質(zhì)量策劃與監(jiān)控在鑄造工藝中的應(yīng)用

質(zhì)量策劃與監(jiān)控在鑄造工藝中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的質(zhì)量控制往往集中在鑄造的生產(chǎn)環(huán)節(jié)上。事實上，從結(jié)構(gòu)設(shè)計開始，鑄造的質(zhì)量就有一定的決定。把質(zhì)量策劃與監(jiān)控引入鑄造生產(chǎn)的全過程,有利于降低鑄件廢品率,優(yōu)化鑄件質(zhì)量,降低成本,提高效率。1鑄造工藝的設(shè)計與施工鑄件在結(jié)構(gòu)設(shè)計初期,設(shè)計師應(yīng)熟悉相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和鑄造發(fā)展的工藝技術(shù)水平,選擇合適的鑄造生產(chǎn)方法(如砂型鑄造、壓力鑄造、金屬型鑄造、熔模鑄造等),采用合適的鑄造合金(譬如目前比較成熟和先進(jìn)的ZL101A、ZL105A、ZL114A、ZL201A、ZL205A等),在保證設(shè)計功能的前提下,盡可能充分考慮鑄件結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性,避開鑄造工藝難點,為后續(xù)的鑄造生產(chǎn)打下良好基礎(chǔ)。較好的解決措施是,在設(shè)計出圖前就進(jìn)行一次工藝人員參與的工藝性討論,優(yōu)化設(shè)計。在程序管理上確保工藝與設(shè)計并行。監(jiān)控要素:鑄件設(shè)計的工藝性。監(jiān)控手段:在設(shè)計過程中設(shè)置工藝性審查環(huán)節(jié)。2鑄造工藝分析系統(tǒng)的必要性一個工藝方案的好與壞主要體現(xiàn)在是否以現(xiàn)有的生產(chǎn)條件為基礎(chǔ),用最簡單方便的工藝制造出能夠滿足設(shè)計要求的產(chǎn)品。每一個方案都要經(jīng)過必要的討論與審核,是技術(shù)含量很高的環(huán)節(jié)。每一個工藝人員都必須定期進(jìn)行新材料、新設(shè)備、新技術(shù)、新工藝的學(xué)習(xí)與培訓(xùn),必須在實踐中不斷的自覺積累和總結(jié)經(jīng)驗,必須堅持規(guī)范和程序,保證工藝的先進(jìn)性和科學(xué)性。每一份工藝都必須在經(jīng)過充分的分析、討論、審核、確認(rèn)之后才能投入生產(chǎn)環(huán)節(jié)。隨著計算機(jī)模擬技術(shù)的進(jìn)步,CAD鑄件成形及鑄造工藝分析系統(tǒng)應(yīng)運而生。該系統(tǒng)以鑄件充型過程、凝固過程數(shù)值模擬技術(shù)為核心,對鑄件進(jìn)行鑄造工藝分析,可以完成多種合金材質(zhì)、多種鑄造方法下的流態(tài)分析和凝固分析,在預(yù)測鑄件縮孔縮松等缺陷的傾向,改進(jìn)和優(yōu)化工藝方面都有明顯的效果,在一定程度上可以減少工藝設(shè)計對經(jīng)驗、對人員的依賴,是工藝驗證的一個非常快捷有效的方法?？刂埔?工藝的科學(xué)性和合理性?？刂剖侄?工藝人員的業(yè)務(wù)培訓(xùn);工藝審核的嚴(yán)格執(zhí)行。3按標(biāo)準(zhǔn)制作和檢驗?zāi)＞哞T件的結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)批量、生產(chǎn)方法不同,模樣的結(jié)構(gòu)和種類也不同。模樣的設(shè)計和制作要嚴(yán)格按模樣的有關(guān)工藝工作細(xì)則執(zhí)行。除要求結(jié)構(gòu)合理、尺寸精確、表面光潔之外,還要檢查模樣的出模斜度、R圓角、以及模樣的強度和剛度。控制要素:模樣的正確性和精確性?？刂剖侄?嚴(yán)格按工作標(biāo)準(zhǔn)和工藝圖紙進(jìn)行模樣檢驗。4鋁錠的復(fù)合化檢驗首先對原材料生產(chǎn)廠家要進(jìn)行必要和有效的考察與定點。其次,嚴(yán)格按相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn),或技術(shù)協(xié)議進(jìn)行驗收。最后在入廠時,對采購的鋁錠還要進(jìn)行復(fù)檢。鋁錠的檢查項目一般應(yīng)包括:外觀表面、斷口組織、化學(xué)成分以及針孔度。各個項目全部合格后方可接受進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場,并進(jìn)行工藝確認(rèn)?？刂埔?外觀表面、化學(xué)成分、斷口組織以及針孔度。