为了使铁神一号净化剂（下称净化剂）用于铸钢和灰铸铁生产时取得更好的使用效果，金星钢研所在传统包底冲入法的基础上，通过铸造生产过程中的摸索，总结出一种新的“包内冲入法”。包内冲入法与包底冲入法的根本区别，在于净化剂放入包内的时间。使用包底冲入法时，净化剂要在出铁前放入包内，由于热包温度很高，有些成份可能被烧损而影响净化剂使用效果。使用包内冲入法时，净化剂是在出铁至三分之一左右时，投入铁水并随即与铁水发生反应，从而提高了净化剂的使用效果。
包内冲入法于2008年6月25日获得国家知识产权局发明专利授权，授权公告号CN100396402C，专利号：ZL200610021766.3。包内冲入法喜获国家发明专利，是净化剂于2007年获得国家发明专利基础上，针对净化剂加入方法的研究成果而获得的又一项国家发明专利。“包内冲入法”不但规范了净化剂的使用方法，而且从整体上提高了净化剂作为一种具有净化作用的新型孕育剂的科技含量，必将引起铸造界对净化剂的高度关注，加快净化剂的普及推广进程，使更多的铸造企业通过使用净化剂，获得提高铸件质量和增加经济效益双重效果。
连载
从铸大国走向铸造强国应从点滴做起
（二）生产条件与铸件缺陷
生产条件发展趋向决定了对铸件质量的要求，首先是对性能均匀性、表面粗糙度和尺寸精度的要求。
以一次性粘土砂型为例，紧实力逐渐提高代表这种生产方法的改善，40年代末震实造型机采用补压紧实的压力为0.18~0.28MPa，50年代为0.35~0.42MPa，70年代为0.70~1.40MPa。紧实压力提高保证铸铁件内部致密，同时达到尺寸稳定性和铸件表面光洁的严格要求。
铸铁件中缺陷的60%直接与造型有关，造型的条件改善，对质量管理提出新的要求，型砂控制要求更为严格。完善的质量管理同样是生产高质量铸件重要条件，否则，先进的工艺方法也难以发挥应有的作用。
生产条件发展趋向也决定了工艺过程控制的难易，自硬树脂砂生产控制比粘土砂易，应用这种混合料生产机床铸件，劳动强度可降低50%，缺陷率由5.4%降低到1.1%，车间生产能力提高了20%。
钛及其合金具有强度与重量比值高、耐腐蚀的特点，因而在航空和化工机械中越来越多地代替不锈钢和超级合金使用。但是，因为在铸造过程中很难克服其液态时化学活性强及其与铸型和其他物质作用强烈的弱点，所以钛铸件的应用大大低于其技术上的潜力。类似这种情况是由于对铸件缺陷形成机理的尚认识不足。
原材料管理是基本生产条件。按照质量管理要求，这方面管理首先按质量标准进行采购订货。如发现原材料规格不符合标准时，应予退货并报废。我国原材料标准和产品（铸件）标准（国家标准）是协调的。例如铸造生铁中有低硫（≤0.02%）、低磷（≤0.05%）、低锰（≤0.2%）。球墨铸铁用生铁（GB1412—85），从原材料看生产出高韧性球墨铸铁350—22（ISO1083）应无问题，但考虑到国内生产过程控制水平，GB134888最高档次仅提至QT400—18A。延伸率放低一个档次是由于国内现阶段球墨铸铁件生产存在着韧性普遍较低的缘故。
生产条件的重要内容之一是过程控制，包括工艺管理和生产管理。工艺是铸件生产的依据，只有完善的工艺才能得到高质量的铸件。这反映在工装的设计、制造、管理、工艺卡片编制等应完美无缺。生产管理强调生产中的工艺纪律检查和生产过程检测。当前大部分工厂的铸造生产，相当一部分工序依赖手工操作，因此必须加强对操作人员的教育，并辅以适当的经济和行政措施，严格按工艺守则操作，避免随意性，防止偶发性铸件缺陷的出现。工序间检验在铸造生产中还是一个薄弱的环节，必须给予高度重视。如型砂性能检测、炉前检测及各种熔炼、加热设备的参数测控和各种材料试样的性能检测等。工序间检验及时发现过程偏差，防止铸件产生缺陷。
对铸造工人要求掌握上岗技术，自觉保养设备和管理好工器具，并具有一定质量意识。此外，应该考核其文明生产习惯、工作态度是否认真和随时注意工作环境及维护生产秩序。
从业人员还应懂得铸件缺陷生成与其操作之间的关系。因为缺陷不一定是一种原因形成的，要消除或减少缺陷必须综合治理才会收到良好的效果。从业人员应努力提高其本位工作质量、协调相邻工序工作，避免缺陷发生。
