刊前語
尊敬的鑄造同仁：
金星鋼研所于二○○五年八月創(chuàng)刊的《攜手·鑄造》（原名為《動態(tài)》）小刊物至今已發(fā)布了31期。其中《從鑄造大國走向鑄造強國，應(yīng)從點滴做起》欄目收錄了日本著名鑄造專家鈴木滋先生和我國資深教授于春田先生聯(lián)合編著的《鑄造技術(shù)與工廠管理》一書，本刊已分30期全部摘錄刊出。從本月開始，本刊將在此欄目以鑄件質(zhì)量控制為重點，陸續(xù)為您摘錄由著名教授陳國楨、肖柯則、姜不居等編著的《鑄件缺陷和對策手冊》一書。主要針對從事鑄造生產(chǎn)的工程技術(shù)人員如何消除各種鑄件缺陷，保證鑄件產(chǎn)品質(zhì)量，從而贏得用戶信任，在激烈的市場競爭中使鑄造企業(yè)取得良好的經(jīng)濟效益。希望我們的努力能對您的工作有所幫助，金星鋼研所將繼續(xù)不遺余力真誠為您服務(wù)。
都江堰市金星鋼鐵助劑研究所
二○○八年三月
從鑄造大國走向鑄造強國應(yīng)從點滴做起
第一篇 總 論
第一章 鑄件質(zhì)量和缺陷分類
鑄件只有經(jīng)過最后檢驗工序方能對其是否符合要求作出結(jié)論，這種要求載入檢驗規(guī)程和技術(shù)規(guī)范中，其內(nèi)容之一是鑄件上允許的缺陷類型、出現(xiàn)的程度，甚至檢驗的設(shè)備和方法也列入規(guī)范之中。因此，鑄件缺陷作為被檢鑄件的一項內(nèi)容，可看成是一種鑄件質(zhì)量特征。
鑄件缺陷多，對缺陷進行管理，首先應(yīng)對缺陷加以分類。缺陷分類屬于鑄件質(zhì)量保證方法的一種。在本章中與鑄件質(zhì)量管理一并討論。
第一節(jié) 鑄件質(zhì)量
為了提高鑄件的可靠性、適用性；提高產(chǎn)品在市場上的競爭能力，對鑄件質(zhì)量的要求不斷提高。鑄件質(zhì)量的概念也發(fā)生了相應(yīng)的變化，“質(zhì)量”的含義至少包含兩個方面的內(nèi)容：一是產(chǎn)品質(zhì)量，即鑄件滿足用戶要求的程度；或按其用途在使用中應(yīng)取得的功效，這功效是反映鑄件結(jié)構(gòu)特征、材質(zhì)的工作特性和物理力學特性的總和，是評價鑄件質(zhì)量水平和技術(shù)水平的基本指標。二是工程質(zhì)量，指的是鑄制毛坯和鑄制零件的生產(chǎn)過程對產(chǎn)品質(zhì)量的保證程度，即鑄件在具體使用條件下的可靠性，這一指標在相當大的程度上決定于前述的功效指標，還與穩(wěn)定性、耐用性和工藝性等指標有關(guān)。
一、鑄件質(zhì)量標準
標準是由國家承認的標準制訂單位批準的對各種產(chǎn)品（鑄件）規(guī)格、材料規(guī)格，試驗方法，術(shù)語定義或推薦的工藝方法的規(guī)定。
我國的國家標準（GB）是由國家技術(shù)監(jiān)督局批準并頒行的，有關(guān)鑄件質(zhì)量的各種標準一經(jīng)接納，貫徹與實施，可取得明顯的效果和效益。
國際標準是由國際標準化組織批準并頒行的。我國是國際標準化組織（ISO）的主要成員國之一，按國家現(xiàn)行的政策，國際標準可以等效地視為國家標準。
我國還有各工業(yè)部門標準化組織頒行的各種行業(yè)標準，在暫時沒有適用的國家標準的情況下，也可采用各種有關(guān)的行業(yè)標準。
按照國家技術(shù)監(jiān)督局的規(guī)定，一些公認的外國先進標準也可以作為標準采用。
各企業(yè)還可以制訂內(nèi)控標準，這種“標準”可能在具體項目上較國家標準規(guī)定嚴格。如為了提高鑄鋼件的焊接性能，把碳的實際控制量比標準降低0.05%，生產(chǎn)成本增高有限，但鑄件的適用性和機械產(chǎn)品的功能大增，可更好地適應(yīng)國際市場需要，增加機電產(chǎn)品的出口競爭能力。
