壓鑄件質(zhì)量控制方法的應用
【編者按】通過對壓鑄件采取一些質(zhì)量檢測措施氨鹤,來及時發(fā)現(xiàn)壓鑄件存在的各種質(zhì)量缺陷杈夜,并及時對壓鑄工藝進行現(xiàn)場校正胎汁,從而可避免生產(chǎn)中批量質(zhì)量問題的發(fā)生午禽,為企業(yè)降低廢品率、減少質(zhì)量損失提供了一個切實可行的操作方案究勺。
1.概述
在ISO9001:2008標準中绿锋,是這樣定義特殊過程的:當生產(chǎn)和服務(wù)提供過程的輸出不能由后續(xù)的監(jiān)事或測量加以驗證,使問題在產(chǎn)品使用后或服務(wù)交付后才顯現(xiàn)時酱劫,組織應對任何這樣的過程實時確認澄港。
由上述定義可知:壓鑄過程就是一個特殊過程椒涯,壓鑄件的質(zhì)量形成在壓鑄過程中不能得以實際控制,所有的工藝參數(shù)只是外部控制的間接測量而已回梧,壓鑄件的真實質(zhì)量只能由事后檢驗來驗證废岂;而此時,壓鑄件的質(zhì)量已經(jīng)形成狱意,檢驗結(jié)果對壓鑄件的質(zhì)量不能得到任何改變湖苞。因此,為使壓鑄出來的產(chǎn)品質(zhì)量得到保障详囤,就必須對壓鑄過程采取必要的控制措施财骨,例如嚴格控制壓鑄過程中工藝參數(shù)的穩(wěn)定性和人員操作的一致性等。但是藏姐,能否及時發(fā)現(xiàn)不合格的壓鑄件隆箩,盡可能地減少廢品損失,在生產(chǎn)過程中顯得尤為重要包各。
我公司生產(chǎn)的部分零部件摘仅,是有氣密性和安全性要求的產(chǎn)品,其內(nèi)部氣孔问畅、縮孔及漏氣缺陷成為產(chǎn)品報廢的主要原因谍益。因此,為保證和提高產(chǎn)品的品質(zhì)款萎,滿足批量生產(chǎn)的要求逐点,必須從生產(chǎn)準備階段就采取一些質(zhì)量控制措施,對壓鑄件的質(zhì)量施加一些良性的影響饭里,來確保大批量生產(chǎn)出的壓鑄件質(zhì)量的可靠性和穩(wěn)定性辞垦。本文擬從壓鑄準備、壓鑄過程健乾、樣件檢測(事前怎棋、事中、事后)這三個階段簡要論述壓鑄件質(zhì)量控制措施煌害。
2.壓鑄準備階段
(1)鋁合金成分及熔煉控制生產(chǎn)實踐表明象人,提高鋁合金熔液質(zhì)量是提高壓鑄件質(zhì)量的關(guān)鍵因素,鋁合金熔化工藝要對熔化溫度芦惧、熔煉時間蜀谤、回爐料的投放比例等有明確的規(guī)定。在鋁合金熔煉過程中耙替,凡使用回爐料的鋁液亚侠,需要的精煉劑、除渣劑的比例要比僅使用鋁合金錠熔化時加大,其加大比例與回爐料的比例要有一個對應關(guān)系硝烂。對熔煉后的金屬液要適時進行除渣箕别、除氣工作,在集中熔化過程中應對每鍋金屬液進行化學成分的檢測钢坦,確保產(chǎn)品在熔化過程中各種化學成分合格究孕。另外,還應避免長時間熔煉爹凹,否則會使合金液中氫含量增加厨诸,影響壓鑄產(chǎn)品的強度、氣密性等性能禾酱。
對于生產(chǎn)那些有氣密性要求的鑄件微酬,還需要對除氣效果進行監(jiān)測,確保合金液中的含氣量能夠滿足使用要求颤陶,必要時采用測氫儀對鋁液進行氣體含量的定性測量颗管,以及采用密度測量法來對鋁液質(zhì)量進行監(jiān)控廉侧,如圖1所示卵渴。
(2)慢壓射速度的驗證慢壓射的作用是利用沖頭慢速運動,將金屬熔體堆積在沖頭前端而不產(chǎn)生跳躍波毫例,隨沖頭前進卸矾,熔體液面逐漸升高達到壓室頂部家厂,將壓室中的氣體從模具排氣槽排除。為此填庄,在慢壓射預熱模具階段婿孟,有必要對工藝設(shè)定的慢壓射速度進行驗證。
一般可以采用簡易的方法來進行慢壓射工藝參數(shù)的確認题琅,壓射活塞慢壓射開始到達快壓射起動位置時孟盅,壓射桿自動停止前進(在一些壓鑄機上可定制該功能)。待合金液冷卻后頂出歉活,進行切割悠怕、車削觀察判斷。
