淺談提升鑄件清潔度解決方案

1、    淺談提升鑄件清潔度解決方案    應(yīng)澤博馮長虹騫曉娜摘 要：本文主要介紹如何通過鑄造、加工、清洗等方面工作，提升汽車鑄件進排氣歧清潔度的方案。關(guān)鍵詞：汽車進排氣歧管；沙芯；鑄造；清洗機；清洗劑doi：10.16640/ki.37-1222/t.2018.19.0390 引言隨著汽車發(fā)動機總成清潔程度的不斷提升，汽車零部件清潔度要求變得越來越嚴格。對于如何提升產(chǎn)品的產(chǎn)品清潔程度，滿足配套主機廠的清潔度要求，汽車零部件企業(yè)投入了大量的人力、物力，最后得到的效果甚微，這樣的情況長時間持續(xù)下去，不僅給企業(yè)帶來了更高的成本，并造成了大量的時間和資源的浪費。

2、對于產(chǎn)品清潔度的問題也困擾了我公司多年，通過幾十年的摸索，我們公司的產(chǎn)品清潔度已得到明顯提升。1 鑄造階段鑄造階段，鑄件內(nèi)腔的平整和光滑程度，將直接影響后期產(chǎn)品清洗階段的清潔度重量和顆粒尺寸大小，而影響鑄件澆鑄后工件內(nèi)腔粗糙的因素主要存在以下方面。1.1 制芯在制芯階段，沙芯表面的光滑程度將直接影響鑄造件內(nèi)腔表面的光潔程度。所以制芯時要嚴格控制沙芯表面光滑。排氣歧管的制芯為例，我們在生產(chǎn)中經(jīng)常遇到的問題和應(yīng)對的措施：（1）砂芯強度不夠。 在制作比較復(fù)雜的砂芯或者彎道較多的砂芯時，由于芯盒模具排氣不暢，導(dǎo)致制芯時有輕微的射不實的情況，造成沙芯強度不夠，工件澆鑄時，產(chǎn)品內(nèi)腔產(chǎn)生輕微的多肉。（2）制

3、芯毛刺。芯盒模具合模不嚴，上模和下模之間間隙過大，在制芯完成后，芯子外面會出現(xiàn)比較大的毛刺，沙芯在去毛刺過程中，在刮刀的作用下又傷傷害了砂芯表面，從而導(dǎo)致砂芯表面粗糙，工件澆鑄后，產(chǎn)品內(nèi)腔產(chǎn)生的坯縫加大，粗糙度較大。（3）砂芯轉(zhuǎn)運。砂芯在制作完成后，在轉(zhuǎn)運過程中，每個產(chǎn)品沒有各自的專用的流轉(zhuǎn)架，造成芯子與芯子之間，因沒有防護，造成磕碰比較嚴重。（4）修芯。對與有缺陷的沙芯進行修復(fù)時，大多工廠用的是“修補膏是石墨+膨潤土”的方法。這種方法存在兩種缺點。第一種是修補膏耐火度不是很高，在澆鑄的高溫下易產(chǎn)生粘沙現(xiàn)象，在拋丸時不易清理；第二種是芯子表面攜帶的石墨，在澆鑄的高溫下附著在工件內(nèi)腔表面，部分石

4、墨已經(jīng)滲透到內(nèi)腔表層，普通拋丸根本清除不了。以上制芯過程提到的四點的問題，在鑄造企業(yè)非常普遍，但往往不能引起相應(yīng)管理者的重視，最終釀成工件藏污納垢的根源，為工件后期清洗增加難度。我們要有相應(yīng)的措施，發(fā)現(xiàn)問題解決問題，把問題消滅在源頭，對于以上問題我提出四點建議僅供參考：（1）加強管理，增強員工的質(zhì)量意識，對于砂芯射不實、強度不夠等有缺陷的芯子要及時分離報廢。（2）提高芯盒模具的精度，減小合模間隙，減小砂芯批縫毛刺，確保砂芯表面的光滑度。（3）在砂芯的儲存和運轉(zhuǎn)時，要制作專用的流轉(zhuǎn)護具，避免芯子磕碰劃傷。（4）若輕微劃傷的砂芯需要修補時，要選用耐高溫的修補膏和耐高溫的涂料現(xiàn)結(jié)合的方法。1.2 拋

