壓鑄機性能和工藝標準對其產品合格評定的影響性

丁 鋒合肥工業大學 安徽合肥 230001

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壓鑄機性能和工藝標準對其產品合格評定的影響性

丁 鋒
合肥工業大學 安徽合肥 230001

摘 要：壓鑄機是鑄造生產領域的一類現代化通用型的高效率大型生產儀器，在鑄造企業或相關行業具有大眾化高使用率的廣普特點。其中，壓鑄工藝標準是對鑄造生產者具有直接指導作用的行業內大眾標準化意義的踐行規范。壓鑄機以其高性能、高精度、高速度的明顯技術優勢在鑄造生產加工機械裝備的市場銷售中長期得以客戶的青睞，現場出爐的壓鑄產品即壓鑄件更以其光潔度好、出產量多、冷卻快等優點深受用戶青睞。因為先有其制造機器及其生產工藝標準的優越性，而后因勢利導性地形成其制造產品的優質性，本文對應性地以壓鑄機兩要素為前因，以壓鑄件產品合格評定率高為后果，就此論述壓鑄機兩要素與壓鑄件產品合格率之間的互為影響性。

關鍵詞：壓鑄工藝；技術參數；特種鑄造；產品合格評定；精密鑄造；標準；現代化通用型；行業內大眾標準化意義

標準化是使技術成熟化的重要方法與有效手段，既涵蓋有專業的組分、又蘊藏有技術的元素。在實際運用中，起著多元化的廣袤效應。僅以高等教育領域為例，潛移默化般地起到了引導教學的規范化、指引科研的精準化、促進產能的優質化的特有功效。

著眼現代裝備制造業，隨著現代工業為主要標桿的全面化發展型時代的到來，大眾所關注的涉及高等教育行業、工科類型的專項裝備標準及其系統性、簡化性、協調性、擇優性、統一性的大眾標準化教育活動，不再只局限于僅關注可以直接體現教育教學質量的粉筆、黑板、課桌椅、多媒體視聽設備的理論教學裝備的質量，實際還在拓展到可以間接影響到工科專業實踐教育和工業科研質量的精細加工業、精密制造業等領域，例如工業生產領域的壓鑄機及其生產產品即壓鑄件，就屬于典型的精密制造業和精密鑄造產品，其間采用的壓鑄工藝(特種鑄造工藝的一種，關于特種鑄造的基本定義、方法種類、基本特點、凸顯優點，表1做出了概括)就屬于一種典型的精密鑄造工藝。這些經過壓鑄機生產及其工藝處理所獲得的產品，運用在實際中，確實在不同程度地影響著高校 的教學和科研質量，如果想要提高這種質量，就必須得有壓鑄工藝標準和標準化生產流程的縝密融入。

觀瞻于更高質量和更深層次以及更佳水準的壓鑄件產品質量，人們就必須得深度關注和著實、著力于這特定范圍內的勞動生產活動。從某種意義上講，這就是一種具有行業內大眾化標準化意義的專業型通用標準，在經歷了反反復復、周而復始的集約化、密集型、大規模、柔性化生產的標準貫徹、標準執行活動之后，自然而然地就形成了現代化通用型的大眾標準化生產活動。此外，在人們的日常生活中，有不少的日用品也是與精密鑄造工藝密不可分的。

例如：門拉手、衣服金屬紐扣、徽章、手表殼、鑰匙鏈、皮帶扣等大眾日用裝飾品；手電筒外殼(金屬質)、電熨斗；鎂合金筆記本電腦外殼、數碼攝像機外殼、數碼照相機外殼、掌上電腦外殼等等這些最常見的百姓日用物品都是通過壓鑄機及其壓鑄制造工藝(涵蓋工藝標準)生產形成的。可是，這些具有行業內大眾標準化意義的產品制造機器即壓鑄機還并不是為老百姓們所廣為熟知，但卻每日都能接觸到由它生產出的多類各式各樣的家常性的實用化產品。在老百姓出行交通常乘坐的各類汽車的汽車輪轂、發動機的一些結構件以及燃油型汽車的油泵支架等的產品制造上是就當今世界僅有先進鑄造技術而言被普遍認為是最為有力的生產技術。最典型的諸如日常通訊用的手機外殼，尤其是價格昂貴、質地較好、耐腐蝕性強的金屬質地的手機外殼，就是采用壓鑄工藝標準生產出爐的，經久耐用。