控制手段:進(jìn)行嚴(yán)格的理化分析檢查。5需要控制的事項對于鋁合金來講,坩堝的選用,坩堝及工具上涂料的選擇和應(yīng)用,坩堝的預(yù)熱溫度和時間,爐料的配比計算,升溫的界限和速度,精煉方式的選擇以及參數(shù)的確定,變質(zhì)方式、時段的選擇以及參數(shù)的確定,精煉劑、變質(zhì)劑的選擇和確認(rèn),保溫時間的長短等等,無不影響著最終的合金質(zhì)量。在熔煉階段需要控制的方面有很多,在一定程度上可以說是細(xì)節(jié)決定成敗,但在實踐當(dāng)中又無法迅速或經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行逐一檢查,因此在這一特殊過程中,先進(jìn)的技術(shù)、先進(jìn)的設(shè)備、科學(xué)的工藝和嚴(yán)格的管理與執(zhí)行是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)合金的主要保證。對于精煉方式,傳統(tǒng)的六氯乙烷已被無毒精煉劑所替代,進(jìn)而又發(fā)展為氬氣精煉。對于變質(zhì)方式,除傳統(tǒng)的鈉鹽變質(zhì)外,又出現(xiàn)了鍶變質(zhì)、稀土變質(zhì),現(xiàn)在又開發(fā)出了AlP、AlSr合金型變質(zhì),處理效果越來越好,生產(chǎn)單位可以根據(jù)自身的條件進(jìn)行選擇,但無論何種處理方式,合金的幾個要素一定要得到有效和及時的控制,并且應(yīng)該有一定頻次的檢驗,對于熔化過程,以下幾個項目需要嚴(yán)格檢查。(1)爐料中各元素的配比要嚴(yán)格進(jìn)行配料計算、審核、檢查。(2)合金液的溫度要達(dá)到工藝要求。(3)合金的精煉效果要利用密度當(dāng)量儀進(jìn)行檢測。(4)合金的變質(zhì)效果要利用熱分析儀進(jìn)行檢測。(5)合金的化學(xué)成分,利用爐前光譜分析儀進(jìn)行檢測。6控制型砂的方法型砂對鑄件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本和勞動條件都有很大影響。鑄件的很多缺陷,如掉砂、氣孔、熱裂、粘砂等都與型砂有很大關(guān)系。(1)控制型砂的種類、粒度和形狀,利用專門儀器進(jìn)行檢測。(2)控制型砂的含水量、含泥量、透氣性、濕強度。利用型砂試驗儀進(jìn)行檢測。7澆注口、冷鐵的安裝造型制芯環(huán)節(jié)中最重要的是嚴(yán)格執(zhí)行工藝及工作細(xì)則,正確準(zhǔn)確地安放澆冒口和冷鐵,正確準(zhǔn)確地組裝型芯,對每個型芯的尺寸檢查和型芯組合后主要壁厚的檢查都必不可少?？刂埔?砂型的緊實度;冷鐵、冒口的位置;型腔尺寸。控制手段:現(xiàn)場檢查。8反重力澆注工藝參數(shù)對鑄件技術(shù)的要求在傳統(tǒng)的重力澆注中,一般都只是控制出爐溫度和澆注速度,當(dāng)然還要注意打渣去除氧化皮,不允許出現(xiàn)斷流等細(xì)節(jié)。隨著鑄造技術(shù)的日益提高,反重力澆注已經(jīng)被鑄造業(yè)廣泛認(rèn)可并得到應(yīng)用。設(shè)備控制精度的高低,工藝參數(shù)的合理與否,在這里都表現(xiàn)得更為突出重要。反重力澆注工藝參數(shù)需要根據(jù)鑄件的材料、結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求進(jìn)行制定,需要精確的計算和驗證確認(rèn),一旦工藝試制成熟,那么操作就又變得相對簡單,需要做的就是嚴(yán)格按工藝給設(shè)備輸入正確的參數(shù)?？刂埔?澆注工藝參數(shù)?？刂剖侄?嚴(yán)格執(zhí)行工藝。9鑄件結(jié)構(gòu)性能鑄件的最終檢查一般應(yīng)包括3個方面:一是鑄件的外觀質(zhì)量,包括鑄件的粗糙度、尺寸偏差、形狀偏差、重量偏差等;二是鑄件的內(nèi)在質(zhì)量,也就是存在于鑄件內(nèi)外部的孔洞、裂紋、夾雜等缺陷;三是鑄件的理化性能,包括鑄件的化學(xué)成分、力學(xué)性能、金相組織等。鑄件外觀的檢查方法可以通過裸眼,甚至放大鏡、內(nèi)窺鏡等進(jìn)行檢查,也可以通過熒光檢測、著色檢測等方法;對于內(nèi)部缺陷,一般通過X射線或超聲波檢測,或者進(jìn)行壓力試驗。理化性能則需要借助化學(xué)分析、光譜分析、顯微分析以及萬能試驗機(jī)等手段來完成?？刂埔?外觀質(zhì)量、內(nèi)在質(zhì)量、理化性能?？刂剖侄?各種檢測儀器。10工藝規(guī)劃與質(zhì)量策劃相結(jié)合的原則(1)隨著工藝設(shè)備的發(fā)展和工藝技術(shù)的進(jìn)步,