鑄造過程質量控制探究

魏軍 丁雪丹 于虹

摘 要：鑄件質量決定于每道工藝過程的質量。對鑄件質量進行控制實際上是全過程的質量控制。鑄造生產過程是鑄件固有質量具體形成的階段，其工藝流程長，從原材料進廠到成品鑄件出廠，先后經過數十道工序，工序間連貫性強，每道工序的變量多，不易控制。本文針對熔模鑄造過程中主要工藝過程原材料、陶瓷型芯、蠟模的制作、型殼的制作、熔煉及澆注過程、鑄件的清理，結合生產實際闡述了需控制的環節，以減少隨機誤差，提高產品合格率。

關鍵詞：鑄造過程；質量控制；熔模鑄造

中圖分類號：TG249 文獻標志碼：A

0 引言

在鑄造生產過程（簡稱鑄造過程）中，從原材料進廠到成品鑄件出廠的每一個環節，易受到主客觀因素的影響，引起質量的波動，因此，生產過程對產品實物獲得符合性質量要求起到了決定性作用。各工序的每個操作步驟應嚴格按技術文件要求執行，為確保生產出的鑄件符合規定的質量要求，往往需要用一定的方法和手段，以便及早發現問題，及時采取措施予以解決，確保生產出合格的產品，提高合格率。

1 鑄造過程質量

鑄造過程質量是指從原材料進廠到合格鑄件出廠的鑄造全過程質量，也可理解為鑄造過程滿足規定需要和潛在需要的特性的總和。

鑄造過程質量包括鑄造過程中每一個生產環節的質量，如鑄造原材料的質量，鑄造工藝裝備的質量、涂料的配制質量、造型制芯質量、熔煉與澆注的質量、清理與后處理的質量等。

2 鑄造過程質量控制的意義

鑄造過程質量控制的意義主要通過過程質量控制，使鑄造設備保持最佳的運行狀態，使所用材料能最大限度地保證工序質量和鑄件質量，使所采用的操作方法盡量最佳，使操作者最大限度地發揮潛能，充分發揮在保證鑄件質量方面的主觀能動性，有利于強化質量責任制，提高以人為本的質量管理水平；通過過程質量控制，使過程工序處于受控狀態，確保較高的鑄件合格率，減少由于廢品鑄件造成的經濟損失，降低質量成本。

3 熔模鑄造概述

3.1 熔模鑄造

熔模鑄造是一種精密鑄造方法，通常稱為“精密鑄造”，它是由易熔材料制成精確的可熔性模型，然后在模型上涂若干層耐火涂料，經過干燥硬化形成多層結構的型殼，再經過熔失模型和焙燒后，將熔化的金屬液澆入高溫鑄型中形成鑄件，金屬冷凝后脫殼、清理等一系列處理后，經質量檢驗獲得鑄件。

3.2 熔模鑄造工藝流程

熔模鑄造，其主要過程工序包括：模料、涂（漿）料和硬化劑制備、蠟模的制造、組合模組、型殼的制造、型殼干燥、硬化、型殼的脫蠟、型殼的焙燒、合金熔煉和澆注、鑄件脫殼、清理和后處理等。

4 熔模鑄造質量控制

熔模鑄造過程工序的質量對熔模鑄造鑄件的質量影響是十分重要的，要提高鑄件質量和減少鑄件缺陷，就必須嚴格控制生產過程，使之處于穩定狀態。鑄造生產過程是一個復雜的過程，任何一個環節出了問題都會引起鑄件質量的降低或缺陷的形成。

4.1 鑄造用原材料控制

鑄造用原材料的質量是保證鑄件的先決條件，原材料的采購應在合格供應商內選擇，原材料入廠時須有質量保證單并嚴格按規定進行入廠檢驗，保管時應分別存放，嚴禁外來雜質混入，避免混、錯料及不合格原材料投入生產。對使用松香粉模料壓制表面粗糙度要求比較高的零件蠟件時，應每年進行工藝檢查模料性能的技術指標；當原材料的規格或生產廠家改變時，應連續檢查3-5批模料性能的技術指標，給出試驗報告結論單，待模料工藝參數穩定，并且性能符合要求后，再進行批生產。