現實中，標準化已經間接影響到高等教育實踐教學的質量，工業教學、科研、生產領域的壓鑄機及其生產產品即壓鑄件，屬于典型的精密制造業和精密鑄造產品，這些經過壓鑄機生產及其工藝處理所獲得的產品，運用在實際的高等教育教學中，確實在不同程度地影響著教師、學生以及科研工作者這類大眾團體的實踐技能質量。如果想要提高這種質量，就必須得有壓鑄工藝標準和標準化生產流程的縝密融入。觀瞻于更高質量和更深層次以及更佳水準的實踐技能質量，人們就必須得深度關注和著實、著力于這特定范圍內的機器(壓鑄機)性能及其工藝標準。從某種意義上講，這種工藝標準就是一種具有行業內大眾化標準化意義的專業型通用標準，在經歷了反反復復、周而復始的集約化、密集型、大規模、柔性化生產的標準貫徹、標準執行活動之后，自然而然地就形成了現代化通用型的大眾標準化生產活動。

壓鑄工藝就是借助壓鑄合金、壓鑄模具、壓鑄機這三大要素，在產品的全過程生產制造程序中，使得速度、時間、壓力互為統一的過程。換言之，壓鑄工藝是將壓鑄機、壓鑄合金、壓鑄模具三大要素實現有機組合而后施以綜合運用的技術過程。需指出：這三大要素缺一不可，這樣方能實現穩固化、節奏化、高效化地生產出外觀質量和內在質量均完好的規格尺寸都符合設計圖紙或協議規定的合格鑄件，如果有更高水準的收效，即是優質鑄件。倘若用專業術語定義合格鑄件，稱為標準化鑄件，所謂標準化鑄件實際就是指技術成熟化(的鑄件，就是大眾口中常道的各類合格產品的一種；倘若用專業術語定義優質鑄件，筆者認為可解釋為：是指合格鑄件中的質量和質地都顯優化的更高檔次的一類鑄件。需指出：合格鑄件僅是指生產技術成熟化，按照壓鑄工藝標準所制造出的達到質量技術參數要求的一類達標產品，但不一定是優質產品，而優質產品必定是合格產品(標準化產品)。介于合格鑄件和優質鑄件之間的一類產品是良好或較好的鑄件產品。如果從優質鑄件中再挑選出特別好的一類，筆者認為應當可以稱為極品鑄件(The best casting)，所謂極品鑄件就是超常規發揮技術水平所獲得的精益求精化鑄件，屬于效果非常好的高檔次產品的一種。所謂工藝，就是若干名工作人員或大批勞動人民利用生產工具對各式各樣的原材質、半成品進行精細化、精準性、增值性地加工處理，使得其精度(accuracy)得以提高，精整(dressing and finishing)化水平符合標準值，最終讓其變成全成品的過程和方法。那么，工藝標準自然而然地就可以理解為：在形成工藝過程(制造出合格產品的過程)這一定的時間(制造出若干件或一批量合格產品的時間段，以小時為計量單位)和空間(制造出若干件或一批量合格產品的主要大型生產儀器、各類中小型機電一體化支撐設備、輔助的水路電路氣路等資源、人力資源類的生產組成人員和多樣化物資供給等所占據的場地立方體積，以立方米為計量單位)范圍內，為了獲得最佳秩序，對生產活動過程或其生產產品結果做出共同使用和重復使用的經各方協商一致由權威機構發布的規范性文件(實際的技術執行標準)。順其下來連帶性地理解，可以認知：如果說壓鑄工藝標準是科學的、嚴謹的、可靠的，并且在使用壓鑄機進行生產的全過程中有效地執行了相應的壓鑄工藝標準，那么由壓鑄機生產出的壓鑄件產品的質量必定是合格的、穩定的、通行的。這樣的產品無論是供應內需，還是出口境外，在例行出廠質量監督檢驗或海關通關檢驗關卡時，必然獲得通過。以下就壓鑄工藝標準和其產品的合格評定兩者間的前因后果性影響，從各自本質的剖析到由本征特性產生的關聯性成效展開詳述。