5、丸拋丸質(zhì)量的好壞將直接影響產(chǎn)品清潔度和顆粒度指標。我們公司主要是從事汽車水泵類及汽車排氣歧管類鑄件產(chǎn)品的生產(chǎn)，產(chǎn)品種類較多，產(chǎn)品形狀大小不一，很不規(guī)則，工件內(nèi)腔流道彎曲，要完全去除工件內(nèi)腔的氧化廢物非常困難。在鑄造企業(yè)常見的去除氧化廢物的方法有三種：滾桶拋丸法、懸掛拋丸法、定向拋丸法。其中滾桶拋丸法和懸掛拋丸法比較常用，這樣的拋丸方法最大的優(yōu)勢是一次進行拋丸的工件數(shù)量比較多，但是這種拋丸方法對提升產(chǎn)品的清潔度作用不大。滾桶拋丸法針對的主要是處理附著在工件外表面的氧化物的作用。由于此種拋丸方法一次性投入的工件過多，造成工件堆放疊加，在拋丸的過程中，靠堆放中間的工件，鋼丸根本進不去；堆放表層的工件

6、鋼丸就算進入工件內(nèi)腔，對內(nèi)腔的氧化廢物也起不到去除的作用；懸掛拋丸法雖然把工件懸掛了起來，避免了工件的疊放，但在拋丸的過程中把鋼丸射進工件內(nèi)腔的次數(shù)是不可控的，并且若工件吊掛姿勢不對，鋼丸也根本掃射不進工件內(nèi)腔，造成拋丸不徹底。第三種方法定向拋丸，大多數(shù)廠家都很少采用，因為市面經(jīng)常采用的定向拋丸操作工藝為：一人一機，每個工件每個氣道孔定向拋丸10秒鐘以上，并逐次進行的拋丸的方法。若需要拋丸工件的產(chǎn)量多，那么就需要投入大量的設(shè)備和人員，致使企業(yè)的投資成本比較高，但是這種方法是提升工件清潔程度的最優(yōu)方法。我公司采用的是懸掛拋丸法和定向拋丸相結(jié)合拋丸工藝。1.3 毛坯防銹毛坯件的表面防銹，對產(chǎn)品清潔

7、度的影響也不可忽視。大多鑄造企業(yè)選用的防銹劑都是黏度較大防銹油，來預(yù)防長時間庫存和長途運輸帶來的生銹風(fēng)險。但這樣會帶來大量粉塵吸附工件表面的問題，若長時間庫存和運輸，油膜干燥后，清洗工序很難把毛坯內(nèi)外的油和粉塵的混合物清洗干凈。針對這種情況，對于毛坯的防銹，盡量選用水基型的防銹劑使用；對于距離加工基地較近的鑄造廠，盡量不要選用防銹劑防銹，可選用毛坯密封袋包裝運輸方法。2 清洗階段清洗階段，根據(jù)產(chǎn)品現(xiàn)形狀不同、工件流道的復(fù)雜程度不同、產(chǎn)品材質(zhì)的不同，選擇何種清洗工藝、清洗方式、清洗參數(shù)及清洗劑類型等都將直接影響產(chǎn)品清潔度數(shù)值的高低。針對排氣歧管的清洗，我公司在清洗機的使用上發(fā)現(xiàn)的問題如下：（1）

8、通過式清洗機主要呈現(xiàn)問題為：1）工件在通過清洗區(qū)域時，噴嘴噴出的水絕大對數(shù)噴射在工件外表面，噴進工件內(nèi)腔的清洗液非常有限，根本起不到清洗工件內(nèi)腔的作用。2）通過式清洗機的通用能力比較強，清洗的工件有大有小，所以這類清洗機的清洗壓力比較底，通常在0.6 mpa -0.8mpa左右。（2）定向清洗機呈現(xiàn)問題為：定向清洗機主要是針對工件內(nèi)腔清洗，對產(chǎn)品內(nèi)腔的清潔度提升非常明顯。其優(yōu)點是，設(shè)備噴嘴比較少，工件每個氣道口，都有一個噴嘴對氣道口進行繞圓噴射清洗，設(shè)備的清洗壓力比較大，壓力可達到幾十兆帕。設(shè)備的缺點是，設(shè)備的產(chǎn)能低下，工人操作的勞動強度比較大，生產(chǎn)效率低下。（3）超聲波清洗。超聲波清洗機是一

9、種已聲音震動，以水位介質(zhì)，產(chǎn)生氣泡，并已氣泡爆炸，軟化和去除工件表面附著物的清洗方式。這種清洗方式去除工件表面的油污和管壁表面凹槽內(nèi)的附著物比較好，并且工件在清洗槽內(nèi)精洗的時間越長、超聲波頻率越高去污效果越好。但這種清洗方式一次投入的產(chǎn)品個數(shù)有限，并且我們生產(chǎn)的排氣歧管、水泵等產(chǎn)品，工件復(fù)雜大，產(chǎn)品種類過多，材質(zhì)型號多等問題，若完全依靠超聲波清洗機來提高產(chǎn)品的清潔程度，需要投入的設(shè)備會很多，造成投資成本太高。目前汽車配件企業(yè)針對產(chǎn)品的清洗主要運用這三種清洗方式，這三種清洗方式在我公司也都有使用。從使用的效果看，這三種清洗方式，若任何一種單獨使用其清洗效果都不是很好。經(jīng)過我們多年對產(chǎn)品清洗方法的

