性達到圖紙規定的要求。

1）化學成分見表1.

2）工藝說明:

爐料組成：低鈦生鐵220kg；回爐料350kg；廢鋼40kg.

球化劑種類：稀土球化劑，加入量：1.5%.

隨流孕育：0.5%.

出爐溫度：1540℃.

3）熱處理工藝如圖1所示。

圖1 熱處理

表1 化學成分（質量分數，%）

表2 性能結果

4）試驗結果

無論是單鑄試塊的沖擊韌性，還是附鑄試塊的沖擊韌性都只有3 J左右，與要求還相差較遠，為此我們又進行了第2次和第3次的試制，對化學成分和熱處理工藝進行了調整，為了保證球化質量，我們選用了大斷面球鐵用的重稀土球化劑，從而保證了平/槽輪厚斷面的球化率，最終我們穩定的生產出了滿足沖擊韌性要求的產品。性能結果見表2.

3.2 改進鑄造工藝

針對鑄件的縮孔和縮松缺陷，在2010年6月我們進行了多個方案的試制，主要有以下3個：

1）第1方案

a）加高冒口尺寸45mm，并將冒口頂面斜角由120°變為100°.

b）冒口頂邊緣作出徑向9mm寬的平面。

c）連接試塊與零件的連接塊截面厚度增加到30mm，長度增加到100mm.

d）平輪兩冒口頸尺寸都增高10mm.

圖2 平/槽輪斷面圖

2）第 2方案

a）加高冒口尺寸45mm，并將冒口頂面斜角由120°變為100°.

b）連接試塊與零件的連接塊截面厚度5mm，另加3-4條10mm×17mm筋條。

c）平輪兩冒口頸尺寸都增高10mm.

3）第 3方案

在第2方案的基礎上，在平輪的澆口、冒口鑄件的部位放置冷鐵，每個平輪需放置2塊冷鐵。根據零件大小確定放置不同規格的冷鐵，冷鐵根據厚度分以下規格：40mm、50mm兩種。

4）試驗結果

第1方案和第2方案能夠完全解決槽輪內部的縮孔和縮松缺陷，但不能完全解決平輪的縮孔和縮松缺陷，平輪的縮孔和縮松缺陷在生產中還時有出現。

第3方案生產的平/槽輪鑄件已經消除了縮孔和縮松缺陷，進行解剖后，斷面組織致密，如圖2所示。

4 結論

通過采取一系列的工藝措施，徹底解決了平/槽輪的鑄造缺陷，解決了沖擊韌性低的問題，經過一年多的生產，平/槽輪的質量得到了穩定的控制。

與常州某企業平/槽輪產品的合作試制成功，不但解決了平/槽輪產品的交貨及其質量不穩定問題，并獲得了在這一領域競價采購的優質服務，降低了采購成本，為企業取得了更好的經濟效益。按采購成本價降低1元/kg計算，平均每個輪子降本約80元，年生產輪子約15000只，可節省成本約120萬元，如果考慮以往遲交貨帶來的經濟損失，每年可節約成本約170萬人民幣。

通過與某企業的成功合作，運用現代供應鏈管理理論來指導我們，特別是生產服務型企業采購實踐的重要性和必要性。供應商是企業供應鏈上十分重要的一環，具有一定的資源和優勢，只有加強與供應商之間的合作，實現優勢互補，共享合作成果，企業才能生產出更多、更好的產品，實現客戶利益最大化，為企業和社會做出更大的貢獻。

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［2］孟慧洲，邊亞偉，鄭蕾.23萬t運砂船用掛舵臂鑄造［J］.萊鋼科技，2009（02）：35-37.

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