刊前语
尊敬的铸造同仁：
金星钢研所于二○○五年八月创刊的《携手·铸造》（原名为《动态》）小刊物至今已发布了31期。其中《从铸造大国走向铸造强国，应从点滴做起》栏目收录了日本著名铸造专家铃木滋先生和我国资深教授于春田先生联合编著的《铸造技术与工厂管理》一书，本刊已分30期全部摘录刊出。从本月开始，本刊将在此栏目以铸件质量控制为重点，陆续为您摘录由著名教授陈国桢、肖柯则、姜不居等编著的《铸件缺陷和对策手册》一书。主要针对从事铸造生产的工程技术人员如何消除各种铸件缺陷，保证铸件产品质量，从而赢得用户信任，在激烈的市场竞争中使铸造企业取得良好的经济效益。希望我们的努力能对您的工作有所帮助，金星钢研所将继续不遗余力真诚为您服务。
都江堰市金星钢铁助剂研究所
二○○八年三月
从铸造大国走向铸造强国应从点滴做起
第一篇 总 论
第一章 铸件质量和缺陷分类
铸件只有经过最后检验工序方能对其是否符合要求作出结论，这种要求载入检验规程和技术规范中，其内容之一是铸件上允许的缺陷类型、出现的程度，甚至检验的设备和方法也列入规范之中。因此，铸件缺陷作为被检铸件的一项内容，可看成是一种铸件质量特征。
铸件缺陷多，对缺陷进行管理，首先应对缺陷加以分类。缺陷分类属于铸件质量保证方法的一种。在本章中与铸件质量管理一并讨论。
第一节 铸件质量
为了提高铸件的可靠性、适用性；提高产品在市场上的竞争能力，对铸件质量的要求不断提高。铸件质量的概念也发生了相应的变化，“质量”的含义至少包含两个方面的内容：一是产品质量，即铸件满足用户要求的程度；或按其用途在使用中应取得的功效，这功效是反映铸件结构特征、材质的工作特性和物理力学特性的总和，是评价铸件质量水平和技术水平的基本指标。二是工程质量，指的是铸制毛坯和铸制零件的生产过程对产品质量的保证程度，即铸件在具体使用条件下的可靠性，这一指标在相当大的程度上决定于前述的功效指标，还与稳定性、耐用性和工艺性等指标有关。
一、铸件质量标准
标准是由国家承认的标准制订单位批准的对各种产品（铸件）规格、材料规格，试验方法，术语定义或推荐的工艺方法的规定。
我国的国家标准（GB）是由国家技术监督局批准并颁行的，有关铸件质量的各种标准一经接纳，贯彻与实施，可取得明显的效果和效益。
国际标准是由国际标准化组织批准并颁行的。我国是国际标准化组织（ISO）的主要成员国之一，按国家现行的政策，国际标准可以等效地视为国家标准。
我国还有各工业部门标准化组织颁行的各种行业标准，在暂时没有适用的国家标准的情况下，也可采用各种有关的行业标准。
按照国家技术监督局的规定，一些公认的外国先进标准也可以作为标准采用。
各企业还可以制订内控标准，这种“标准”可能在具体项目上较国家标准规定严格。如为了提高铸钢件的焊接性能，把碳的实际控制量比标准降低0.05%，生产成本增高有限，但铸件的适用性和机械产品的功能大增，可更好地适应国际市场需要，增加机电产品的出口竞争能力。
铸件质量标准定量地表示铸件满足一定要求的适用程度，例如抗磨白口铸铁标准GB8263-87中硬度是保证抗磨的必备条件，成分、金相组织和力学性能是供协议的保证条件，而热处理工艺、熔炼和铸造方法都是参考条件。
铸件质量标准不仅包含交货验收技术条件标准、铸件质量分等通则（JB/JQ82001—90），还有材质、检验方法、工艺和材料规格等一般性规范。
（一）、铸件精度标准
铸件几何形状精度决定于机械加工余量、铸件尺寸和重量同额定量的偏差，在其他条件相同场合下，几何形状精度从机械加工工作量和金属用量两方面来说，反映了工艺过程的先进程度。
尺寸及重量的容许偏差和铸件的机械加工余量，分别按GB6414—86、GB/T11351—89、GB/T11350——89标准和订货的技术条件决定，而实际偏差按技术检查部门的数据判定。所谓铸件尺寸控制是在实测平均值与铸件名义尺寸符合前提下，控制实测值的离散 程度。这种离散原因通常是由于生产技术条件和原材料特性等随机变化或系统误 差所引起。应该根据误 差性质作出判断和相应对策，提高尺寸精度满足标准的要求。
