机床铸件产品质量控制的关键问题

来源:南粤论文中心 作者:马戈 发表于:2013-10-25 23:06  点击:
【关健词】机床质量;机床铸件;控制
 摘要:影响机床质量的因素是多方面的,占机床重量70%-80%的机床铸件质量是重要因素之一。机床对铸件的质量要求包括:较高的抗压强度和抗拉强度、良好的精度、高弹性模量、良好的耐磨性、减震性、良好的切削和铸造性能以及高尺寸精度和低表面粗糙度等。本文主要以这些方面的质量要求为基本框架,结合作者在实际工作中的摸索和经验,来仔细探讨一下控制铸件产品质量的关键问题。

     中图分类号:TG502.6 文献标识码:A 文章编号:1001-828X(2013)09-00-01
  典型的铸造流程分为三个方面:造型和制芯、熔炼和浇注以及后处理,而每个方面又分为许多个环节,环环相扣,流程的每个部分存在着多种因素,每个因素的波动都会对铸件的质量产生影响,由于篇幅有限,我们只能从大的方面来研究这一问题。
  一、宏观产品质量控制方法
  建立质量保证体系,企业必须全面开展质量管理工作,加强基础工作,搞好质量控制。在生产流程的各个阶段,将人的责任按照规定有机的联系在一起,形成保证质量的体系,实现各项工作的标准化、程序化和高效化。
  工序控制是最主要的影响铸件质量控制的因素,工序控制首先要按工序流程确定好控制点,将一些生产过程中数据作为质量控制过程关键参数。原则上选取容易发生质量缺陷和对铸件质量影响较大的因素确定为控制点,根据控制点指定控制内容、依据标准、控制方法和手段等。于各个控制点建立报告单、记录表等,进行自检、互检和专检,并做好预防为主,提前做好确保机床铸件质量的准备工作。
  同时,要对实施铸造工艺的工人进行工艺交底,让工人从思想上认识工艺、掌握工艺,并补充、完善和改进工艺。在此过程中,车间技术人员也将工艺实施细则进行交底,使工人明确控制的重点,从而自觉自愿地执行工艺,调动了工人的主动性和创造性。管理者要在造型中检验把关,做好质量管理控制关。
  由公司用户服务处牵头,在外建立客户质量信息网,及时把质量信息传递给有关负责部门。在生产内部,明确规定下道工序就是上道工序的用户,不能把责任下推。不同工艺部门要建立好互访和反馈的协调关系,不断分析问题,解决问题,提高质量。
  二、造型和制芯部分的关键技术
  造型和制芯的部分主要工艺如图1所示,过程中的每个细节都会影响机床成品铸件的稳定性和一致性,在这其中,最主要的关键问题是造型的选择、原材料和型砂的质量、制壳工序的控制。
  如果模型质量差,后面的造型、熔炼、浇注工艺控制得再好,也不可能生产出表面质量好、尺寸合格的铸件来。现代铸造生产不断采用新方法、新工艺、新技术和新设备,不断优化合金性能,以满足机床工业对铸件质量的要求,在这个过程中,造型方法选择是否合理对铸件质量和成本有着重要的影响。在实际生产中,由于铸件尺寸、形状、生产批量、铸件的使用要求,以及生产条件的不同,有许多造型方法,合理选择造型方法对于获得合格铸件,减少制模和造型的工作量,降低铸件成本和缩短生产周期都是非常重要的。在机床行业铸件中,常用的造型包括:整体模两箱造型、分开模两箱造型、挖割造型、假箱造型、挖板造型、地坑造型和三箱造型。造型方法多种多样,各有利弊时一个零件可有多种造型方法供选择,在选择时,应首先考虑满足零件的质量要求,然后考虑工艺简单、生产效率高、成本低而生产条件允许的造型方法。
