五、铸造质量管理

铸造工厂的全面质量管理包括对铸件进行质量控制和铸件质量保证方法两部分。它是在铸件技术要求规范全面合理的前提下，在工厂推行的质量体系。对铸造行业而言，其特点是工序多，联贯性强，每道工序变量多，这些变量检测难、不易控制，最终可能都反映到缺陷的成因上。因此铸造质量管理对缺陷控制而言，应把预防其发生放在第一位，不断地研究、解决各项质量问题。还要通过积极的市场调查，不断地掌握消费者或用户对质量的要求，进行认真的售后服务，以保证市场质量。质量管理是全面的、集研制开发、生产检验和销售服务于一体的活动的总和。

（一）铸件质量控制

铸件质量决定于每一道工艺过程的质量。对铸件质量进行控制，实际上是全过程质量控制（TQC），将过程处于严格控制之中，不出现系统误差（由异常原因造成的误差）。过程中由随机原因产生的随机误差，其频率分布是有规律的。这种利用数理统计方法将铸造过程中系统误差和随机误差区分开来是质量控制的基本方法。这种方法又称之为统计过程控制（SPC）。

铸件质量控制首先在于稳定生产过程，避免系统误差的出现和随机误差的积累。其次要提高工艺过程精度，缩小误差频率分布范围或分散程度。

过程控制包括技术准备过程、图样和验收条件的制订；铸造工艺、工装设计的验证；原材料验收；设备检查；工装几何形状、尺寸精度和装配关系检查等；另外，还包括熔炼、配砂、造型、制芯等工艺参数的控制。

控制方法是定期记录工艺参数进行统计分析，判断车间参数误差频率分布及性质，对每一中间工序的结果进行检查。图1-7表示出铸铁车间的铸造工艺过程质控站（QC）及整个控制程序。

质控站还应贯彻并使操作者严格执行操作规程。工厂考核铸件质量，按铸件产生缺陷的原因，追究个人或生产小组的责任。由于铸件产生缺陷的原因是多方面的和复杂的，有些缺陷是由多个因素引起的，故不容易划分各自应承担责任的百分比。为了解决由于划分不公引起争端，应该加强中间检查，应对每一道工序的质量（特别是主要工艺参数和执行操作规程的情况）进行严格的控制，从而确定个人或小组的质量责任。例如质控站按规程抽查型砂的性能，如果不符合标准的规定，就应当根据超过标准的百分数来衡量配制型砂者的工作质量，并据此来决定奖惩的程度。

影响铸件质量的因素众多，加强质控站的中间检查的另一好处是将所有影响因素都置于严格控制之下，任何一道不合格操作，都消除在最后形成铸件之前。

过程中出现的问题就是铸件发生缺陷，一般都按P（计划）、D（实行）、C（检查）、A（处理）质量体系活动模式的步骤进行改进。除此外，分析具体的铸件缺陷时还需要明确问题、分析数据和设计试验等。

（二）铸件质量保证

质量保证（QA）因生产铸件质量要求而有差别。超级合金铸件同无牌号铸铁件相比较，它们的质量要求当然不同，但是它们在不同质量要求或规格前提下，生产质量均需稳定，因而要在不同水平上建立起保证体系。

这种体系主要是由用户对铸件生产者一方提出：要求了解铸件承制方质量保证体系水平是否与对铸件的要求相适应。如质量保证的水准低于铸件质量所要求的，则不能保证铸件质量的可靠性。在这种情况下，承制方得不到信任，应被更换。

质量保证体系构成分软件和硬件两部分，在软件上要求承制方：

1）质量管理机构健全。

2）质量责任制度明确。

3）质量信息网络全面、灵敏和功能齐全。

4）有完善的标准化组织。

5）计量工作完备。

6）对从业人员的质量教育经常化。

7）产品的技术档案详细，管理机能好。

技术档案的内容因铸件的要求而不同，对特别重要的铸件，应容许用户查到从事造型、合型、熔炼及浇注的人员，甚至可查到热处理、探伤、焊修者的操作记录，以及焊修人员所用焊条的牌号和批次。

承制方拥有的基本设施和技术，也是保证铸件质量要求的必需手段。例如满足出口要求的铸钢件，浇冒口断口痕迹必须用碳弧气刨清除平整，并把它列入生产过程作为一道工序，以保证铸件质量。这方面的要求还有：

