鑄造過(guò)程質(zhì)量控制探究

魏軍 丁雪丹 于虹

摘 要：鑄件質(zhì)量決定于每道工藝過(guò)程的質(zhì)量。對(duì)鑄件質(zhì)量進(jìn)行控制實(shí)際上是全過(guò)程的質(zhì)量控制。鑄造生產(chǎn)過(guò)程是鑄件固有質(zhì)量具體形成的階段，其工藝流程長(zhǎng)，從原材料進(jìn)廠到成品鑄件出廠，先后經(jīng)過(guò)數(shù)十道工序，工序間連貫性強(qiáng)，每道工序的變量多，不易控制。本文針對(duì)熔模鑄造過(guò)程中主要工藝過(guò)程原材料、陶瓷型芯、蠟?zāi)５闹谱?、型殼的制作、熔煉及澆注過(guò)程、鑄件的清理，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際闡述了需控制的環(huán)節(jié)，以減少隨機(jī)誤差，提高產(chǎn)品合格率。

關(guān)鍵詞：鑄造過(guò)程；質(zhì)量控制；熔模鑄造

中圖分類號(hào)：TG249 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

在鑄造生產(chǎn)過(guò)程（簡(jiǎn)稱鑄造過(guò)程）中，從原材料進(jìn)廠到成品鑄件出廠的每一個(gè)環(huán)節(jié)，易受到主客觀因素的影響，引起質(zhì)量的波動(dòng)，因此，生產(chǎn)過(guò)程對(duì)產(chǎn)品實(shí)物獲得符合性質(zhì)量要求起到了決定性作用。各工序的每個(gè)操作步驟應(yīng)嚴(yán)格按技術(shù)文件要求執(zhí)行，為確保生產(chǎn)出的鑄件符合規(guī)定的質(zhì)量要求，往往需要用一定的方法和手段，以便及早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)采取措施予以解決，確保生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，提高合格率。

1 鑄造過(guò)程質(zhì)量

鑄造過(guò)程質(zhì)量是指從原材料進(jìn)廠到合格鑄件出廠的鑄造全過(guò)程質(zhì)量，也可理解為鑄造過(guò)程滿足規(guī)定需要和潛在需要的特性的總和。

鑄造過(guò)程質(zhì)量包括鑄造過(guò)程中每一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的質(zhì)量，如鑄造原材料的質(zhì)量，鑄造工藝裝備的質(zhì)量、涂料的配制質(zhì)量、造型制芯質(zhì)量、熔煉與澆注的質(zhì)量、清理與后處理的質(zhì)量等。

2 鑄造過(guò)程質(zhì)量控制的意義

鑄造過(guò)程質(zhì)量控制的意義主要通過(guò)過(guò)程質(zhì)量控制，使鑄造設(shè)備保持最佳的運(yùn)行狀態(tài)，使所用材料能最大限度地保證工序質(zhì)量和鑄件質(zhì)量，使所采用的操作方法盡量最佳，使操作者最大限度地發(fā)揮潛能，充分發(fā)揮在保證鑄件質(zhì)量方面的主觀能動(dòng)性，有利于強(qiáng)化質(zhì)量責(zé)任制，提高以人為本的質(zhì)量管理水平；通過(guò)過(guò)程質(zhì)量控制，使過(guò)程工序處于受控狀態(tài)，確保較高的鑄件合格率，減少由于廢品鑄件造成的經(jīng)濟(jì)損失，降低質(zhì)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(jīng)過(guò)干燥硬化形成多層結(jié)構(gòu)的型殼，再經(jīng)過(guò)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(jīng)質(zhì)量檢驗(yàn)獲得鑄件。

3.2 熔模鑄造工藝流程

熔模鑄造，其主要過(guò)程工序包括：模料、涂（漿）料和硬化劑制備、蠟?zāi)５闹圃?、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(zhì)量控制

熔模鑄造過(guò)程工序的質(zhì)量對(duì)熔模鑄造鑄件的質(zhì)量影響是十分重要的，要提高鑄件質(zhì)量和減少鑄件缺陷，就必須嚴(yán)格控制生產(chǎn)過(guò)程，使之處于穩(wěn)定狀態(tài)。鑄造生產(chǎn)過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出了問(wèn)題都會(huì)引起鑄件質(zhì)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(zhì)量是保證鑄件的先決條件，原材料的采購(gòu)應(yīng)在合格供應(yīng)商內(nèi)選擇，原材料入廠時(shí)須有質(zhì)量保證單并嚴(yán)格按規(guī)定進(jìn)行入廠檢驗(yàn)，保管時(shí)應(yīng)分別存放，嚴(yán)禁外來(lái)雜質(zhì)混入，避免混、錯(cuò)料及不合格原材料投入生產(chǎn)。對(duì)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(shí)，應(yīng)每年進(jìn)行工藝檢查模料性能的技術(shù)指標(biāo)；當(dāng)原材料的規(guī)格或生產(chǎn)廠家改變時(shí)，應(yīng)連續(xù)檢查3-5批模料性能的技術(shù)指標(biāo)，給出試驗(yàn)報(bào)告結(jié)論單，待模料工藝參數(shù)穩(wěn)定，并且性能符合要求后，再進(jìn)行批生產(chǎn)。