三、废品率
在铸件质量分等通则（JB/JQ82001—90）中，质量等级以外的铸件称为不合格品，铸件作为商品如不满足订货合同规定的要求也是不合格品。
不合格品也称不良品。不良品可分为废品、次品、返修品和回用品（回炉料）。
废品是指不符合规定要求而不能正常使用的产品，或是铸件缺陷无法修补或修补费用太高，经济上不合算的不合格品。在铸造生产中废品还分为外废（件）与内废（件）。外废是指铸造车间以外的场所（例如机械加工车间等）检验出来的废品。内废则是指在铸造车间内，由铸造工作者自己检查出来的废品。内废在本手册中与回用品的意义相同。
次品是指存在缺陷但不影响产品主要性能，如外观有少量砂眼等。造成次品也不一定是由于有了铸件缺陷，机械损伤或加工差错也可能导致次品。
返修品是指在技术上可以修复，并在经济上值得修复的不合格产品，铸钢件的焊补是一个例子。汽缸盖等需要承压的铸件发生渗漏时，在真空处理后，用浸渗剂加压填充缺陷可减少内废率。
回用品，实质上即废品。废品一般作为工业废料回收其残值，而回用品一般由本企业作为熔化炉料回收，再次投入本企业的生产。
在规定期内，铸件废品量（W1）（内废量）占合格铸件量（W）、废品量（W1）及铸造车间自用件量（W2）（例如砂箱、芯骨等）之和的百分比，称为废品率或内废率（P1），即
P1对铸件质量无意义，因为铸件质量只能以铸件使用特性来评判，而内废件没有出车间大门，是不具有任何使用特性的。但是出厂废品（外废件）却颇为接近铸件质量概念。设外废量为W外，则（W—W外）/W反映无缺陷铸件比例的高低或者称为铸件无缺陷水平。近年来铸造车间倾向对出厂铸件进行预加工（粗加工），其目的在于提高铸件无缺陷水平。
（一）废品与铸件质量
废品在经济上造成的净损失容易计算。所谓净损失是指在废品的实际成本中扣除了回收材料或废料价值后的损失。对内废而言，这部分废品上投入的原材料、能源、人工和设备使用费用都将化为乌有（最多能回收一部分原材料，其它费用是无法回收的）。对外废而言，这部分废品上的加工费用和运输费用更为高昂。废品损失是我国不良品损失中最主要部分。内废量高时，外废量亦大。产生废品的工序越靠近成品工序，造成的经济损失就越大。外废铸件甚至打乱全厂生产计划，延缓生产任务的完成。
尽管降低废品损失和铸件质量成本管理，都是直接向质量要效益的重要内容，但不能把消灭废品，降低损失，同产品质量管理所需费用混为一谈。质量成本在国家标准GB6583.1—86中的定义是：将产品质量保持在规定水平上所需的费用。而产品质量也包括铸件质量，如前所述的使用特性的总和，它与内废（件）没有任何联系。铸件在铸造厂内报废只对厂的经济指标（价格、成本）产生影响，虽是产品管理系统一项综合指标，但不是铸件质量指标。
因此企业中降低废品率的措施，是一个过程，其目的是降低生产费用，而不是提高产品质量。同样一种铸件，甲厂铸件废品率（内废率）低于乙厂，但不能说甲厂产品质量比乙厂高，因为评判标准（铸件使用特性）是相同的。只能说甲厂的铸件废品率低，它的生产费用比乙厂低。乙厂废品率高，可能有以下三方面原因：①技术水平低，生产技术管理差；②对于铸件要求过于苛刻；③由于对遵守要求进行了严格的监督。
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
实用新技术推广
无硅孕育剂的孕育机理及孕育优势
蒋祖滨 都江堰市金星钢铁助剂研究所 四川都江堰 611830
长期以来，铸造界主要用硅铁或不同类型的硅基孕育剂对铁液进行孕育，以求获得不同的孕育效果。自从获得两项国家发明专利的铁神一号净化剂（下称净化剂）于2004年批量生产投放市场以来，铸造界先是对这种不含硅的无硅孕育剂的孕育机理产生疑虑，而后在逐步认识净化剂的过程中，逐渐发现净化剂在铸造生产中显现出的越来越多的孕育优势。
1、无硅孕育剂的孕育机理