表1 特種鑄造的基本概念、方法種類、基本特點、凸顯優點

1 壓鑄機的性能和構造概述及其對產品合格率的影響

壓鑄機，如果讓廣普大眾去顧名思義、相信人們一般都會理解為：就是用于壓鑄產品的機器。如果解釋得專業一些，可結合實際定義為：指在高壓作用下，把熔融金屬液以較高的速度壓射到壓室內并且使其充填壓鑄模(模具為強度高的合金)型腔，而后冷卻凝固和成型，開模后獲得固體金屬鑄件的一整套工業精密鑄造機械。如果釋義壓鑄，同樣可結合實際定義為：是指將熔融金屬在高壓高速下充填鑄型，并在高壓下結晶凝固形成鑄件的過程。壓力鑄造是所有鑄造方法中生產速度最快的一種方法。目前，壓力鑄造主要應用于非鐵合金、小型薄壁復雜件的大批量生產[1]。壓鑄機的世界發展史頗為久遠，且被應用于多項實際工作中，表2歸結出了壓鑄機在世界多國的應用概況。

表2 壓鑄機在世界多國的應用概況

時下，壓鑄機無論是在國內還是國外，最普及和使用率最高的是位于壓鑄件生產的大型企業里，多呈現自動化、智能化的流水線生產狀態模式，主要功能是大規?；厣a加工壓鑄件產品，一般是向社會各方有需求的客戶提供訂單式的預訂鑄件產品。同時也可為有關院校機械熱加工類專業的大學生金工實習和認知實習等活動提供大型化的現實版實踐基地。其次是位于工業類本、專科院校鑄造實驗室或主導鑄造學科方向的工藝技術類的專業研究院所內，一般是從事有關特種鑄造工藝學、壓鑄工藝及模具、材料成型先進技術等具體專業課程方向的演示性實驗教學，也可用于專項科研試驗、專項設計開發或者中小型規?；纳a加工等校企合作活動，往往也可為有關院校機械熱加工類專業的大學生金工實習和認知實習等活動提供中小型化的濃縮版實踐基地。業界普遍存在共識:壓鑄機設備和壓鑄模費用很昂貴。

壓鑄機的品牌特性也能直接影響到壓鑄機生產產品質量的高低。目前，國內較為知名的品牌有：力勁(全球最大的壓鑄機制造商)、伊之密、三基、新佳盛、阜新、華晨、灌南、隆華、寶宏、瑞達、華大、寶洋、力科、振力、海泰、晨光、騰龍、眾誠、力特、淮海、凱勁、新瑞、思進、捷順、震高，等；國外很是知名的品牌有：瑞士的布勒(BUHLER)、日本的東芝(TOSHIBA)、東洋和宇部、意大利的意特和意特拉、德國的富來(FRECH)、捷克的維豪爾拉特、俄羅斯的遠東，等。其中，瑞士的布勒壓鑄機的性能和結構是截止于當前全世界最為先進的品牌型壓鑄機器：該款型的壓鑄機產品起源于1860年，迄今為止、已有155年的發展歷史，步勒集團已經成為金屬壓鑄領域的全球領導者，提供高效的生產設備、完善的工程解決方案。步勒壓鑄是經濟的、技術不斷革新的、新型壓鑄技術的先鋒，長期傾注于改善壓鑄機運行質量、壓鑄件產品質量、產品熱加工工藝水平并且注重對壓鑄工藝和技術參數的適時有效的控制，提供品種齊全的一整套壓鑄系統服務和時新的壓鑄機運行故障解決方案，其具有現代化通用型的客戶常見問題解決方案和具有行業內大眾標準化意義的標準型技術保障服務的明顯集團優勢，是全世界壓鑄行業的成員們有目共睹的。值得一提和引以為豪的是：自1979年中國的力勁集團(L.K.GROUP)創立以來，歷經36年的艱苦奮斗，現已成為全世界最大的壓鑄機制造商，在技術改造方面不斷吸收國外先進技術。該集團公司生產的壓鑄機系列產品成為全球客戶信賴和首選的世界五大知名壓鑄機品牌之一。力勁集團壓鑄機年生產能力位居世界第一[2]。