10、研究，根據(jù)三種清洗方式的優(yōu)缺點，取長補短，合理安排清洗工藝，現(xiàn)已設(shè)計制作出一臺，集三種清洗方式與一身的清洗設(shè)備，不但提升了我公司產(chǎn)品的清潔度，提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，還減少了人員的數(shù)量，詳見下圖：此設(shè)備的清洗工作流程為：1上料-2超聲波清洗-3噴淋清洗-4超聲波清洗-5噴淋清洗-6定向清洗內(nèi)腔-7漂洗-8反轉(zhuǎn)倒水及切水-9風(fēng)干-10下料。整個清洗流程總共投入兩人操作。設(shè)備優(yōu)點為：工件進入清洗機內(nèi)進行超聲波清洗，軟化工件表面及內(nèi)腔油污；在第二道工序進行高壓噴淋清洗、超聲波、噴淋，反復(fù)去除工件表面軟化后的附著物；第三道工序進行高壓定向清洗，主要進行正對工件內(nèi)腔表面軟化后的附著物清洗；第四道工序利用干

11、凈的清洗劑對工件整體內(nèi)外表面進行漂洗，進一步確保工件內(nèi)外表面徹底干凈；第五道工序經(jīng)過工件180度反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)倒水、切水，確保工件內(nèi)腔及彎道內(nèi)的積水徹底排出；第六道工序通過冷風(fēng)吹干，降低工件清洗溫度，為后面的防銹作基礎(chǔ)。（4）在清洗階段，除了清洗設(shè)備的運用合理外，清洗劑的潔凈程度，將直接影響產(chǎn)品清潔度的高底。因為清洗劑的作用不但要起到清洗掉工件上的臟污，更重要的是要把清洗下來的臟污帶走，并連續(xù)用干凈的清洗液對工件清洗漂洗，而確保清洗后的工件不形成二次污染。所有清洗劑的干凈程度，對提高工件的清潔度要求其到至關(guān)重要的影響。為了即確保清洗劑的潔凈度，又降低生產(chǎn)成本的投入，我們只有從清洗劑的過濾重復(fù)使用著手。

12、通過加強清洗機濾網(wǎng)的過濾精度，特別是要加強精過濾器的過濾精度尤為重要。目前清洗機廠家用的最多的是“罐式+布袋”的過濾方式，這種過濾方式更換過濾網(wǎng)比較方便，并且濾袋比較廉價，是一種中非常好的清洗液過濾方法。對于清洗清潔度要求非常嚴的產(chǎn)品，在設(shè)計清洗機方案時，可以考慮選用兩個或三個過濾罐串聯(lián)的方式對清潔液進行逐級過濾，具體方式為：罐式（布袋濾網(wǎng)20um）+罐式（布袋濾網(wǎng)10um）。盡量確保清洗液的潔凈度，從而確保工件的清潔度。（5）清洗參數(shù)的設(shè)定對工件清潔度的影響也舉足輕重。清洗液最適宜的清洗溫度通常為 40-60，尤其在天冷時若清洗液溫度低，清洗液內(nèi)的清洗活性劑較差，清洗效果也差。因此有部分清洗

13、機在清洗缸外邊繞上加熱電熱絲進行溫度控制，當溫度升高后，并達到清洗液內(nèi)表面活性劑的最佳活性溫度，工件表面的污垢快速軟化并溶解，所以清洗效果較好。清洗液濃度在清洗過程也起著至關(guān)重要的作用。清洗液配兌濃度低，清洗液粘度小，流動性好，在清洗時的帶走能力強，但是其溶液中的表面活性劑成份相應(yīng)的含量就會減少，在清洗過程中清洗液的去污、溶污等能力減弱，相應(yīng)的清洗能力就會減弱。清洗液清洗液配兌濃度過高，清洗液粘度大，流動性差，在清洗時的帶走能力差，雖然溶液中表面活性劑的成份含量高，但是工件表面剝落下來的污垢，由于清洗液粘度大，在清洗過程中，清洗液流動性差，污垢會繼續(xù)粘附在工件表面，造成清洗能力差。我公司通過多年的清洗經(jīng)驗積累，對我們使用的水溶性清洗劑濃度配兌標準為：粗洗工序清洗液濃度為4%-5%，精洗工序清洗液濃度為2%左右。（注：不同型號的清洗劑配比濃度可能有所差別）