提高機床鑄件產(chǎn)品質(zhì)量的研究

摘要：機床鑄件質(zhì)量對機械產(chǎn)品的性能有很大影響。鑄造流程一般情況下分為三個方面：造型制芯、熔煉澆注以及后處理，而每個方面又分為許多個環(huán)節(jié)，環(huán)環(huán)相扣，各個流程的每個部分存在著多種因素，任何一個因素的波動都會對鑄件的質(zhì)量產(chǎn)生影響。本文對宏觀產(chǎn)品質(zhì)量控制方法、造型和制芯部分的關(guān)鍵技術(shù)、熔煉和澆注部分的關(guān)鍵技術(shù)與后處理部分的關(guān)鍵技術(shù)進行了詳細的闡述。

關(guān)鍵詞：控制;機床鑄件;產(chǎn)品質(zhì)量;方法;關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號：TG24 文獻標識碼：A 文章編號：1671-864X（2015）02-0060-01

一、宏觀產(chǎn)品質(zhì)量控制方法

建立質(zhì)量保證體系，企業(yè)必須全面開展質(zhì)量管理工作，加強基礎(chǔ)工作，搞好質(zhì)量控制。在生產(chǎn)流程的各個階段，將個人的責(zé)任按照規(guī)定有機的聯(lián)系在一起，形成保證質(zhì)量的體系，實現(xiàn)各項工作的標準化、程序化和高效化。

工序控制是最主要的影響鑄件質(zhì)量控制的因素，工序控制首先要按工序流程確定好控制點，將一些生產(chǎn)過程中數(shù)據(jù)作為質(zhì)量控制過程關(guān)鍵參數(shù)。原則上選取容易發(fā)生質(zhì)量缺陷和對鑄件質(zhì)量影響較大的因素確定為控制點，根據(jù)控制點指定控制內(nèi)容、依據(jù)標準、控制方法和手段等。在各個控制點建立報告單、記錄表等，進行自檢、互檢和專檢，并做好預(yù)防為主，提前做好確保機床鑄件質(zhì)量的準備工作。

同時，要對實施鑄造工藝的工人進行工藝交底，讓工人從思想上認識工藝、掌握工藝，并補充、完善和改進工藝。在此過程中，車間技術(shù)人員也將工藝實施細則進行交底，使工人明確控制的重點，從而自覺自愿地執(zhí)行工藝，調(diào)動了工人的主動性和創(chuàng)造性。管理者要在造型中檢驗把關(guān)，做好質(zhì)量管理控制關(guān)。

由公司用戶服務(wù)處牽頭，在外建立客戶質(zhì)量信息網(wǎng)，及時把質(zhì)量信息傳遞給有關(guān)負責(zé)部門。在生產(chǎn)內(nèi)部，明確規(guī)定下道工序就是上道工序的用戶，不能把責(zé)任下推。不同工藝部門要建立好互訪和反饋的協(xié)調(diào)關(guān)系，不斷分析問題，解決問題，提高質(zhì)量。

二、造型和制芯部分的關(guān)鍵技術(shù)

造型和制芯過程中的每個細節(jié)都會影響機床成品鑄件的穩(wěn)定性和一致性，在這其中，最主要的關(guān)鍵問題是造型的選擇、型砂的質(zhì)量、制殼工序的控制。

在機床行業(yè)鑄件中，常用的造型包括：整體模兩箱造型、分開模兩箱造型、挖割造型、假箱造型、挖板造型、地坑造型和三箱造型。造型方法多種多樣，各有利弊時一個零件可有多種造型方法供選擇，在選擇時，應(yīng)首先考慮滿足零件的質(zhì)量要求，然后考慮工藝簡單、生產(chǎn)效率高、成本低而生產(chǎn)條件允許的造型方法。

對于鑄件的缺陷來說，造成氣孔缺陷的主要因素包括型砂的透氣性、濕抗壓強度和水分、坭芯和鑄型的排氣是否通暢等。砂眼缺陷產(chǎn)生的主要原因包括：鑄型或型芯及涂料強度不夠，混砂不均勻;型砂太濕或含氣體物質(zhì)過多。因此，在選擇材料的化學(xué)成分的同時，一定要考慮到這些環(huán)節(jié)上的控制。

對于鑄件表面和近表面的缺陷來說，制殼工藝的操作不當(dāng)、控制不嚴是產(chǎn)生這些缺陷的主要原因。因此，必須加強對制殼工序面層和干燥過程的控制，盡量減少面層裂紋的產(chǎn)生。面層干燥濕度穩(wěn)定在80%～90%范圍內(nèi)，保持生產(chǎn)環(huán)境的溫度、濕度均勻。控制好涂料漿的粘度、pH值等指標進行分析，確保涂料漿成分和性能的穩(wěn)定。減少蠟在型殼內(nèi)殘留的數(shù)量，多次反復(fù)脫蠟。