4.2 陶瓷型芯的制造控制

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

4.3 蠟?zāi)５闹谱骺刂?/p>

4.3.1 模料的配制。在配制前首先應(yīng)確保使用的原材料合格，在配制模料時(shí)應(yīng)加強(qiáng)控制和檢查：（1）模料的最高溫度及其在高溫時(shí)的停留時(shí)間。（2）配制模料時(shí)首先確保所制模料成分和配比正確，并應(yīng)特別注意各組分的加入順序。對(duì)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(guò)程中不斷攪拌，并避免卷入氣泡。

4.3.2 蠟?zāi)５膲褐?。制模間環(huán)境溫度一般應(yīng)控制在23℃±2℃范圍內(nèi)，制模過(guò)程中加強(qiáng)控制和檢查：（1）蠟?zāi)褐茰囟群捅３值臅r(shí)間；（2）模料存放溫度和時(shí)間；（3）蠟?zāi)１砻尜|(zhì)量，蠟?zāi)５慕M合正確性和焊接質(zhì)量，組合的蠟?zāi)２辉试S有焊縫、虛焊、變形、燙傷、夾雜物、孔洞、蠟瘤、缺肉等缺陷；（4）蠟?zāi)５拇娣艞l件及模組的存放時(shí)間是否滿足要求；蠟?zāi)z驗(yàn)后到組合前停放時(shí)間一般不允許超過(guò)72h，經(jīng)檢驗(yàn)后的模組到涂料前停放時(shí)間不允許超過(guò)48h，并在操作記錄本上記錄時(shí)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(yōu)良的整體結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度，在涂料整個(gè)過(guò)程中要對(duì)原材料的黏度，表面層和加固層的黏度，環(huán)境溫、濕度進(jìn)行檢驗(yàn)。型殼制作時(shí)還應(yīng)加強(qiáng)以下方面的控制：（1）硬化劑的配制，各種粉、料及黏結(jié)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(dòng)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(zhì)量，必須嚴(yán)格控制涂料的黏度。（4）熔模組的涂料層數(shù)應(yīng)符合要求、確保涂料層均勻。（5）嚴(yán)格保障型殼干燥條件并控制適當(dāng)?shù)母稍飼r(shí)間。（6）熔模組涂料層是否有落脫和裂紋。（7）熔模組脫蠟時(shí)間及脫蠟后型殼的表面質(zhì)量；保持一定的脫蠟溫度和足夠的脫蠟時(shí)間。（8）型殼烘烤的時(shí)間和溫度是否正確。（9）型殼的存放時(shí)間和溫度是否符合要求。

4.5 鑄造的熔煉澆注質(zhì)量控制

影響熔煉澆注質(zhì)量的主要因素是鑄造用熔煉原材料質(zhì)量即母合金錠質(zhì)量，陶瓷制件質(zhì)量、過(guò)濾及澆注工藝參數(shù)。澆注工藝參數(shù)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(nèi)容在工序過(guò)程中均需要操作者嚴(yán)格按工藝要求執(zhí)行。

4.6 鑄件清理質(zhì)量控制

鑄件清理是鑄造過(guò)程中的最后一道工序，其質(zhì)量控制重點(diǎn)是：

（1）鑄件外表面是否平整光潔，內(nèi)腔是否干凈，并且應(yīng)以不影響機(jī)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(jī)械加工基準(zhǔn)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(jié)論

熔模精密鑄造是生產(chǎn)高精度、低粗糙度、復(fù)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(zhǎng)，增加了鑄件質(zhì)量控制的難度。影響鑄件質(zhì)量因素較多，涉及原材料、設(shè)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(chǎn)者的操作質(zhì)量，各種工藝參數(shù)的控制質(zhì)量等，鑄件的質(zhì)量幾乎決定于每一道工藝過(guò)程的質(zhì)量。鑄造過(guò)程質(zhì)量與最終的鑄件質(zhì)量是相互關(guān)聯(lián)的，如果過(guò)程質(zhì)量失控，都將會(huì)最后影響到鑄件的最終質(zhì)量。

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