铁神一号净化剂是一种不含硅的无硅孕育剂，主要成份是SiO2、CaO、MgO和La—Lu等。净化剂已经被即将由机械工业出版发行的《冲天炉技术手册》收录于该收第四章“铁液孕育剂”一节。该章节这样介绍净化剂的性能特点：“净化剂由多种氧化物组成，不含Si、不增Si、不影响原铁液化学成份的非硅铁基矿物类新型复合功能长效孕育剂。”
作为一种不含硅的新型孕育剂，净化剂是怎样对铁液产生孕育作用的呢？要解释无硅孕育剂的孕育机理，首先要了解硅基孕育剂的孕育机理。
现代孕育理论认为[1]：铸铁凝固时，SiO2晶体可以作为铁液石墨结晶的外来晶核，对石墨的形成引起促进作用。张文和[2]认为：孕育剂中大量的Si，在铁液中溶解氧化生成大量的SiO2，正是大量的SiO2强化孕育作用形成细小分散的石墨，改善了铸铁的力学性能。
也就是说硅铁类孕育剂加入铁液时，并不是Si直接对铁液起孕育作用；而是分为两步，第一步，硅铁中的Si被氧化为SiO2，第二步，大量SiO2包围依附在硫氧化物之上形成外来晶核，对铁液产生孕育效果。
既然如此，为什么我们不能认为：净化剂这样的无硅孕育剂加入铁液中时，净化剂所含的大量的SiO2直接作用于铁液而产生了良好的长效孕育作用呢？
上述解释并不一定完善和恰如其份。但是，既然“目前尚未探明硅锶孕育剂特殊孕育效果的原理，只是生产实践中证实了其功效[3]”，并不影响锶硅合金被誉为超级孕育剂。同理，净化剂的孕育效果在五年生产实践中，经过了数百家用户验证，并且成功进入日本铸造市场。我们完全可以认为：净化剂是用自己实实在在的使用效果，确立了自己在孕育家族中的地位。
2、无硅孕育剂的孕育优势
净化剂作为一种新型的无硅孕育剂，自2004年投入市场以来，在铸造生产实践中已经显现出诸多的孕育优势，不仅在国内铸造市场广泛用于灰铸铁、球墨铸铁和铸钢钢（铁）液的孕育和净化精炼，而且成功进入日本市场。
2.1无硅孕育剂对灰铸铁的孕育优势
试验[4]用硅钡孕育剂和无硅孕育剂净化剂对HT200铁液进行孕育。硅钡孕育剂加入量0.7%，净化剂加入量0.6%，加入浇包冲入铁液，制作试棒检测结果见表1。
|
试样编号 |
断面硬度/HBS |
抗拉强度/mpa |
断面硬度差/HB |
|
加入净化剂 |
181 |
261 |
35 |
|
加入硅钡孕育剂 |
177 |
252 |
46 |
试验[5]用硅钡孕育剂和无硅孕育剂铁神一号净化剂对QT450—10球墨铸铁铁液进行孕育处理，球化处理温度1520℃1550℃，试棒浇注温度1400℃1430℃。球化处理和孕育处理同步完成，球化剂加入量1.5%，净化剂加入量0.6%，硅钡孕育剂加入量0.7%，试棒检测结果见表2。
参考文献
[1][2] 张文和，低钙钡的硅钡孕育剂[J]，现代铸铁.2006(5):24-26
[3] 张文和、丁俊、聂富荣等，铸铁的孕育剂[J]，铸造工程师.2008(1):19-22
[4] 蒋祖滨、刘金海、曾大本等，铁神一号净化剂对灰铸铁组织和力学性能的影响[J]，铸造技革新术.2006(3):234-236
[5] 蒋祖滨、刘金海、曾大本等，铁神一号净化对铸态球铁金相组织和力学性能的影响[J]铸造技术2006（8）74—776
短消息
铁神一号净化剂开始小批量进入日本铸造市场
获得高洁净度的优质铁液和对铁液进行低成本强化孕育，是全球铸造界面临的两个必须解决的重大课题。铸造技术十分先进的日本铸造界，为了很好的解决净化铁液和强化孕育两大难题，从2006年开始试用由都江堰市金星钢铁助剂研究所独家研制并已获得两项国家发明专利的铁神一号净化剂（下称净化剂）。作为一种不含硅的新型孕育剂——净化剂终于以强烈的净化铁液效果和长效孕育效果以及低廉的使用成本，争取到了进入日本铸造市场的话语权，从2008年开始小批量进入日本铸造市场。
净化剂开始小批量进入日本铸造市场，应当引起包括铸造学术界在内的国内铸造界的高度重视：净化剂为什么能够进入铸造技术十分发达，铸件质量过硬的日本铸造市场？希望通过对这一疑问的思考，国内铸造界能够进一步认识铁液净化精炼对提高铸件产品质量和降低铸造成本的重要性，进一步认识净化剂，加快在国内铸造界普及推广净化剂的进程。