有时，整个铸件上只有一两个尺寸要求较严格的毛坯尺寸公差，这时就没有必要将全部尺寸都按同一等级规定公差。为提高铸件精度等级，一般可以改用金属模具，需要显著提高时则必须变换造型方法，比如采用壳型铸造或其他精密铸造工艺，但必然会导致模具费用增高，生产准备周期延长，铸件成本会成倍地增加。
评定铸件几何形状精度时，除了加工面余量、铸件重量偏差需加规定外，最有代表性的壁厚和筋厚的公差范围或偏差范围也应给定。结构必需的壁厚由铸件设计者决定，最小容许壁厚由铸造工艺师确定。在大多数情况下，设计者的决定形成图样上标出的壁厚。这一设计壁厚与实际壁厚之间的容许偏差是表征铸件几何形状精度的重要指标。
（二）铸件表面质量标准
铸件非加工表面和外观质量对铸件商品性颇有影响，它们包括：
1）表面凹凸度（涨箱、缩陷和夹砂）。
2）表面或内腔清洁度（粘砂、粘“涂料层”）。
3）平面度偏差（非加工面起伏不平）。
4）表面粗糙度。
5）轮廓清晰度（凸台、脐子等结构单元的轮廓清晰度，用肉眼评定）。
上述1、2属表面缺陷，在本书相应章节详细讨论。表面平面度偏差与铸件重量及长度有关，机床行业标准如1-1（JB2278-78）。
表1-1 不同质量（W）及长度（L）非加工面评定
铸件加工表面粗糙度可用均方根值或微观不平度10点高度（Rz）来描述。铸件非加工表面则是反映铸型表面的凹凸的状况， 无规律可循，因此用均方根值方法测定铸件非加工表面粗糙度存在困难。目前，各国都采用标准对比样块来评定铸件非加工表面的粗糙度。我国85年颁布铸造表面粗糙度比较样块标准GB6061.1-85，用表面轮廓算术平均偏差Ra及Rz（μm）参数表示不同造型方法和合金铸件可能获得的粗糙度。
·未完待续·
摘自《铸件缺陷和对策手册》陈国桢、肖柯则、姜不居著 机械工业出版社出版
铁水净化新技术
进入二十一世纪后，随着全球制造业向中国的转移以及我国制造业的飞速发展，给我国铸造业带来了飞速发展的机遇，同时，也对国产铸件质量提出了严重挑战。每个铸造企业的铸件产品，不但要受到国内先进铸造企业铸件产品的质量挑战，更要受到发达国家优质铸件产品的质量挑战。因此，如何掌握先进的核心技术，生产质量过硬的优质铸件，是每个铸件生产企业必须面对的涉及自身企业生死存亡的重大课题。
在铸件生产链中，涉及产品质量的铁水熔炼温度，铁水化学成份、造型（蕊）材料、造型制蕊工艺以及浇注工艺都已经得到较好解决的前提下，如何获取高洁净度的优质铁水，采取行之有效的铁水净化措施来生产优质铸件产品，已引起国内铸造界的广泛关注和高度重视[1]。
1.铁水洁净度对铸件质量的影响
铁水洁净度主要是指铁水中N、H、O含量和各种非金属类杂物含量的高低。在铸件生产中，一般仅凭经验直观感受，而无标准进行量化检测。但是，铁水不纯净，均匀度差是一种客观存在，无需质疑[2]。铁水中存在各种有害气体和各种非金属夹杂物，致使铁水凝固后造成了各种铸造缺陷，影响了铸件产品的使用性能[3]，已经成为铸造界的共识。
笔者在近期参加的一次小型铸造年会上，了解到某铸造企业在生产HT250柴油机气缸体时，缩松渗漏缺陷一般为6—8%，严重时高达15%—20%[4]；某铸造企业因缩孔、夹杂等铸造缺陷而引起的用于轧制型钢的球墨铸铁轧辊在用户使用过程中非正常断辊现象时常发生，不但造成了用户的直接经济损失，而且影响了轧辊生产企业的信誉[5]。由于铁水质量的原因，还造成了相同化学成份和相同金相组织的国产铸件和国外优质铸件力学性能的差异，直接影响了国产铸件产品的国际市场竞争力，延缓了我国由铸造大国迈向铸造强国的历史进程。
2.铁水净化新技术
权威专家指出：如何获取高洁净度的优质铁水，采取行之有效的铁水净化措施来生产优质的铸件产品，已引起国内铸造界的广泛关注和高度重视，但是国内铸造界一直没有拿出具体可性的措施[7]。更为严重的是，在一些分析铸造缺陷发生机理和防治措施的专著中，更多地关注了造型和工艺设计方面的问题，而忽略了铁水洁净度不高，均匀度差与铸造缺陷形成的因果关系，进而导致我们在思考造成各种铸件缺陷的形成机因时出现误区[8]。笔者在翻阅作为机械工人职业技能培训教材的初级、中级、高级《铸造工技术》专业著作时，未发现传授铁水净化技术；笔者还发现我国一些著名高校所举办的铸造专业培训班，也未 开展铁水净化技术的研究和传授。