另一方面，就壓鑄機的性能和構造而言：壓鑄機是壓鑄生產的主要設備，是發展較快的一種少無切削加工制造金屬制品的方法。高壓和高速是壓鑄區別于其他鑄造方法的重要特征，恰是有高壓和高速的壓力作用，充型能力的高度發達導致出爐產品的合格率高。壓鑄的特點和其產品的合格率是呈因果關系的：(1)因為壓鑄件的表面平整，尺寸精度高，所以產品合格率必然高；(2)因為壓鑄件的強度和表面硬度較高，所以產品合格率必然高；(3)因為生產效率高、操作簡便、易于實現自動化，所以產品合格率必然高。毋庸置疑,這些必定對壓鑄件的合格評定以及產品合格通過率產生至關重要的影響，一般情況下都通過。此外，壓鑄機大體上分為熱壓室型和冷壓室型，針對不同的需求產品可選擇相應機型，選取機型的原則是：所選機型應能保證產品合格率。關于兩類機型的分類生產用途、適合哪些產品的生產，詳見表3.

表3 熱室型、冷室型兩類壓鑄機型的分類生產用途和結構區別及適宜的對應產品選擇

兩類機型的結構區別熱室型　冷室型壓室和坩堝爐是連在一起的　壓室和坩堝爐是互相分開的注：熱室型壓鑄有時也被稱為鵝頸壓鑄，它的金屬池內是熔融狀態的液態或半液態金屬，這些金屬在壓力作用下充填模具。壓鑄機按壓室的布置方式又分為臥式和立式兩種

2 壓鑄工藝標準執行到位對產品合格率的影響

生產者對工藝標準的執行到位，就等于達到了大眾對產品質量需求的滿意值。壓鑄行業的生產與需求之間同樣也存在著這樣一種非常普遍的共性影響關系。在個性層面，壓鑄工藝標準對其產品質量的各個細節分層面有著如下的顯現：

首先，經壓鑄工藝標準處理后的金屬件即精密壓鑄件的尺寸精度較高，一般可達6級的水準，最高可以達到4級的精密水準(注：本文以等級為產品合格檔次的劃分標準，數字越小級別越高，1級為最高水準)；然后，壓鑄工藝標準中有嚴格的技術參數和指標限量規定，在生產中被執行到位后，毫無疑問地鑄件的強度、硬度均會得以明顯提高，壓鑄件的抗拉強度一般比砂型鑄造制成的同類產品要高出25%～30%；其次，鑄件的尺寸是趨于穩定的、精度高、表面粗糙度值低(表面粗糙度達Ra0.8～3.2 μm，有的甚至達到Ra0.4μm)，尺寸精度可達IT11～IT13級，有的可以高達IT9級，具有良好的互換性，若將壓鑄工藝標準執行到位，完全能生產制造出壁薄(徹底解決砂型鑄造中常見的鑄件各部分壁厚不均勻而又無法修整的難題)復雜的鑄件。接著，世界各國多方使用者長年操作后的實踐考證了壓鑄機的生產效率是極高的，因為壓鑄生產極易實現機械化和自動化操作，生產周期短，效率高，可適合大批量生產。在所有鑄造方法中，壓鑄是一種生產率最高的方法。例如一般冷壓室壓鑄機平均每班可壓鑄600～700次；小型熱壓室壓鑄機平均每班可壓鑄3000～7000次[3]。此外，壓鑄型的壽命長，一付壓鑄型，壓鑄鋁合金壽命可達幾十萬次，甚至上百萬次。最后，請大眾來簡單分析一下就可以立刻得出這樣的結論：被執行到位的壓鑄工藝標準致使了如上的這些多方位的技術指標得以提高，順應地致使產品質量不同程度地變好，上述的這些以阿拉伯數字和百分比符號表示的飆升比值，恰恰是對產品合格率影響的具體體現。