1）生产设备应围绕铸件质量要求进行调整。铸件精度要求高，造型设备水平应相应提高。

2）工艺装备，企业应具有一定的工装设计水平及制造与维修的、保养和管理的能力。

3）生产过程中的监控是实施质量管理所需数据的来源，要求质控点足够，布置合理和符合经济生产的原则。

4）产品的检验手段完备，防止不合格铸件漏检出厂，是完成质量保证体系中的关键环节。

除上述软硬件内容外，一个企业中从业人员的素质往往在质量保证体系中起决定性作用，应该通过培训和教育，予以保证和提高。

　　一群人，行色匆匆。在漫长的跋涉中，他们都希望以最简捷的方式实现自己的目标，到达梦寐以求的终点。

　　这是一条通往终点的捷径，但是有一条河拦住了他们的去路。河水波涛汹涌，根本无法逾越。

　　人群在河边观望了很久，万般无奈之中只得各自散去，他们希望能够找到新的路径绕过这道天然的屏障。最后在河边只剩下三个人。

　　第一个人仔细观察着河水，他先是扔下几块石头试试水的深浅，又扔下几根树枝看看水的流速，然后选择了一个合适的地方，脱下衣服，勇敢地跳了下去。河面很宽，但他终于还是游了过去，他到达了彼岸，骄傲地挥动着自己的拳头。

　　第二个人在河边徘徊着，思考着，很快他走进树林，砍伐树木，编制木筏，他将木筏放到了水里，跳了上去。虽然河水很急，木筏在河中剧烈颠簸充满危险，但这个勇敢的人也到达了彼岸。

　　第三个人显得非常的瘦弱，夜幕已经降临，而他仍然没能过去。他既不会游泳，也不会伐木制造木筏，但他知道，也许这里是到达终点的唯一出路。他望着这不可逾越的鸿沟，观察着满天的星斗，坐在岸边，思考了很久，最终他决定先在岸边找一个地方安顿下来。

　　日复一日，天气越来越冷，他静静地等待着机会的来临。终于不出所料，宽阔的河面结起了厚厚的冰凌，天堑变成了通途。他抖擞精神，没有费太大的力气，成功地到达了彼岸。

　　三个人都到达了目的地，而其他的人仍在对岸苦苦寻找出路。

同样的路程，智者凭其智，能者凭其能，他们都找到了通往彼岸的捷径，而平庸者只能仰天长叹，只能怨天尤人。也许，捷径不仅仅是路，捷径有时候也是方法，也是能力是智慧，但捷径只能属于强者，庸人没有捷径，甚至没有路。

 

 

胡国祥1，蒋祖滨2，王录才3

(1.山东富祥铸造有限公司；2.都江堰市金星钢铁助剂研究所；3.太原科技大学)

在现有铸造技术理论与生产实践中，冶炼高炉铁液首先通过铸模成型为生铁，即铸造生铁，然后再经冲天炉二次熔炼，通过铸型浇注而成为铸件产品。那么，冶炼高炉铁液能不能直接用于铸造铸件呢? 本文就此问题进行了实践探索。

1.生产条件和研究目标

1）生产条件：①冶炼设备:冶炼高炉:35M3小型炉，生产正常情况下每小时出铁液3吨左右；3t—5t冲天炉1座，2座炉不双联，单独化铁。② 生产方法:V法铸造；③铸件:叉车配件，小的300Kg—400Kg，大的3000 Kg—4000 Kg。

2）研究目标：①控制高炉铁液的成份和温度[1]：冶炼高炉是以矿石和烧结料为主要原料，保证铁液的成份和温度至关重要。②保证冶金特性：高炉铁液用于V法铸造产品，不允许铸件有白口化倾向。③ 提高经济效益：采用冶炼高炉铁液用于V法铸造，减少冲天炉二次熔炼，可有效的节省原材料和能源，降低生产成本。④提高生产量，加快资金周转：提高生产量，促进企业资金流通加快，增强企业活力,同时,产量的提高，也可以降低生产成本。