4.2 陶瓷型芯的制造控制

陶瓷型芯漿料在配制時受影響的因素有配制溫度、攪拌時間和配制方式，因此要嚴格加以控制。陶瓷型芯的質量在很大程度上取決于胚料的壓制質量，其壓制壓力、鎖模壓力、漿料溫度、保壓時間等是影響陶瓷型芯壓制質量的主要因素；在陶瓷型芯焙燒過程中影響質量的主要因素是升溫速度、終燒溫度及保溫時間，型芯強化時還應控制浸泡和干燥時間，所以在操作過程中操作者應嚴格按工藝文件的規定執行。

4.3 蠟模的制作控制

4.3.1 模料的配制。在配制前首先應確保使用的原材料合格，在配制模料時應加強控制和檢查：（1）模料的最高溫度及其在高溫時的停留時間。（2）配制模料時首先確保所制模料成分和配比正確，并應特別注意各組分的加入順序。對于松香基模料必須注意加料次序，以便得到成分均勻的模料。（3）在配制模料的過程中不斷攪拌，并避免卷入氣泡。

4.3.2 蠟模的壓制。制模間環境溫度一般應控制在23℃±2℃范圍內，制模過程中加強控制和檢查：（1）蠟模壓制溫度和保持的時間；（2）模料存放溫度和時間；（3）蠟模表面質量，蠟模的組合正確性和焊接質量，組合的蠟模不允許有焊縫、虛焊、變形、燙傷、夾雜物、孔洞、蠟瘤、缺肉等缺陷；（4）蠟模的存放條件及模組的存放時間是否滿足要求；蠟模檢驗后到組合前停放時間一般不允許超過72h，經檢驗后的模組到涂料前停放時間不允許超過48h，并在操作記錄本上記錄時間加以控制。（5）檢查模組表面是否脫脂、干凈。

4.4 型殼的制作控制

為使型殼具有優良的整體結構和強度，在涂料整個過程中要對原材料的黏度，表面層和加固層的黏度，環境溫、濕度進行檢驗。型殼制作時還應加強以下方面的控制：（1）硬化劑的配制，各種粉、料及黏結劑的性能是否符合要求。（2）涂料成分和配制百分比是否符合要求。（3）涂料黏度的大小決定了涂料流動性的好壞以及受其影響著的涂料層厚度和涂覆的均勻程序，直接影響型殼質量，必須嚴格控制涂料的黏度。（4）熔模組的涂料層數應符合要求、確保涂料層均勻。（5）嚴格保障型殼干燥條件并控制適當的干燥時間。（6）熔模組涂料層是否有落脫和裂紋。（7）熔模組脫蠟時間及脫蠟后型殼的表面質量；保持一定的脫蠟溫度和足夠的脫蠟時間。（8）型殼烘烤的時間和溫度是否正確。（9）型殼的存放時間和溫度是否符合要求。

4.5 鑄造的熔煉澆注質量控制

影響熔煉澆注質量的主要因素是鑄造用熔煉原材料質量即母合金錠質量，陶瓷制件質量、過濾及澆注工藝參數。澆注工藝參數主要控制合金的澆注溫度、澆注速度、型殼溫度、冷卻速度等。上述內容在工序過程中均需要操作者嚴格按工藝要求執行。

4.6 鑄件清理質量控制

鑄件清理是鑄造過程中的最后一道工序，其質量控制重點是：

（1）鑄件外表面是否平整光潔，內腔是否干凈，并且應以不影響機械加工的定位和零件的裝配以及外表美觀為原則。

（2）鑄件非加工表面和機械加工基準面上的澆冒口殘留量、飛邊毛刺等是否打磨至與鑄件表面齊平，加工表面上所有殘留量是否符合允許范圍。

結論

熔模精密鑄造是生產高精度、低粗糙度、復雜幾何形狀鑄件的有效方法，它與其他鑄造方法相比，工序多、周期長，增加了鑄件質量控制的難度。影響鑄件質量因素較多，涉及原材料、設備和工藝裝備，制芯和制型，熔煉和澆注，鑄件的清理與后處理，生產者的操作質量，各種工藝參數的控制質量等，鑄件的質量幾乎決定于每一道工藝過程的質量。鑄造過程質量與最終的鑄件質量是相互關聯的，如果過程質量失控，都將會最后影響到鑄件的最終質量。

參考文獻

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