鑄件質(zhì)量標準定量地表示鑄件滿足一定要求的適用程度，例如抗磨白口鑄鐵標準GB8263-87中硬度是保證抗磨的必備條件，成分、金相組織和力學性能是供協(xié)議的保證條件，而熱處理工藝、熔煉和鑄造方法都是參考條件。
鑄件質(zhì)量標準不僅包含交貨驗收技術(shù)條件標準、鑄件質(zhì)量分等通則（JB/JQ82001—90），還有材質(zhì)、檢驗方法、工藝和材料規(guī)格等一般性規(guī)范。
�。ㄒ唬�、鑄件精度標準
鑄件幾何形狀精度決定于機械加工余量、鑄件尺寸和重量同額定量的偏差，在其他條件相同場合下，幾何形狀精度從機械加工工作量和金屬用量兩方面來說，反映了工藝過程的先進程度。
尺寸及重量的容許偏差和鑄件的機械加工余量，分別按GB6414—86、GB/T11351—89、GB/T11350——89標準和訂貨的技術(shù)條件決定，而實際偏差按技術(shù)檢查部門的數(shù)據(jù)判定。所謂鑄件尺寸控制是在實測平均值與鑄件名義尺寸符合前提下，控制實測值的離散 程度。這種離散原因通常是由于生產(chǎn)技術(shù)條件和原材料特性等隨機變化或系統(tǒng)誤 差所引起。應(yīng)該根據(jù)誤 差性質(zhì)作出判斷和相應(yīng)對策，提高尺寸精度滿足標準的要求。
有時，整個鑄件上只有一兩個尺寸要求較嚴格的毛坯尺寸公差，這時就沒有必要將全部尺寸都按同一等級規(guī)定公差。為提高鑄件精度等級，一般可以改用金屬模具，需要顯著提高時則必須變換造型方法，比如采用殼型鑄造或其他精密鑄造工藝，但必然會導(dǎo)致模具費用增高，生產(chǎn)準備周期延長，鑄件成本會成倍地增加。
評定鑄件幾何形狀精度時，除了加工面余量、鑄件重量偏差需加規(guī)定外，最有代表性的壁厚和筋厚的公差范圍或偏差范圍也應(yīng)給定。結(jié)構(gòu)必需的壁厚由鑄件設(shè)計者決定，最小容許壁厚由鑄造工藝師確定。在大多數(shù)情況下，設(shè)計者的決定形成圖樣上標出的壁厚。這一設(shè)計壁厚與實際壁厚之間的容許偏差是表征鑄件幾何形狀精度的重要指標。
�。ǘ╄T件表面質(zhì)量標準
鑄件非加工表面和外觀質(zhì)量對鑄件商品性頗有影響，它們包括：
1）表面凹凸度（漲箱、縮陷和夾砂）。
2）表面或內(nèi)腔清潔度（粘砂、粘“涂料層”）。
3）平面度偏差（非加工面起伏不平）。
4）表面粗糙度。
5）輪廓清晰度（凸臺、臍子等結(jié)構(gòu)單元的輪廓清晰度，用肉眼評定）。
上述1、2屬表面缺陷，在本書相應(yīng)章節(jié)詳細討論。表面平面度偏差與鑄件重量及長度有關(guān)，機床行業(yè)標準如1-1（JB2278-78）。
表1-1 不同質(zhì)量（W）及長度（L）非加工面評定
鑄件加工表面粗糙度可用均方根值或微觀不平度10點高度（Rz）來描述。鑄件非加工表面則是反映鑄型表面的凹凸的狀況， 無規(guī)律可循，因此用均方根值方法測定鑄件非加工表面粗糙度存在困難。目前，各國都采用標準對比樣塊來評定鑄件非加工表面的粗糙度。我國85年頒布鑄造表面粗糙度比較樣塊標準GB6061.1-85，用表面輪廓算術(shù)平均偏差Ra及Rz（μm）參數(shù)表示不同造型方法和合金鑄件可能獲得的粗糙度。
·未完待續(xù)·
摘自《鑄件缺陷和對策手冊》陳國楨、肖柯則、姜不居著 機械工業(yè)出版社出版
鐵水凈化新技術(shù)
進入二十一世紀后，隨著全球制造業(yè)向中國的轉(zhuǎn)移以及我國制造業(yè)的飛速發(fā)展，給我國鑄造業(yè)帶來了飛速發(fā)展的機遇，同時，也對國產(chǎn)鑄件質(zhì)量提出了嚴重挑戰(zhàn)。每個鑄造企業(yè)的鑄件產(chǎn)品，不但要受到國內(nèi)先進鑄造企業(yè)鑄件產(chǎn)品的質(zhì)量挑戰(zhàn)，更要受到發(fā)達國家優(yōu)質(zhì)鑄件產(chǎn)品的質(zhì)量挑戰(zhàn)。因此，如何掌握先進的核心技術(shù)，生產(chǎn)質(zhì)量過硬的優(yōu)質(zhì)鑄件，是每個鑄件生產(chǎn)企業(yè)必須面對的涉及自身企業(yè)生死存亡的重大課題。
