從鑄造大國(guó)走向鑄造強(qiáng)國(guó)應(yīng)從點(diǎn)滴做起
連載
（三）鑄件功能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
鑄件材料特性決定其功能和使用條件。所謂功能質(zhì)量是指在特定環(huán)境條件（高溫、受壓且以力學(xué)指標(biāo)為考核依據(jù)）下工作可滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求的特性總和，或滿足一般強(qiáng)度要求適用程度的質(zhì)量指標(biāo)。前者如不銹耐酸鋼鑄件標(biāo)準(zhǔn)（GB2100—80）規(guī)定出化學(xué)成分、熱處理和驗(yàn)收條件。后者如球墨鑄鐵件標(biāo)準(zhǔn)（GB1348—88）規(guī)定出按強(qiáng)度分等的方法和檢驗(yàn)規(guī)則�；诣T鐵同樣以應(yīng)力強(qiáng)度為驗(yàn)收依據(jù)和功能指標(biāo)。近年來(lái)出現(xiàn)一些綜合指標(biāo)評(píng)定鑄件金屬材料的質(zhì)量水平。例如以品質(zhì)系數(shù)（GZ）作為灰鑄鐵件質(zhì)量的綜合指標(biāo)
GZ值在0.7~1.4范圍內(nèi)，其值越大，表明灰鑄鐵質(zhì)量越好，生產(chǎn)技術(shù)水平亦越高。
適合一般工程用鑄造碳鋼件標(biāo)準(zhǔn)（GB11352—89）是通過(guò)規(guī)定力學(xué)性能（屈服強(qiáng)度σ0.2、抗拉強(qiáng)度σb）間接地限定化學(xué)成分。工廠應(yīng)通過(guò)多元線性回歸，找到以σb，σ0.2和延伸率δ為目的變數(shù)；碳、錳、硅及硫、磷為獨(dú)立變數(shù)的回歸方程，使硫、磷成分一定（0.04%），便可找到對(duì)應(yīng)于σb與σ0.2的最佳碳、錳與硅元素搭配�；蛘咴谶@些主要元素上限規(guī)定的條件下，獲得要求強(qiáng)度下成分的變動(dòng)范圍�；瘜W(xué)成分與性能之間關(guān)系通過(guò)重回歸分析，有利于進(jìn)行過(guò)程控制。
高合金鋼鑄件，由于其特殊性能主要決定于化學(xué)成分，它成為決定鑄件功能特性和使用條件主因，在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了核對(duì)分析和產(chǎn)品分析對(duì)爐次分析的允許偏差。
二、鑄件缺陷
在JB/JQ82001—90中，將鑄件分為“合格品”，“一等品”，“優(yōu)等品”三個(gè)等級(jí)。對(duì)合格品要求“質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，鑄件生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量穩(wěn)定，用戶評(píng)價(jià)鑄件能滿足使用性能”。有一項(xiàng)不達(dá)標(biāo)則為不合格。廣義的鑄件缺陷是指鑄件質(zhì)量特性沒(méi)有達(dá)到分等標(biāo)準(zhǔn)，鑄件生產(chǎn)廠質(zhì)量管理差，產(chǎn)品質(zhì)量得不到有效保證。鑄件上存在的缺陷是多方面的，是鑄件質(zhì)量差的根本原因。
狹義的鑄件缺陷是鑄件上可檢測(cè)出的、包括在GB5611—85鑄造名詞術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)中的全部名目：有尺寸與重量超差，外觀質(zhì)量低，內(nèi)部質(zhì)量不健全，材質(zhì)不符合驗(yàn)收技術(shù)條件及其他疵病等。狹義的鑄件缺陷是通常意義的缺陷，人們還可細(xì)分為顯著和微觀缺陷，后者在商品鑄件上規(guī)定出允許出現(xiàn)缺陷的尺寸、深度、數(shù)量及分布情況。有時(shí)還附有極限狀況的樣塊（臨界缺陷）或照片，以便于比較評(píng)定。
