對鑄件的力學性能提供合格保障的質保技術

王化宇，王春平，趙亞芬，楊秀霞

（四平鑄造協會，吉林 四平 136001）

眾所周知，鑄件生產包括配料、熔化、冶煉、造型及澆鑄之復雜的過程。故鑄件之質量難以控制。但由于產品鑄件必須要最好品質，故對鑄件質量保障一直是全行業的追求。但由于鑄件生產過程的復雜性、工藝過程的多樣性和難以控制性，故沒有一個國家提出過用鑄件單件力學性能作為驗收標準。比如中國國家標準僅規定一爐（或一包）鐵水（鋼水或其他有色鑄水）用相同條件來鑄出一組試棒來代表其力學性能。但這由于其鑄件和試棒的工藝參數無法一致，故代表性差距很大。但只能如此，勉強驗收。

本質保技術則完成超前的預警、管理、控制、最終達到對每個鑄件而言保證了它的力學性能（機械性能或使用性能）。這顯然是一個全新的概念，它本身超越了國家標準，使鑄件的質量達到一個前所未有的新水平、新高度。

總而言之，該質保技術市場前景無限光明，由于它的實施將改變世界各國的鑄件驗收標準。因為標準是40年前理化檢驗水平尚不高時制定的，一直延續至今天。鑄造市場有多大，它的前景就有多大，可以預見該技術的實施將給國內外鑄造行業帶來革命性的變革和創新。

1 技術內容

因為現有的鑄件生產基本是“死后驗尸”。包括中國在內的國際鑄件質量標準是用三支隨鑄的試棒代表一批鑄件（一包鑄造鋼水或一爐鑄造鐵水）這本身就不盡合理，試棒難以和鑄件有完全相同的工藝條件，故代表性很差，無法保證鑄件的力學性能。通常的鑄造工廠只對其鑄件的化學成分進行檢測，但化學成分并非決定力學性能的唯一因素，更重要的決定因素是其鑄件的金相組織。前人對化學成分分析方法做了近100年的研究，成果多。比如直讀光譜可在1min之內完成許多元素的分析結果。

相反，對“快速金相”的研究、報導甚少，故無法按金相組織結果去指導鑄造工藝過程。

本質保技術的關鍵在“爐前快速金相”方面有獨到的技術，它可保證金相制樣在2min內完成，在3min報出金相組織結果。并用它去指導整個鑄造工藝過程。這就是本質保技術的核心內容，它就是所謂理化雙檢、雙控、（化學成分、金相組織）超前預警去指揮鑄造生產全過程。從而去保障鑄件的內在質量和力學性能合格。

本實用技術是一種保障鑄鐵、鑄鋼、鑄銅和鑄鋁件的內在質量的一種全新工藝技術。目前中國鑄件生產，在質量方面采用化驗鐵水成分等程序協同配料的方法，由于多方面的原因工藝因素之無法保障鑄件內在質量，從而因“成品鑄件”力學性能不合格，造成大批廢品，或將不合格品成為商品零件。

本技術是同時用“直讀光譜”或其他快速化驗設備快速給出化學成分數據，和快速金相分析法給出金相組織數據。并用大屏幕顯示在爐前操作者面前供配料、熔化、澆鑄操作程序選擇調整的操作。

本技術改變了傳統的一包鐵水一直澆到底的操作方法，而是根據“理化檢控中心”的數據和指令進行澆與不澆及澆什么鑄件，合掉鐵水的多種適當的選擇。

本技術改變了傳統鑄件生產過程對內在質量心中無數的困境。而是全過程控制每個鑄件的化學成分和金相組織從而控制了鑄件之力學性能最終保障了每個鑄件的技術質量要求。

本技術除使用常規的化學成分之 “直讀光譜”提供化學成分數據外，最關鍵的在于使用《磨圈式金剛石金相制樣機》（專利技術）使得金相檢測的速度達到 3min 內出一次結果［1.2］。