在鑄件生產(chǎn)鏈中，涉及產(chǎn)品質(zhì)量的鐵水熔煉溫度，鐵水化學成份、造型（蕊）材料、造型制蕊工藝以及澆注工藝都已經(jīng)得到較好解決的前提下，如何獲取高潔凈度的優(yōu)質(zhì)鐵水，采取行之有效的鐵水凈化措施來生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鑄件產(chǎn)品，已引起國內(nèi)鑄造界的廣泛關(guān)注和高度重視[1]。
1.鐵水潔凈度對鑄件質(zhì)量的影響
鐵水潔凈度主要是指鐵水中N、H、O含量和各種非金屬類雜物含量的高低。在鑄件生產(chǎn)中，一般僅憑經(jīng)驗直觀感受，而無標準進行量化檢測。但是，鐵水不純凈，均勻度差是一種客觀存在，無需質(zhì)疑[2]。鐵水中存在各種有害氣體和各種非金屬夾雜物，致使鐵水凝固后造成了各種鑄造缺陷，影響了鑄件產(chǎn)品的使用性能[3]，已經(jīng)成為鑄造界的共識。
筆者在近期參加的一次小型鑄造年會上，了解到某鑄造企業(yè)在生產(chǎn)HT250柴油機氣缸體時，縮松滲漏缺陷一般為6—8%，嚴重時高達15%—20%[4]；某鑄造企業(yè)因縮孔、夾雜等鑄造缺陷而引起的用于軋制型鋼的球墨鑄鐵軋輥在用戶使用過程中非正常斷輥現(xiàn)象時常發(fā)生，不但造成了用戶的直接經(jīng)濟損失，而且影響了軋輥生產(chǎn)企業(yè)的信譽[5]。由于鐵水質(zhì)量的原因，還造成了相同化學成份和相同金相組織的國產(chǎn)鑄件和國外優(yōu)質(zhì)鑄件力學性能的差異，直接影響了國產(chǎn)鑄件產(chǎn)品的國際市場競爭力，延緩了我國由鑄造大國邁向鑄造強國的歷史進程。
2.鐵水凈化新技術(shù)
權(quán)威專家指出：如何獲取高潔凈度的優(yōu)質(zhì)鐵水，采取行之有效的鐵水凈化措施來生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的鑄件產(chǎn)品，已引起國內(nèi)鑄造界的廣泛關(guān)注和高度重視，但是國內(nèi)鑄造界一直沒有拿出具體可性的措施[7]。更為嚴重的是，在一些分析鑄造缺陷發(fā)生機理和防治措施的專著中，更多地關(guān)注了造型和工藝設(shè)計方面的問題，而忽略了鐵水潔凈度不高，均勻度差與鑄造缺陷形成的因果關(guān)系，進而導(dǎo)致我們在思考造成各種鑄件缺陷的形成機因時出現(xiàn)誤區(qū)[8]。筆者在翻閱作為機械工人職業(yè)技能培訓(xùn)教材的初級、中級、高級《鑄造工技術(shù)》專業(yè)著作時，未發(fā)現(xiàn)傳授鐵水凈化技術(shù)；筆者還發(fā)現(xiàn)我國一些著名高校所舉辦的鑄造專業(yè)培訓(xùn)班，也未 開展鐵水凈化技術(shù)的研究和傳授。
但是，十分可喜的是，近年來我國鑄造工作者在鑄造生產(chǎn)中不但開始重視鐵水凈化技術(shù)的探討和應(yīng)用，而且出現(xiàn)了不同類型的鐵水凈化技術(shù)。
例如：有專家提出了包含高溫熔煉，大量使用優(yōu)質(zhì)廢鋼，使用符合國際標準的硅鐵而非國標硅鐵和專用中間合金等一攬子鐵水凈化措施的“鐵水凈化新途徑”[9]，也有專家提出了更適合各種類型鑄造企業(yè)使用的“現(xiàn)代鐵水凈化技術(shù)”[10]。
2.1現(xiàn)代鐵水技術(shù)是適合各種類型鑄造企業(yè)的鐵水凈化新技術(shù)