在壓鑄件生產的過程中，切實執行壓鑄工藝標準，從理念上講就是要樹立“以合格品為本、以優質品為佳、以極品為上”的生產目標，從行動上講就是要貫徹“行精細操作、查精細過程、看精品結果”的技術方針。表4收集并歸結了近五年我國頒布的壓鑄行標明細。其中，標齡的有效期一般為5年，超過5年應重新修訂或更新。

表4 近五年我國頒布的壓鑄行業標準明細

近年來，隨著壓鑄行業的迅速發展和壓鑄件市場銷售的漸近繁榮以及壓鑄機在各行各業的廣泛應用，壓鑄機工藝標準正在不斷更新、與時俱進，這一切昭示著壓鑄件產品研發的新技術、新方向、新動力。

3 結束語

壓鑄機的性能和工藝標準這兩要素與其產品合格率之間的影響性是呈正比例關系的，即壓鑄機性能越好，壓鑄件產品的合格評定率就越高；壓鑄工藝標準越優異(標準工藝越嚴謹和技術參數越精確)，壓鑄件產品越優質。這種影響是周而復始、輪回傳承的。在淵源古老，具有煩冗厚重、勞苦多端、尋常里不易招人待見特色的傳統鑄造行業內，業內大眾在一邊勞作、也在一邊思考，尋找著可以擺脫發展束縛的利器，普遍都在尋找著以高效節能、綠色環保的特種鑄造生產方式取代效率低下、排污量多的傳統砂型鑄造方式，而壓鑄技術恰恰就是可利用價值大、可挖掘度、可開發性高的截止于目前在全世界范圍內頗為先進的一種工藝技術：從嶄露頭角、融入生產的壓鑄工藝標準，再到呈現規模、集約成群的壓鑄生產活動，直至最終閃亮登場、發揮效能的壓鑄精密產品，不僅體現的是一種被大眾漸近從感知、到熟悉直至耳熟能詳的體現高規格體驗感、呈現高檔次價值化的精密鑄造產品，而后再回首觀望、細細地去品位這一方極不平凡的高濃度滲透標準化活動性的行業內大眾標準化意義的工業鑄造領域的踐行規范，無論你、我、他(她)，廣大師生們都會真切地感受到：其實，這就是體現出一種類型、彰顯出一種規格、升華一種檔次的大眾標準化，這方特定領域、特定空間的大眾標準化，不僅傳遞著科技、同時傳遞著知識、還在傳遞著方法、增進著技能、蘊涵著工藝，更加凝聚著“標準”這一元素。

參考文獻

[1] 劉喜俊.鑄造工藝學[M].北京:機械工業出版社, 1999.

[2] 力勁科技集團有限公司.壓鑄機產量位居世界第一[EB/OL].http:// www.lkgroup.com.cn/category.aspx?NodeID=19.

[3] 賴華清.壓鑄工藝及模具[M].北京:機械工業出版社,2004.

創新教育理念實踐研究專題

The Influence of Die Casting Machine Performance and Process Standards on the Conformity Assessment of the Product

Ding Feng
Hefei University of Technology, Hefei,230001, China

Abstract:The die casting machine is a kind of modern general type of high efficiency and large scale production equipment, which is widely used in foundry enterprises or related industries. Among them, the casting process is the standard of the industry standard for the standardization of the industry which has direct guidance to the foundry producer. Die casting machine with significant technical advantages of the high performance, high precision, high speed in casting production and processing machinery and equipment sales over a long period of time can be customer's favor, scene baked die-casting products that die casting more to the finish, production volume, quickly cooling the advantages of present immediately be customers of love. Because the manufacturing the superiority of the machine and its production process standard and make the best use of the circumstances to form the excellence of its manufactured products; the corresponding to two elements of die casting machine as the antecedent, in die casting products qualified assessment rate as high as consequences, discusses the influence of both.

Key words:die casting process; technical parameter; special casting; product conformity assessment; precision casting; standard; modern general type; significance of popular standardization

收稿日期：2015-09-16

作者簡介：丁鋒，碩士，工程師。