分析廣義的鑄件缺陷實(shí)際上是全面評(píng)定鑄件質(zhì)量，除對(duì)鑄件實(shí)物質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)外，還要評(píng)定其技術(shù)管理（表1-2）和售后服務(wù)（1-3）。
會(huì)議預(yù)告
“以創(chuàng)新·務(wù)實(shí)”為會(huì)議宗旨的中國(guó)鑄造科工貿(mào)大會(huì)第8屆會(huì)議將于2008年5月23—26日在安徽黃山召開(kāi)。在鑄造原輔材料大漲價(jià)的情況下，如何低成本地生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鑄件，使鑄造企業(yè)得到持續(xù)發(fā)展？不少鑄造企業(yè)為了降低爐料成本，全面使用“以鋼代鐵”技術(shù)而產(chǎn)生的鐵水凈化和鑄件力學(xué)性能不能達(dá)標(biāo)的問(wèn)題如何解決？這些問(wèn)題將成為會(huì)議主要議題，引起與會(huì)代表的高度重視。屆時(shí)，金星鋼研所所長(zhǎng)蔣祖濱先生將與關(guān)心此類問(wèn)題的參會(huì)代表面對(duì)面地進(jìn)行交流和討論，從而使參會(huì)代表有所收獲，滿載而歸。
都江堰市金星鋼鐵助劑研究所
二０00八年四月二十八日
鐵水凈化劑在球鐵生產(chǎn)中的應(yīng)用體會(huì)
田書(shū)全 袁新祿 陳勇 重慶馳宇機(jī)械制造有限責(zé)任公司
摘 要：從事常規(guī)鑄造生產(chǎn)，或多或少都會(huì)遇到一些鑄造質(zhì)量問(wèn)題，而鐵水本身質(zhì)量是最棘手的問(wèn)題。尤其是長(zhǎng)時(shí)間從事批量球 墨鑄鐵的生產(chǎn)，在其他工藝都相對(duì)穩(wěn)定的前提下，鐵水質(zhì)量的好壞顯得格外重要。選用適宜的鐵水凈化劑，可提升鐵水質(zhì)量，從而提高鑄件合格率。
關(guān)鍵詞：球鐵生產(chǎn) 鐵水質(zhì)量 棘手 鐵水凈化劑 提高 合格率
我司從事鑄造生產(chǎn)已多年，碰上的質(zhì)量問(wèn)題千奇百怪，影響質(zhì)量的因素也五花八門(mén)。其中，生產(chǎn)球墨鑄鐵產(chǎn)品時(shí)，碰上的問(wèn)題最多且棘手。主要表現(xiàn)在鐵水純凈度方面。我司現(xiàn)在主要采用熔模精密鑄造、鐵型覆砂鑄造等工藝生產(chǎn)球墨鑄鐵產(chǎn)品。其中生產(chǎn)的產(chǎn)品主要牌號(hào)有QT400-18、 QT450-10、 QT500-7、 QT700-2、 QT800-2等 。
以鐵型覆砂生產(chǎn)工藝為例，簡(jiǎn)要介紹應(yīng)用鐵水凈化劑后的體會(huì)。
適宜的鐵水凈化劑可細(xì)化基體組織，提高產(chǎn)品機(jī)械性能。
我司一直批量生產(chǎn)QT450-10的汽車產(chǎn)品，屬于安全件類產(chǎn)品。我司在金相組織及機(jī)械性能方面的質(zhì)量把關(guān)甚嚴(yán)。占90%爐次的產(chǎn)品能滿足石墨在6-8級(jí)、球化等級(jí)在1-3級(jí)、抗拉強(qiáng)度（Rm）在450-530MPa、延伸率在10%-22%。按常理論，生產(chǎn)工藝比較穩(wěn)定、產(chǎn)品質(zhì)量效果也該比較理想了�？扇杂胁糠轄t次的產(chǎn)品在國(guó)標(biāo)或顧客要求的下限值徘徊。如石墨在4-5級(jí)、球化等級(jí)在4-5級(jí)、抗拉強(qiáng)度（Rm）在430-450MPa、延伸率（A）在8%-10%。據(jù)03年度統(tǒng)計(jì)，約占3%左右的爐次產(chǎn)品，只能眼睜睜的被判為了不合格類。
