经典铸造
从铸造大国走向铸造强国应从点滴做起
连载LIAN ZAI
（二）修补与缺陷防止
铸件缺陷通过修补后可以使内废率降低。在正规生产车间，修补是铸件最终检查站的后续工序。铸件修补后再经热处理、打磨清理、表面涂漆、入库。返回修补必须追加一定数量的原材料、人工、能源和设备使用费用，才能使这些返修品得以修复，成为合格产品。需要指出，由于铸件缺陷的特点，即使某些不合格品在技术上可以修复，但在经济上却是不值得修复的。因为有可能投入修复的人力、物力和财力获得的利润小于投入新产品生产的利润，在经济上是不值得的。铸铁件孔洞类缺陷可以进行焊补修复，但焊补费用超过回炉重熔、浇注造型费用，故在经济上不可取。
在铸钢件孔洞类和裂纹缺陷焊补返修工作上，也存在类似的经济分析问题，可焊补的范围是有限制的。根据铸钢国际标准ISO4990“铸钢件交货通用技术条件”对需要重大焊补的铸钢件，工厂生产方应取得买方的事先同意。所谓重大焊补是指为焊补而准备的凹坑深度超过壁厚的20mm或25mm（二者之中以较小为准）或凹坑面积超过65cm2时，以及需经液压试验的压力容器铸件。但也不一定有缺陷就得返修，例如一般用途铸钢件，均匀壁厚（无模数梯度）或热节中心部位危害性不严重的中心缩松或缩孔，如不明确规定必须消除时，通常不进行返修。这样可使铸件的工艺出品率高，并避免使用冷铁，从而降低铸件生产成本。
通常返修损失是返修材料、人工和能源动力损失之和除以返修合格率。按铸件名目汇总可得到铸造车间全部返修损失。通过大量统计分析可知，从返修所得经济收入来挽回损失是有限的，返修目的是争取提前交货期限，或完成车间一定期限内生产率指标。
为保证均衡生产，同时减少返修损失，最经济的作法是提高铸件产品合格率。铸钢件表面缺陷返修难。如采用高品位铸型材料虽然提高生产成本，但比返修损失要小得多。选择最佳原、辅材料进行生产，是预防质量事故、防止缺陷发生的首要措施，最能体现用最经济的手段生产出用户满意的铸件。
铸件焊补涉及到铸件的寿命和工作可靠性，而可靠性是产品的重要质量特性。修补件的可靠性是否能与非修补件一致是人们担心的问题，故对修补工艺、焊补质量给予了高度重视。经验证明，如果焊补质量无保证，哪怕在焊补区存在1%的“缺陷”，也会在产品使用中发生问题，造成物质上及工厂信誉上的重大损失，因此，修补质量必须进行严格检验：检验焊补前缺陷处是否清理干净、待焊表面是否清洁、焊接倒角是否合理。焊补后的焊缝是否平整、焊补处及周围有无裂纹、夹渣等缺陷。焊补前后应辅以无损探伤（磁粉探伤等），保证焊补质量的可靠性。
四、缺陷率
有缺陷的铸件数量与生产总量之比称缺陷率。缺陷率通常大于不合格品率，是铸造厂进行质量管理时评估铸件质量是否稳定的指标。
缺陷有两类：一类是度量的，另一类是计数的。可计数的缺陷又分为计件和计点两种。
可以用仪表尺度来测量的缺陷属度量类缺陷。
不是所有缺陷都能用仪表尺度来衡量的，例如气孔缺陷一般用计数的办法来得出数据。计数数据的特点在于它们是不连续的，非负的整数。针对气孔这类缺陷计数来衡量这批产品的质量，这类计数数据称为计件数据。
计件数据有两种表示法：一种是直接把计件数据写出来（在质量管理中称作C数据），另一种是把它们折算成百分率数据写出来（简称P数据），如缺陷率。
对于某些缺陷如夹砂，在计件的同时，还要求在一个铸件上计数，看有几处夹砂。假设以5个铸件作为检查单位，汇总夹砂处数或面积大小就可比较缺陷的为害程度，这是又一类计数数据，称为计点数据。由于计点数据在数学上具有类似于计件数据的性质，因此也简称为C数据。
综上所述，缺陷的数量有三种方法进行衡量，即计数获得的C数据和P数据，以及代表度量法。
工厂检查铸件可能百分之百的检查，或者从整批铸件中抽样检查，即抽取一个或几个样组来检查。经验告诉我们，即使作百分之百的检查，也不一定能把缺陷铸件全部检查出来。抽样的检查能省工且效果不差，但必须采取正确措施使样组的检查结果能反映出整批铸件的缺陷情况。计数缺陷率分布图使得参差不齐的样组检查结果统一起来，是公认的有科学根据的定量方法。
—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
行业新动态