正確的慢壓射速度下莉歼,在金屬液到達內(nèi)澆道時隶谒,壓室中的金屬液已經(jīng)完全成為完整的圓柱體,當發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部組織比較致密哗蜈,不存在肉眼可見的氣孔時,此時的慢壓射速度一般是合適的坠韩。不適當?shù)穆龎荷渌俣染嗯耍瑢a(chǎn)生嚴重的卷氣。從圖2可以看出,慢壓射速度為0.17m/s時音比,料柄內(nèi)部存在嚴重的孔洞俭尖。此時會對鑄件質(zhì)量產(chǎn)生不利的影響。
3.壓鑄過程控制
(1)生產(chǎn)過程操作的一致性由于壓鑄生產(chǎn)的自動化程度普遍較低洞翩,基本上還都處于半手工操作的狀態(tài)稽犁,壓鑄件的質(zhì)量與操作工的操作技能、工作環(huán)境骚亿、精神狀態(tài)有極大的關(guān)系已亥。為使這些因素盡量趨于穩(wěn)定,我公司在這方面采取的主要措施是:定人来屠、定機虑椎、定產(chǎn)品的“三定原則”,即安排特定的人在特定的設(shè)備上生產(chǎn)特定的產(chǎn)品囚请。一旦這三者之中任何因素發(fā)生了變化疚傲,都必須得到確認和監(jiān)控。
(2)工藝參數(shù)的多次調(diào)整的一致性確認一般情況下缚扩,每種產(chǎn)品的生產(chǎn)都是按批次進行的痕豺,每一次重新更換模具后的工藝調(diào)整的一致性必須得到明確的確認。目前的壓鑄設(shè)備上比較常見的速度調(diào)節(jié)方式比較簡單闪妓,慢壓射速度基本上沒有檢測和控制努辛,快壓射速度常采用手輪進行調(diào)整(見圖3),根據(jù)廠家提供的手輪刻度與兩快速度對照表來查對本次的工藝參數(shù)低柑。這種控制方式本身存在著極大的質(zhì)量風險屁膝,主要表現(xiàn)如下:
第一,不同廠家的設(shè)備的手輪開度與兩快速度對比曲線是不一致的汉统。
第二穷歹,同一個廠家的同型號設(shè)備的實際速度與手輪開度也存在不一致的情況。
第三暂畴,同一臺設(shè)備不同階段的實際速度與手輪開度存在不一致現(xiàn)象段直。
上述這些不一致,會使工藝人員無所適從溶诞,在生產(chǎn)現(xiàn)場表現(xiàn)為:原有工藝生產(chǎn)的壓鑄件是合格的鸯檬,但按同樣的生產(chǎn)工藝,就生產(chǎn)不出合格的產(chǎn)品螺垢,這種表現(xiàn)的實質(zhì)原因還是兩次生產(chǎn)的工藝參數(shù)不一致喧务。
解決這個問題的簡單方法就是:生產(chǎn)過程中采用直線測速儀對實際生產(chǎn)時的慢壓射速度、快壓射速度進行測量枉圃,每次生產(chǎn)時按確定的數(shù)值進行核對即可功茴。當然庐冯,對于帶有壓射曲線的設(shè)備,在設(shè)備上就能很方便地檢測壓射速度了坎穿,保持每次調(diào)整得以執(zhí)行即可展父。
4.樣件產(chǎn)出后檢測
(1)試加工壓鑄件的內(nèi)部質(zhì)量通過X射線檢驗是最方便、快捷的檢測方式玲昧,但存在投入大栖茉、結(jié)果不直觀等缺點,一般常用的孵延、最直接的檢驗方式就是試加工狭缰。試加工后可以更直觀地來觀察機加工表面的質(zhì)量,對產(chǎn)品質(zhì)量做出一個合理的判斷忱脆。
對于同時生產(chǎn)毛坯又進行后續(xù)機加工的企業(yè)來講橘匿,將生產(chǎn)出的毛坯件直接送達生產(chǎn)線進行試加工來判斷毛坯件的內(nèi)部質(zhì)量的方案是切實可行的。但對僅生產(chǎn)毛坯的工廠來說圈蔬,對產(chǎn)品試加工檢驗的方式默言,雖然檢驗了毛坯件的產(chǎn)品質(zhì)量,但試加工的產(chǎn)品件會直接報廢掉杆谓,產(chǎn)品件的試加過程中如果不能得到很好的控制豺这,也將是一筆不小的損失。試加工主要是針對內(nèi)部質(zhì)量要求較高歼虽,存在氣密性要求的那些產(chǎn)品景妻。