那3%的邊緣產(chǎn)品若能變成合格品該多好呀！作為工程技術(shù)人員而言，有些心不甘，難道生產(chǎn)球鐵就該有這么個(gè)爐次報(bào)廢率嗎？這確實(shí)也是該我們思考的一個(gè)課題！其實(shí)，仔細(xì)對(duì)比那3%的邊緣產(chǎn)品的試樣檢驗(yàn)結(jié)果，不難發(fā)現(xiàn)：機(jī)械性能不達(dá)標(biāo)，是因?yàn)槭^(guò)粗大造成，也就是“組織決定了性能”。若能將組織中始末細(xì)化，問(wèn)題就迎刃而解了。經(jīng)過(guò)生產(chǎn)和技術(shù)協(xié)作分析討論后，決定在鐵水處理過(guò)程加入適宜的鐵水凈化劑，是解決問(wèn)題的最直接、簡(jiǎn)單的方法。經(jīng)過(guò)仔細(xì)對(duì)市場(chǎng)上的鐵水凈化劑篩選、試制、再篩選，選擇出適合自己、滿足自己需要的凈化劑。生產(chǎn)使用后，終于石墨球徑變小了，能達(dá)到6-8級(jí)的要求；再檢測(cè)Rm和A，全能達(dá)到國(guó)家要求標(biāo)準(zhǔn)。（石墨細(xì)化前后圖片對(duì)比，如圖一所示）據(jù)04年度統(tǒng)計(jì)：其他工藝不變的條件前提下，自使用凈化劑后，原3%的“邊緣產(chǎn)品”已減少到1%，爐次合格率提升到99%！
適宜的鐵水凈化劑還可以去除鐵水中部份氣體和非金屬氧化夾雜物。
在生產(chǎn)常規(guī)產(chǎn)品時(shí)，由于需要考慮成本，大多企業(yè)還是采用的非真空爐作為冶煉爐。廢鋼和回爐料是屬于重熔性的非精料，生鐵比較銹蝕、合金相對(duì)較潮濕 。
非精料的銹蝕、潮濕、合金未經(jīng)烘烤徹底，并且鐵水出爐和處理時(shí)本身容易吸氣，再加上鐵型覆砂工藝的鐵型本身排氣效果不暢（遠(yuǎn)不如砂型透氣，如圖二），鑄件就難免會(huì)有氣孔產(chǎn)生。
在鐵水球化、孕育處理包中，加入適宜、適量的凈化劑，在澆注時(shí)引火排氣，就可以基本排除鐵水中的氣體。鐵水凈化劑加入前，鑄件難免會(huì)出現(xiàn)細(xì)小的氣孔；加入凈化劑后，可基本消除鐵水中氣體，減少氣孔產(chǎn)生的傾向。（如圖三）
原材料的潮濕、銹蝕、合金未烘烤徹底，加上大氣、爐渣、坩堝均可能帶有氧化物入鐵水，成為夾雜物、氣體。如何才能有效的去除這些有害東西呢？先了解一下他們的特點(diǎn)。
如非金屬夾雜物的性質(zhì)和特點(diǎn)。⒈夾雜物的塑性：有脆性不變形的（如AL2O3、CeS、TiN）、半塑性的（如FeO、Re2O2S）、塑性的（MnS、 FeO·MnO、MnO·SiO2）；⒉夾雜物的形狀：有帶狀的、鏈狀的、塊狀的、點(diǎn)狀的、多角形的、網(wǎng)狀的；⒊夾雜物的大�。阂话愣际且晕⒚祝╱m）計(jì)，﹤15um的一般影響不大。
想必我們都知道夾雜物存在鑄件中的危害和影響。單純的脫氧的方法很多，不作列舉。能綜合除夾雜物，那簡(jiǎn)單的又該如何呢？我司也反復(fù)試制過(guò)多次，選擇到適宜的鐵水凈化劑也同樣能夠收到較好的效果。
可以想象，從事球鐵生產(chǎn)的問(wèn)題繁多。尤其是現(xiàn)在面臨諸多材料價(jià)格的上漲，產(chǎn)品本身又漲不了價(jià)的情況下，企業(yè)要生存，就要參與多種挑戰(zhàn)和競(jìng)爭(zhēng)，多方面的挖掘企業(yè)內(nèi)部潛力。作為工程技術(shù)人員而言，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，提高產(chǎn)品合格率也是一個(gè)方面。若與我司有同樣生產(chǎn)景況的同行，不妨試一試鐵水凈化劑。
參考文獻(xiàn)
�、辫T造工程師手冊(cè)；
⒉周澤衡老師熔煉課培訓(xùn)講義。
編者按：近年來(lái)，本所關(guān)于“鐵水潔凈度是影響鑄件質(zhì)量的主要矛盾”的觀點(diǎn)逐漸為鑄造界接受，越來(lái)越多的鑄造工作者深刻地認(rèn)識(shí)到了鐵水凈化在優(yōu)質(zhì)鑄件生產(chǎn)中的重要性。但是，使用什么方法對(duì)鐵水進(jìn)行凈化精煉，獲得高潔凈度的優(yōu)質(zhì)鐵水，尚未得到徹底解決。為此，我們?cè)谡鞯米髡咄夂�，轉(zhuǎn)載了由2008年重慶鑄造年會(huì)論文集收錄的“鐵水凈化劑在鐵生產(chǎn)中的應(yīng)用體會(huì)”一文，希望對(duì)于解決“用什么方法對(duì)鐵水進(jìn)行凈化精煉”這樣一個(gè)困惑鑄造界的問(wèn)題有所幫助。
摘自2008重慶鑄造年會(huì)論文集104-105