  如果原材料不合格,熔炼、球化及孕育处理、浇注到清理检验、热处理都无法改变成分缺陷带来的问题。国内外所有的教科书、手册和一些科技文章中都提供了一些造型材料、型砂性能的控制范围,甚至一些标准中也提供有参考的成分范围,这些参考材料上的数据考虑到了不同地区、不同企业的情况,给出的是一个较为宽泛的范围,提示的是各种成分对组织性能的影响关系和趋势。如果对这些数据不加分析直接采用,或许也有可能达到铸件的技术要求,但是绝不可能保证质量稳定和性能。所以,这些成分范围并不能用作具体某个铸造企业实际生产的控制数据。
  对于铸件的缺陷来说,造成气孔缺陷的主要因素包括型砂的透气性、湿抗压强度和水分、坭芯和铸型的排气是否通畅等。砂眼缺陷产生的主要原因包括:铸型或型芯及涂料强度不够,混砂不均匀;型砂太湿或含气体物质过多。因此,在选择材料的化学成分的同时,一定要考虑到这些环节上的控制。
  对于铸件表面和近表面的缺陷来说,制壳工艺的操作不当、控制不严是产生这些缺陷的主要原因。因此,必须加强对制壳工序面层和干燥过程的控制,尽量减少面层裂纹的产生。面层干燥湿度稳定在80%~90%范围内,保持生产环境的温度、湿度均匀。控制好涂料浆的粘度、SiO2含量、pH值等指标进行分析,确保涂料浆成分和性能的稳定。减少蜡在型壳内残留的数量,多次反复脱蜡。
  三、熔炼和浇注部分的关键技术
  熔炼和浇注部分是铸件制备的关键环节,许多环节的参数影响铸造质量,如铁水的化学成分、铁水的浇注温度等。其主要工艺如图2所示。目前机床铸件大部分为灰铸铁,实践证明,高碳当量、高强度是灰铸铁的发展方向,提高灰铸铁的冶金质量,需要在熔炼和浇注环节抓住关键节点,提高质量。
  在熔炼环节,要注意把握碳当量的控制。高碳当量是灰铸铁在高强度下获得低铸造应力、良好的加工性和柱造性的必经途径,目前,国内的机床铸件碳当量比国外机床铸件的碳当量对比要低,可适量提高。同时,较高的硅碳比能有效防止在薄壁出产生白口,有利于提高铸件组织的均匀性、强度、硬度,并减少残留应力,然而,当碳当量较高时,铸铁组织中出现铁素体的机会明显增大,这对提高铸件的综合性能极为不利,因此,硅碳比最好控制在0.6左右。铁液中加入合金元素能够增加并细化珠光体,强化铁素体,细化石墨,细化共晶团,改善界面敏感性。在高碳当量下需要加入某些稳定珠光体的合金元素以增强其强度和硬度,减少界面敏感性。低合金化也是机床铸件熔炼不可缺少的措施。在熔炼过程中,还有适当调整配料的配比,生铁加入量一般低于10%,废钢配比适时提高,并控制铁液温度为1500~1550℃。
  在浇注部分,铁水中的化学成分对质量有很大影响。如碳是形成渗碳体的元素,含碳量增加则渗碳体数量增加,因而硬度增加。适当提高原铁液碳当量,一方面增加了凝固时的石墨化膨胀,另一方面降低了炉前孕育量,避免造成过孕育而引起的共晶团数急剧增加,因此能够降低缩松渗漏倾向;但碳当量过高容易造成孕育量不足,石墨粗大,降低铸件力学性能。在浇注过程中,浇注系统中的泥砂、溶蚀的流钢砖或脱氧产物,从模内钢液中浮出来,被正在凝固的锭壳捕获,而形成夹砂。由于精炼变质处理后除渣不干净,或是精炼变质后静置时间不够,浇注系统不合理,精炼后合金液搅动或被污染等造成的,当保护渣熔化不良时,也会被上升的钢液卷入表层而形成夹渣。为防止夹砂的形成,必须时常清扫浇注系统并改善保护渣配方。此外,如果浇道设置不准确,浇注时发生沸腾,而使型砂进入金属液,造成铸型紧实不均匀,合箱时铸型或型芯被破损等。因此,浇注环节主要要注意模具的浇道要设置准确,排气道和溢流要做得好,设置准确的金属液体的化学成分,包括碳、硅、磷、钛、稀土残余和镁残余等,合金浇注温度要适当提升,控制好浇注温度,并控制好沙箱湿度。 (责任编辑:南粤论文中心)转贴于南粤论文中心: http://www.nylw.net(代写代发论文_毕业论文带写_广州职称论文代发_广州论文网)

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