圖4是我公司生產(chǎn)的汽車空調(diào)壓縮機殼體的產(chǎn)品,這類產(chǎn)品在機加工后要進行100%的氣密性試驗而灸,同時待裝配成整機后還需要進行更為嚴格的氦檢拐尚。氦檢若發(fā)現(xiàn)漏氣,整機將做報廢處理电湘,為此造成的損失將由責任方承擔隔节。針對此類產(chǎn)品,必須采取嚴格寂呛、高效怎诫、切實可行的實時檢測手段來保證產(chǎn)品件的品質(zhì)。
對這類壓縮機殼體產(chǎn)品贷痪,我公司一般只提供毛坯件由主機廠進行機加工幻妓,單件產(chǎn)品的機加工費用遠高于毛坯件的價值,主機廠對每批產(chǎn)品的廢品率都有嚴格的控制劫拢。為控制壓鑄件的內(nèi)部質(zhì)量肉津,我們有必要對產(chǎn)品件進行試漏抽驗。由于試漏工序是在毛坯件機加工后才能進行的舱沧,因此必須對毛坯件進行相應部位的加工處理后才能進行試漏妹沙。為加快檢驗速度哪廓,在機加工時我們采取了簡化處理,主要方式如下:
第一初烘,全部螺紋采用等直徑的圓孔處理。
第二音哟,內(nèi)孔按要求的尺寸進行加工貌授。
第三,機加工余量以不小于設(shè)計余量為準犯渣。
通過采用機加工后進行試漏的方式势嫁,我們能夠及時發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品件存在的問題,對壓鑄工藝進行相應的調(diào)整甥轿,確保了壓鑄毛坯件的產(chǎn)品質(zhì)量水芍。
(2)破壞性檢驗所謂破壞性檢驗,不言而喻就是將產(chǎn)品件進行破壞后對其一些尺寸绿相、性能等進行檢驗的一種方法存裁,這種檢驗方法的直接后果就是產(chǎn)品件被報廢掉,不能再次投入使用篷低。但是郊纱,它可以使檢驗人員更直觀地觀察、測量壓鑄件的一些內(nèi)部特征其种。例如臼蔼,我公司生產(chǎn)的某型號的轉(zhuǎn)向器殼體,如圖5所示藤树。
從圖5b可以看出浴滴,中間是一個較長的不通孔(長約140mm,直徑≤25mm)岁钓,由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)所限升略,模具上面的芯子必須處于懸臂狀態(tài)。眾所周知甜紫,壓鑄過程是一個高溫降宅、高壓、高速的金屬液填充過程囚霸,勢必會對此處懸臂的芯子造成很大的液流沖擊腰根,長期的金屬液沖擊、模具分型面黏附物的清除不及時等因素拓型,都會導致芯子彎曲额嘿、定位不準等。而一旦芯子發(fā)生彎曲或定位不準劣挫,該產(chǎn)品就會報廢册养。由于芯子在模具上拆裝不便东帅,為及時發(fā)現(xiàn)可能存在的質(zhì)量隱患,我們采取了對轉(zhuǎn)向器殼體進行破壞性檢驗的方法修梭,將生產(chǎn)出的壓鑄件從芯子最小端所在部位進行鋸切茴茁,鋸切后的形狀如圖5c所示,可通過測量內(nèi)孔圓周的壁厚來判斷芯子是否彎曲變形即可纸级。
5.結(jié)語
壓鑄生產(chǎn)中泣奏,通過采取本文所述輔助檢測手段,可以及時發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品件內(nèi)在的質(zhì)量問題描刹,并據(jù)此對壓鑄工藝县堰、模具、設(shè)備及原材料進行調(diào)整婆崔,從而避免大批量的不良品產(chǎn)生茴支,以確保產(chǎn)品件供貨質(zhì)量。
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