我國鑄造企業(yè)的基本狀況是數(shù)量多、規(guī)模小，技術(shù)含量不高，鑄件銷售價格低。我國鑄造用原輔材料的基本狀況也不容樂觀。在生鐵生產(chǎn)方面，優(yōu)質(zhì)鐵礦資源日趨緊缺，一些廠家把過去廢棄不用的低品位鐵礦又重新開采，使用200m3以下的小高爐生產(chǎn)鑄造生鐵；在孕育劑生產(chǎn)方面，大部分廠家使用便宜的氧化鐵皮和含硅量低于國標的硅石，在低爐溫下生產(chǎn)硅鐵產(chǎn)品；在球化劑方面，大多數(shù)生產(chǎn)廠家使用再生稀土原料生產(chǎn)球化劑。在設(shè)備方面，大多數(shù)鑄鋼企業(yè)不僅沒有先進實用的爐外精煉設(shè)備，甚至沒有常規(guī)的吹氬精煉設(shè)備，大多數(shù)鑄造企業(yè)沒有喂線設(shè)備。由于鑄件銷售價位低，無法購買和使用高純優(yōu)質(zhì)生鐵、優(yōu)質(zhì)硅鐵、符合國際準的硅鐵和高質(zhì)量球化劑。純凈度較高的廢鋼，由于受資源制約，大多數(shù)鑄造企業(yè)無法購買和使用優(yōu)質(zhì)廢鋼。
所以，僅管“鐵水凈化新途徑”在獲得高潔凈度鐵水，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鑄件中十分有效，但是由于我國大多數(shù)鑄造企業(yè)的現(xiàn)狀和我國鑄造原輔材料市場的限制，“鐵水凈化新途徑”只適合我國少數(shù)大型先進鑄造企業(yè)，而大多數(shù)鑄造企業(yè)只能望“途”興嘆。
與“鐵水凈化新途徑”形成鮮明對比的是，以使用鐵神一號凈化劑為特點的現(xiàn)代鐵水凈化技術(shù)投入少，使用條件寬，適應(yīng)性廣，是一種既適合我國少數(shù)大型先進鑄造企業(yè)使用，又適我國大多數(shù)中小鑄造企業(yè)使用的先進適用的鐵水凈化新技術(shù)。
2.2現(xiàn)代鐵水凈化技術(shù)
“現(xiàn)代鐵水凈化技術(shù)”是一種實用的簡單易行的爐外凈化精煉技術(shù)�，F(xiàn)代鐵水凈化技術(shù)對生鐵、廢鋼、回爐料和硅鐵、球化劑等不但沒有任何特殊要求，而且可以在使用銹蝕嚴重的廢舊生鐵的情況下獲得高潔凈度的優(yōu)質(zhì)生鐵，因而可以滿足鑄造企業(yè)節(jié)能降耗，保護資源，節(jié)約成本的要求。
現(xiàn)代鐵水凈化技術(shù)的核心，是使用都江堰市金星鋼鐵助劑研究所生產(chǎn)的發(fā)明專利產(chǎn)品鐵神一號凈化劑（下稱凈化劑）。凈化劑不但具有強烈的凈化鐵水作用[11]，而且具有細化晶粒的作用，因而可以增加材料性能，提高1-2個牌號。凈化劑還是一種不含硅，不改變原鐵水化學成份的新型復(fù)合功能長效孕育劑。作為一種不含硅的長效孕育劑，使原鐵水的硅含量不必受到嚴格限制，拓寬了爐料選擇范圍，增加了回爐料使用比例[12]。凈化劑還具有比較明顯的降硫作用。因此，在使用凈化劑對鐵水進行爐外凈化精煉處理的同時，獲得了良好的孕育效果、細化晶粒效果和降硫效果，具有明顯的凈化鐵水，降低各種鑄造缺陷，增加經(jīng)濟效益的作用。
現(xiàn)代鐵水凈化技術(shù)從2005年總結(jié)推廣以來，在四年時間里經(jīng)過多家鑄造企業(yè)使用，證明該技術(shù)確實是一項低成本的鐵水凈化精煉實用技術(shù)。該技術(shù)除了已經(jīng)用于汽車配件生產(chǎn)外，還大規(guī)模地用于HT250機床鑄件生產(chǎn)，離心球墨鑄管生產(chǎn)，20噸—30噸大型球鐵鑄件生產(chǎn)，以及20噸以上的球鐵軋輥生產(chǎn)，開始用于大型風電鑄件生產(chǎn)，引起了我國鑄造界和日本鑄造界越來越廣泛的關(guān)注。
參考文獻
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[12] 蔣祖濱，凈化劑在球墨鑄鐵生產(chǎn)中的應(yīng)用，2007中國鑄造活動周論文集：417-418