铁神一号净化剂成功进入铸铁孕育剂系列
铁神一号净化剂（下简称净化剂）作为一种不含硅的新型孕育剂，已经被由机械工业出版社组织编写的大型工具书《冲天炉技术手册》收录，成功进入铸铁孕育剂系列。此举不仅在于使净化剂名正言顺地进入铸铁孕育剂系列，而且更因净化剂的加入而丰富了铸铁孕育剂的种类。使我国常用的铸铁孕育剂的种类从7种增加到8种。由该书确认的我国常用铸铁孕育剂的种类是：1）硅铁（FeSi）；2）硅钙（CaSi）；3）钡硅铁（BaSiFe）；4）锶硅铁（SrSiFe）；5）稀土钙钡硅铁（RECaBa）；6）稀土铬锰硅铁（RECrMn）；7）氮系稳定化孕育剂（DWF）；8）无硅矿物类净化型孕育剂（净化剂）—TSYH。
对于净化剂这个刚刚加入我国常用铸铁孕育剂家族的新成员，该书对净化剂性能的表述为：
（8）无硅矿物类净化型孕育剂（净化剂）—TSYH。无硅矿物类净化型孕育剂（净化剂）—TSYH与传统孕育剂不同之处是不以硅铁为基，以多种粉状矿物盐机械混合而成，主要成份是SiO230—50、CaO0.2—1、MgO1—5、La…La0.01—1.0，兼有孕育、变质、净化和聚渣等多重强效、长效功能，适用于各类铸铁的孕育与净化，也适用于钢水精炼。用于耐水压、高致密的铸件，孕育效果更为明显。
该书表4—38我国常用的商品化铸铁孕育剂种类、性能及适用，对净化剂“性能特点”表述为：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分的非硅铁基矿物类新型复合功能长效孕育剂。用于灰铸铁可显著增加A型石墨数量，用于球铁则显著增加石墨球数，减小石墨球径，使之更细小圆整且分布均匀。有效孕育时间灰铸铁可长达30分钟，球墨铸铁可达20分钟，并且具有强烈的净化铁液作用，是比较理想的铁液孕育、净化精炼剂，同时有强烈细化晶粒的作用，对于合金铸铁可降低钼镍铬铜的加入量。采用小包定量包装，用改进型“包内冲入法”加入。
对于净化剂的“适用范围”，该书认为：净化剂适用于灰铸铁、球墨铸铁、耐磨合金铸铁的孕育，也适用于钢水净化精化精炼。
加入量：0.5—0.6%
都江堰市金星钢铁助剂研究所
二○○八年八月
论文一则
铁神一号净化剂对含Ba孕育剂的比较优势
蒋祖滨 都江堰市金星钢铁助剂研究所 四川·都江堰 611830
在现代铸造工艺条件下，强化孕育和对铁液进行有效的净化精炼已经成为进一步提高铸件产品质量的重要手段。在我国常用的十多种孕育剂中，铁神一号净化剂（下称净化剂）和含Ba孕育剂均属于高端长效孕育剂。有专家认为[1]：含Ba孕育剂最重要的作用是减缓孕育衰退，具有很强的促进石墨化的能力，可改善薄壁铸件中石墨的形态和分布状况，进而减少厚薄部位的硬度差。含Ba在20%—30%的SiBa孕育剂，能显著降低铸铁的白口倾向，可保持孕育效果的时间增至30min左右，特别适用大型铸件，而用于小件可能导致产品珠光体量不够。认为含Ba在2%—3%的含Ba孕育剂，是值得广泛推广的孕育剂[2]。
对于铁神一号净化剂（下称净化剂），铸造界对其认识稍晚一些。机械工业出版社正在编印的大型工具书《冲天炉技术手册》将净化剂定义为“无硅矿物类净化型孕育剂”，认为净化剂兼有孕育、变质、净化和聚渣等多重强效、长效功能，适用于各类铸铁的孕育与净化，也适用于钢水精炼，用于耐水压高致密的铸件孕育效果更为明显。
对于净化剂的性能特点，《冲天炉技术手册》认为：净化剂是由多种氧化物组成，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。用于灰铸铁可显著增加A型石墨数量，用于球铁则显著增加石墨球数，减小石墨球径，使之更细小圆整，且均匀分布，有效孕育时间灰铸铁可长达30分钟，球墨铸铁可达20分钟，并具有强烈净化铁液作用，是比较理想的铁液孕育、净化精炼剂，同时有强烈细化晶粒的作用，对于合金铸铁可降低钼、镍、铬、铜的加入量。
在基本了解了净化剂和含Ba孕育剂的基础上，对两种高端长效孕育剂进行比较，供铸造同仁选购孕育剂时参考。
1、价格
净化剂长期保持每吨11000元的价格，其中包含到二级城市运费。含Ba孕育剂2008年1—3月不含运费价为每吨11000元[3]。净化剂具有一定的价格优势。