但是，十分可喜的是，近年来我国铸造工作者在铸造生产中不但开始重视铁水净化技术的探讨和应用，而且出现了不同类型的铁水净化技术。
例如：有专家提出了包含高温熔炼，大量使用优质废钢，使用符合国际标准的硅铁而非国标硅铁和专用中间合金等一揽子铁水净化措施的“铁水净化新途径”[9]，也有专家提出了更适合各种类型铸造企业使用的“现代铁水净化技术”[10]。
2.1现代铁水技术是适合各种类型铸造企业的铁水净化新技术
我国铸造企业的基本状况是数量多、规模小，技术含量不高，铸件销售价格低。我国铸造用原辅材料的基本状况也不容乐观。在生铁生产方面，优质铁矿资源日趋紧缺，一些厂家把过去废弃不用的低品位铁矿又重新开采，使用200m3以下的小高炉生产铸造生铁；在孕育剂生产方面，大部分厂家使用便宜的氧化铁皮和含硅量低于国标的硅石，在低炉温下生产硅铁产品；在球化剂方面，大多数生产厂家使用再生稀土原料生产球化剂。在设备方面，大多数铸钢企业不仅没有先进实用的炉外精炼设备，甚至没有常规的吹氩精炼设备，大多数铸造企业没有喂线设备。由于铸件销售价位低，无法购买和使用高纯优质生铁、优质硅铁、符合国际准的硅铁和高质量球化剂。纯净度较高的废钢，由于受资源制约，大多数铸造企业无法购买和使用优质废钢。
所以，仅管“铁水净化新途径”在获得高洁净度铁水，生产优质铸件中十分有效，但是由于我国大多数铸造企业的现状和我国铸造原辅材料市场的限制，“铁水净化新途径”只适合我国少数大型先进铸造企业，而大多数铸造企业只能望“途”兴叹。
与“铁水净化新途径”形成鲜明对比的是，以使用铁神一号净化剂为特点的现代铁水净化技术投入少，使用条件宽，适应性广，是一种既适合我国少数大型先进铸造企业使用，又适我国大多数中小铸造企业使用的先进适用的铁水净化新技术。
2.2现代铁水净化技术
“现代铁水净化技术”是一种实用的简单易行的炉外净化精炼技术。现代铁水净化技术对生铁、废钢、回炉料和硅铁、球化剂等不但没有任何特殊要求，而且可以在使用锈蚀严重的废旧生铁的情况下获得高洁净度的优质生铁，因而可以满足铸造企业节能降耗，保护资源，节约成本的要求。
现代铁水净化技术的核心，是使用都江堰市金星钢铁助剂研究所生产的发明专利产品铁神一号净化剂（下称净化剂）。净化剂不但具有强烈的净化铁水作用[11]，而且具有细化晶粒的作用，因而可以增加材料性能，提高1-2个牌号。净化剂还是一种不含硅，不改变原铁水化学成份的新型复合功能长效孕育剂。作为一种不含硅的长效孕育剂，使原铁水的硅含量不必受到严格限制，拓宽了炉料选择范围，增加了回炉料使用比例[12]。净化剂还具有比较明显的降硫作用。因此，在使用净化剂对铁水进行炉外净化精炼处理的同时，获得了良好的孕育效果、细化晶粒效果和降硫效果，具有明显的净化铁水，降低各种铸造缺陷，增加经济效益的作用。
现代铁水净化技术从2005年总结推广以来，在四年时间里经过多家铸造企业使用，证明该技术确实是一项低成本的铁水净化精炼实用技术。该技术除了已经用于汽车配件生产外，还大规模地用于HT250机床铸件生产，离心球墨铸管生产，20吨—30吨大型球铁铸件生产，以及20吨以上的球铁轧辊生产，开始用于大型风电铸件生产，引起了我国铸造界和日本铸造界越来越广泛的关注。
参考文献
[1][2][3][6][7][8][9] 于永来，突破铸造瓶颈，探索铁水净化新途径，铸造纵横，2007（4）：28-29
[4] 文亦莉，田智，重型汽车柴油车柴油机气缸体缩松，渗漏缺陷的产生原因及防止措施，2008重庆铸造年会论文集：99-100
[5] 雷庆，轧辊断辊的原因分析及其防止，2008重庆铸造年会论文集：119
[10] 蒋祖滨，现代铁水净化技术，2006年首届中国大型铸锻件制造技术发展论坛论文集：123-125
[11] 田书全，袁新禄，陈勇，铁水净化剂在球铁生产中应用体会，2008重庆铸造年会论文集：104-105
[12] 蒋祖滨，净化剂在球墨铸铁生产中的应用，2007中国铸造活动周论文集：417-418