三、熔煉和澆注部分的關(guān)鍵技術(shù)

目前機床鑄件大部分為灰鑄鐵，高碳當(dāng)量、高強度是灰鑄鐵的發(fā)展方向，提高灰鑄鐵的冶金質(zhì)量，需要在熔煉和澆注環(huán)節(jié)抓住關(guān)鍵節(jié)點，提高質(zhì)量。在熔煉環(huán)節(jié)，要注意把握碳當(dāng)量的控制。高碳當(dāng)量是灰鑄鐵在高強度下獲得低鑄造應(yīng)力、良好的加工性和柱造性的必經(jīng)途徑，目前，國內(nèi)的機床鑄件碳當(dāng)量比國外機床鑄件的碳當(dāng)量對比要低，可適量提高。同時，較高的硅碳比能有效防止在薄壁出產(chǎn)生白口，有利于提高鑄件組織的均勻性、強度、硬度，并減少殘留應(yīng)力，然而，當(dāng)碳當(dāng)量較高時，鑄鐵組織中出現(xiàn)鐵素體的機會明顯增大，這對提高鑄件的綜合性能極為不利，因此，硅碳比最好控制在0.6左右。鐵液中加入合金元素能夠增加并細化珠光體，強化鐵素體，細化石墨，細化共晶團，改善界面敏感性。在高碳當(dāng)量下需要加入某些穩(wěn)定珠光體的合金元素以增強其強度和硬度，減少界面敏感性。低合金化也是機床鑄件熔煉不可缺少的措施。在熔煉過程中，還有適當(dāng)調(diào)整配料的配比，生鐵加入量一般低于10%，廢鋼配比適時提高，并控制鐵液溫度為1500～1550℃。

在澆注部分，鐵水中的化學(xué)成分對質(zhì)量有很大影響。如碳是形成滲碳體的元素，含碳量增加則滲碳體數(shù)量增加，因而硬度增加。適當(dāng)提高原鐵液碳當(dāng)量，一方面增加了凝固時的石墨化膨脹，另一方面降低了爐前孕育量，避免造成過孕育而引起的共晶團數(shù)急劇增加，因此能夠降低縮松滲漏傾向;但碳當(dāng)量過高容易造成孕育量不足，石墨粗大，降低鑄件力學(xué)性能。在澆注過程中，澆注系統(tǒng)中的泥砂、溶蝕的流鋼磚或脫氧產(chǎn)物，從模內(nèi)鋼液中浮出來，被正在凝固的錠殼捕獲，而形成夾砂。由于精煉變質(zhì)處理后除渣不干凈，或是精煉變質(zhì)后靜置時間不夠，澆注系統(tǒng)不合理，精煉后合金液攪動或被污染等造成的，當(dāng)保護渣熔化不良時，也會被上升的鋼液卷入表層而形成夾渣。為防止夾砂的形成，必須時常清掃澆注系統(tǒng)并改善保護渣配方。此外，如果澆道設(shè)置不準確，澆注時發(fā)生沸騰，而使型砂進入金屬液，造成鑄型緊實不均勻，合箱時鑄型或型芯被破損等。因此，澆注環(huán)節(jié)主要要注意模具的澆道要設(shè)置準確，排氣道和溢流要做得好，設(shè)置準確的金屬液體的化學(xué)成分，包括碳、硅、磷、鈦、稀土殘余和鎂殘余等，合金澆注溫度要適當(dāng)提升，控制好澆注溫度，并控制好沙箱濕度。

四、后處理部分的關(guān)鍵技術(shù)

后處理工藝從冷卻、開箱、落沙、澆口分離、拋丸、毛整、除銹，然后裝箱。后處理工藝主要對鑄件的定型和完成的一些細節(jié)進行有效的處理，從而控制鑄件的尺寸、應(yīng)力、表面粗糙度和形狀等。如果后處理工藝進行的不夠完全和仔細，則很容易造成整個工藝流程的前功盡棄，降低鑄件產(chǎn)品的合格率。這是作為質(zhì)量管理最不愿意看到的。然而，后處理工藝往往是整個質(zhì)量控制環(huán)節(jié)最容易忽視的環(huán)節(jié)，需要在落砂、毛整和除銹設(shè)置關(guān)鍵結(jié)點，進行質(zhì)量把控。此外，在產(chǎn)品檢測方面，務(wù)必要完善金相組織的檢驗，并設(shè)立對彈性模量、鑄造應(yīng)力、鑄件變形的檢驗。

機床鑄件的質(zhì)量與整個機械制造業(yè)關(guān)系極為密切，在一定程度上代表了一個國家的鑄造水平。提高機床鑄件質(zhì)量是一整套的技術(shù)控制過程，必須把技術(shù)環(huán)節(jié)和質(zhì)量管理有機地結(jié)合在一起，合理有效地加以控制。