2、孕育
净化剂和含Ba孕育剂都是长效孕育剂，对灰铸铁的有效孕育时间都可以维持30分钟左右，基本持平。
表1[4]净化剂和BaSiFe对HT200试棒冶金质量指标的影响
表1数据表明净化剂具有一定的孕育优势。铸造生产实际结果表明，净化剂既适合大型灰铸铁件生产，也适合小型灰铸铁件生产，应用范围广泛。
3、铁液的净化精炼
专家认为[5]：铁水不纯净，均匀度差是一种客观存在，无需质疑。铁水中存在各种有害气体和各种非金属类杂物，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，已经成为铸造界共识。因此，如何获得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，已经引起国内铸造界的广泛关注和高度重视[6]。
五年来，伴随着净化剂在铸铁生产中的广泛应用，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”[7]。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拥有自主知识产权的发明专利产品铁神一号净化剂。净化剂不但具有强烈的净化铁水作用，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[8]。
正因为净化剂具有强烈净化铁液的作用，使其顺利进入了日本铸造市场。未见含Ba孕育剂具有净化铁液作用的相关报道，因此，相对于含Ba孕育剂，净化剂对铁液独具净化精炼能力，成为提高铸件质量，增加经济效益的唯一选择。
4、细化晶粒，减少合金加入量
在高牌号铸件生产中，添加不同合金金属，以便细化晶粒，提高铸件综合性能，成为一种非常必要的工艺措施。如何减少合金属加入量以降低生成本，成为急待解决的重要课题。
由于含Ba孕育剂良好的孕育效果，对晶粒具有一定的细化作用，但是未见可以减少合金加入量的报道。
铸件生产实际证明：净化剂可以明显细化晶粒，可以减少合金加入量。如某机器公司，生产单件重达20—30吨的大型注塑机球铁铸件产品，使用净化剂前，每吨铁液加入9公斤电解铜，使用净化剂后，每吨铁液只加入3公斤电解铜，达到了同样的效果，每吨铁液少加入6公斤电解铜，大幅度降低了生产成本[9]。
5、增加回炉料用量，降低炉料成本
净化剂是孕育剂家庭中少有的不含硅，不增硅的长效孕育剂。在使用净化剂处理铁液时，可以增加回炉料用量，减少生铁用量和硅铁用量，从而降低炉料成本。净化剂在球铁生产中的成功使用，打破了厚大断面球铁墨铸铁件“不能过多使用回炉料和硅含量过高的生铁以及原铁液硅含量不能超过一定范围”这个禁区[10]，解决了“是否可以适当提高原铁液硅含量以充分利用Si固熔强化铁素体的作用，通过提高原铁液Si含量来提高厚大断面球墨铸铁件的力学性能”[11]这个难题。
6、结论
在确认含Ba孕育剂是值得广泛推广的孕育的前提下，通过对净化剂和含Ba孕育剂各种性能的逐一比较分析，认为净化剂在具有与含Ba孕育剂相同的长效孕育作用的同时，更具有较为低廉的价格优势、综合孕育优势、净化精炼优势、细化晶粒优势和增加回炉料用量，降低炉料成本的综合优势。使用净化剂处理铁液更能提高铸件综合质量，增加企业经济效益。因此，净化剂在铸造界广泛推广具有十分重要的现实意义和深远的战略意义。
参考文献
[1][2]肖彬，灰铸铁孕育的几个问题[J]。现代铸铁，2008.（2）：36—39
[3]耿学芳，2008年3月初北京地区铸造材料价格表[J]。铸造世界报，2008.（3）：32
[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]铸造技术，2006.（3）：234—236
[5][6]于永来，突破铸造瓶颈，探索铁水净化新途径[J]。铸造纵横，2007.（4）：28—29
[7]蒋祖滨，现代铁水净化技术。今日铸造，2006（6）:164—165
[8]蒋祖滨，铁水净化新技术。铸造纵横，2008（5）：42—43
[9][10][11]丁霖溥、丁刃锋、柴树繁等，大型厚壁球墨铸铁体的质量控制，铸造1977（1）27—30
