提高機床鑄件產品質量的研究

摘要：機床鑄件質量對機械產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節，環環相扣，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量產生影響。本文對宏觀產品質量控制方法、造型和制芯部分的關鍵技術、熔煉和澆注部分的關鍵技術與后處理部分的關鍵技術進行了詳細的闡述。

關鍵詞：控制;機床鑄件;產品質量;方法;關鍵技術

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

一、宏觀產品質量控制方法

建立質量保證體系，企業必須全面開展質量管理工作，加強基礎工作，搞好質量控制。在生產流程的各個階段，將個人的責任按照規定有機的聯系在一起，形成保證質量的體系，實現各項工作的標準化、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，將一些生產過程中數據作為質量控制過程關鍵參數。原則上選取容易發生質量缺陷和對鑄件質量影響較大的因素確定為控制點，根據控制點指定控制內容、依據標準、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，并做好預防為主，提前做好確保機床鑄件質量的準備工作。

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，從而自覺自愿地執行工藝，調動了工人的主動性和創造性。管理者要在造型中檢驗把關，做好質量管理控制關。

由公司用戶服務處牽頭，在外建立客戶質量信息網，及時把質量信息傳遞給有關負責部門。在生產內部，明確規定下道工序就是上道工序的用戶，不能把責任下推。不同工藝部門要建立好互訪和反饋的協調關系，不斷分析問題，解決問題，提高質量。

二、造型和制芯部分的關鍵技術

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

在機床行業鑄件中，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，應首先考慮滿足零件的質量要求，然后考慮工藝簡單、生產效率高、成本低而生產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過多。因此，在選擇材料的化學成分的同時，一定要考慮到這些環節上的控制。

對于鑄件表面和近表面的缺陷來說，制殼工藝的操作不當、控制不嚴是產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生。面層干燥濕度穩定在80%～90%范圍內，保持生產環境的溫度、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定。減少蠟在型殼內殘留的數量，多次反復脫蠟。

三、熔煉和澆注部分的關鍵技術

目前機床鑄件大部分為灰鑄鐵，高碳當量、高強度是灰鑄鐵的發展方向，提高灰鑄鐵的冶金質量，需要在熔煉和澆注環節抓住關鍵節點，提高質量。在熔煉環節，要注意把握碳當量的控制。高碳當量是灰鑄鐵在高強度下獲得低鑄造應力、良好的加工性和柱造性的必經途徑，目前，國內的機床鑄件碳當量比國外機床鑄件的碳當量對比要低，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，并減少殘留應力，然而，當碳當量較高時，鑄鐵組織中出現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。在高碳當量下需要加入某些穩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，還有適當調整配料的配比，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，鐵水中的化學成分對質量有很大影響。如碳是形成滲碳體的元素，含碳量增加則滲碳體數量增加，因而硬度增加。適當提高原鐵液碳當量，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急劇增加，因此能夠降低縮松滲漏傾向;但碳當量過高容易造成孕育量不足，石墨粗大，降低鑄件力學性能。在澆注過程中，澆注系統中的泥砂、溶蝕的流鋼磚或脫氧產物，從模內鋼液中浮出來，被正在凝固的錠殼捕獲，而形成夾砂。由于精煉變質處理后除渣不干凈，或是精煉變質后靜置時間不夠，澆注系統不合理，精煉后合金液攪動或被污染等造成的，當保護渣熔化不良時，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并改善保護渣配方。此外，如果澆道設置不準確，澆注時發生沸騰，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，澆注環節主要要注意模具的澆道要設置準確，排氣道和溢流要做得好，設置準確的金屬液體的化學成分，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、后處理部分的關鍵技術

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進行有效的處理，從而控制鑄件的尺寸、應力、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，降低鑄件產品的合格率。這是作為質量管理最不愿意看到的。然而，后處理工藝往往是整個質量控制環節最容易忽視的環節，需要在落砂、毛整和除銹設置關鍵結點，進行質量把控。此外，在產品檢測方面，務必要完善金相組織的檢驗，并設立對彈性模量、鑄造應力、鑄件變形的檢驗。

機床鑄件的質量與整個機械制造業關系極為密切，在一定程度上代表了一個國家的鑄造水平。提高機床鑄件質量是一整套的技術控制過程，必須把技術環節和質量管理有機地結合在一起，合理有效地加以控制。