2．生产过程及控制

1）高炉铁液经出铁槽流入5t铁水包，经平车卷扬装置或叉车送入铸造车间，再用行车吊运至生产工场。如高炉铁液大于铸件重量，就可以直接浇注；如小于铸件重量，则将高炉铁液倒入另一大铁水包中，再利用冲天炉铁液补充，然后浇注重大件铸件。

2）每炉次高炉铁液都要进行化验，以利于合理配料，调整成份，减少铸件白口化倾向，防止铸件疏松等缺陷出现。叉车配重的材质为HT100—HT150，对化学成份没有特殊要求，但铸件不得有裂纹和疏松及白口化倾向出现。在操作过程中，严格控制炉料的化学成份，对含硫、磷高的矿石、烧结调整配比，尽量少用，最多不超过30%；即好矿石40%，硫、磷高的矿石20%，烧结料40%。高炉铁液经出铁槽流入铁水包时，即取铁液标样进行化验，化学成分C:3.0—3.5,Si:1.4—2.4, Mn:0.5—1.3,S:0.05—0.08,P:0.06—0.15,。凡化学成份符合14—22号生铁标准，即可对铁水包内的铁液进行孕育处理，孕育的方法可参见《铸造手册》[2]。铁液经孕育处理后即可进行转运、浇注。本公司2008年7—8月份 V法铸造中用高炉铁液浇铸400吨产品出口国外，得到了用户首肯。2008年10月试产30叉车配重100吨，出口到国外一中美合资企业，经用户检测达标，现已获得大批量生产订单。对于材质要求在HT200或以上的铸件，能不能利用高炉铁液进行直接浇注，还有待继续研究和探索。

3） 铁液浇注温度控制在1250℃—1280℃。如高炉铁液通过铁水处理、转运等过程，温度低于要求温度，可利用冲天炉高温铁液配合，以保证铁液的流动性。

4）控制高炉铁液的洁净度。通过对高炉铁液浇注的铸件产品的检测，发现凡报废的产品，其铸件结晶组织石墨粗大，组织疏松，而且有较多的非金属夹杂物形成的孔洞。分析研究认为，造成这种原因是因为高炉铁液洁净度不达标。因为高炉化铁是以矿石、烧结为主要材料，非金属夹杂物易混入铁液，造成铸件缺陷。后来采用铁神一号净化剂[3]（以下称净化剂）对高炉铁液进行炉前净化精炼。发现铸件基体组织细密、石墨细化，非金属夹杂物和孔洞消除。使用净化剂净化精炼高炉铁液500余吨应用于V法铸造产品，合格率达到99%。

 5）浇注过程中应严格把关。因为再洁净的铁液在浇注吊运时仍有少量非金属夹杂物上浮至铁液表面，浇注时除了加强挡渣外，必要时还设置避渣系统，以免非金属夹杂物流入型腔影响铸件质量。

3. 冶炼高炉与冲天炉的配套  冶炼高炉与冲天炉是否配套工作，视生产批量和铸件的重量而定。生产批量大，铸件重量大于冶炼高炉铁液生产率时，冲天炉与冶炼高炉一起运转；生产批量小，铸件重量低于冶炼高炉铁液生产率时，不用冲天炉，全部利用冶炼高炉铁液。多余的冶炼高炉铁液可通过另一出铁槽流入铁模而成型为生铁。所以，冶炼高炉与冲天炉的有机结合是提高产量的有效途径；直接利用冶炼高炉铁液减少了冲天炉的二次熔炼，是降低生产成本的有效方法。                 

 4.利用冶炼高炉铁液的经济效益  冶炼高炉的生产特性是连续作业，操作员分三班工作制，V法铸造作业人员与之配套。冶炼高炉铁液应用于V法铸造，由于减少了冲天炉的二次熔炼，每利用1吨铁液，可节约生产成本焦炭、电力、人力等资金700—800元，经济效益十分可观，企业竞争力加强。

 

参考文献

[1]中国机械工程学会铸造分会．铸造手册（第一卷 .第十一章）[M]．北京：机械工业出版社，1997：675.

[2]中国机械工程学会铸造分会．铸造手册（第一卷．第四章）．北京：机械工业出版社，1997：208

[3]蒋祖滨．现代铁水净化技术．铸造设备研究  2007（3）：33-35