它的實踐過程如圖1、圖2所示。

圖1 質保技術實施原理方框圖

圖2 質保技術實踐過程方框圖

2 技術實施

目前的中國鑄造廠家數量世界第一，大、中、小不等，條件也不盡相同。但實現《對鑄件力學性能提供合格保障的質保技術》是共同追求的。

為方便大、中、小鑄造企業均有機會用上這套鑄件質保技術有兩種不同預案。

對像一汽二鑄和東風汽車鑄造廠的典型大鑄造企業，可采用價格昂貴化學成分分析一直讀光譜加快速金相制樣用的 “金剛石磨拋機”及日產“OLYMPUS”定量金相顯微鏡，是實施該技術最佳的選擇。（如圖 1 和圖 2 所示）［2］。

對一般中小鑄造企業，資金條件尚不足時可采用普通快速化學分析設備及快速金相制樣用“金剛石磨拋機”及國產小型金相顯微鏡人工操作完成。也是實施本技術的一可行選擇。投資不大，可同樣收到本技術鑄件力學性能保障的理想效果。

通過理化檢驗人員的專業培訓指導完成該質保技術是可能的，也是可行的。

比如四平聯合收割機總廠鑄鋼分廠、鑄鐵分廠首先實踐這項鑄件質保技術。他們在鑄鋼分廠對ZG45、ZG40Cr和 ZGMn13鑄件、鑄鐵分廠對HT200、HT250特 別 是 QT60—2、QT70—10等 在E514及東風5型聯合收割機上28種鑄件在電弧爐和中頻爐前煉鋼，在沖天爐化鐵的情況下無保溫爐雙聯狀態下鑄鐵均獲得成功。鑄鋼和鑄鐵件的力學性能平均合格率由不足75%達到98%以上。（按不同品種，抽檢1%～3%鑄件制樣檢驗結果）

3 市場前景

人們不難看到，隨著中國加速市場經濟的腳步。中國鑄件生產連續6年超越美國是世界鑄造生產第一大國。這是產量概念。但中國的目前鑄件質量與發達國家相差甚遠［3］。就在發展中國家，中國的鑄件質量也不是排在前列的。因此中國鑄業在迎來鑄造春天的前提下在于提高質量。特別是出口鑄件均要求保證化學成分，特別是力學性能的技術條件。中國鑄造業要想在鑄造市場上邁出堅實的步伐建議采用《對鑄件力學性能提供合格保障的質保技術》。

由此可見，該技術的前景是極其樂觀的它是中國鑄業和世界鑄業內在質量的一劑苦口良藥。

為什么這么說？所謂苦口就是要達到目地總是要老板出點錢的，上設備用技術。所謂良藥是它能治服了中國鑄件的低劣質量病根。最終是提高了鑄件的質量，創造了更大的經濟效益。

4 結束語

《對鑄件力學性能提供合格保障的質保技術》，對提高鑄造工藝管理和最終由于提高鑄件質量而產生更大經濟效益有很大的作用。

沒有質量的數量不是真的價值。只有保證質量的數量才是有效數量。為把中國現在的鑄造大國變成明天的鑄造強國一定要保證鑄件質量。

對于以汽車鑄件為代表的鑄件中，特別是那些重要部位的球鐵鑄件不能容忍力學性能不合格產品裝上整車因為那有車毀人亡的后果。

對于目前正在興起奧—貝球鐵而言，它的鑄件比如齒輪組合，傳動軸乃至剪床的剪刃都是以鐵代鋼，以鑄代鍛的典型代表，更不能容忍力學性能不合格的零件存在，為此在這些重要零件鑄造生產中，沒有單件性能的質保技術是絕對不可以的。

采用《對鑄件力學性能提供合格保障的質保技術》是解決目前中國鑄件質量欠缺的有效方法。

［1］王春平.金相試樣磨拋一體化設備：中國，CN200720093909.1［P］.2007-06-09.

［2］王春平.WHYⅡ型金剛石磨拋機使用說明書 ［M］.［出版地不詳］：［出版者不詳］.

［3］中國鑄協.關于鑄件質量要求部分［R］.中國鑄協十屆年會，2004.