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廣西玉林達(dá)業(yè)機(jī)械配件有限公司 廣西玉林 537000

1 影響船用柴油機(jī)主軸承蓋鑄件質(zhì)量的因素

主軸承蓋屬于厚實(shí)類球鐵鑄件，球墨鑄鐵屬于內(nèi)生-糊狀凝固，凝固時析出石墨，有自補(bǔ)縮能力，但球墨鑄鐵液態(tài)收縮大，凝固外殼較薄弱，在二次膨脹時在石墨化膨脹力作用下使外殼膨脹，松弛了內(nèi)部壓力，若補(bǔ)縮液量不足或冒口頸模數(shù)設(shè)置不當(dāng)，則容易在鑄件熱節(jié)處形成縮孔和縮松。

縮孔、縮松缺陷出現(xiàn)在鑄件中上部，也是鑄件的厚大部位。球墨鑄鐵為糊狀凝固，凝固時析出石墨，有自補(bǔ)縮能力，但球墨鑄鐵液態(tài)收縮大，凝固外殼較薄弱，二次膨脹時在石墨化膨脹力作用下使外殼膨脹，松弛了內(nèi)部壓力，若補(bǔ)縮鐵液量不足或冒口頸模數(shù)設(shè)置不當(dāng)，則容易在鑄件熱節(jié)處形成縮孔、縮松。探傷缺陷多判為裂紋，從鑄件裂紋處取樣做顯微組織檢查，發(fā)現(xiàn)磁粉探傷顯示的不是真正的裂紋，而是由于鑄件局部非金屬夾雜物（如漂浮的石墨、氧化渣等）聚集造成鑄件表面導(dǎo)磁性不同而形成貌似裂紋的磁粉堆積[1]。由于采用木模手工造型，砂型緊實(shí)度低及涂料涂刷不到位等操作原因，導(dǎo)致鑄件局部出現(xiàn)粘砂。某企業(yè)在兩年的時間里一共生產(chǎn)了主軸承蓋產(chǎn)品468 件，在這當(dāng)中質(zhì)量情況統(tǒng)計(jì)如表1 所示。通過分析發(fā)現(xiàn)，工藝類鑄造缺陷占到全部鑄造質(zhì)量問題的74%。

以下主要從人、機(jī)、料、法、環(huán)、測六方面對問題點(diǎn)進(jìn)行歸納：

（1）人為原因：工藝文件、作業(yè)指導(dǎo)書、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)通知等工藝措施的有效執(zhí)行和落實(shí)。標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化作業(yè)，記錄真實(shí)填寫，異常問題及時反饋，工藝紀(jì)律嚴(yán)格遵守。

（2）設(shè)備狀態(tài)：全面梳理熔煉、造型、檢測等設(shè)備的穩(wěn)定性和使用精度以滿足使用要求，并加強(qiáng)使用過程監(jiān)測。

（3）鑄造原材料：鑄造過程中加入的原材料潔凈度不好，導(dǎo)致鋼水脫氧不良，造成廢品。

（4）鑄造工藝及鑄造過程控制：結(jié)合生產(chǎn)，發(fā)現(xiàn)該產(chǎn)品的鑄造工藝復(fù)雜、冒口大，工藝出品率低；造型過程中，由于冷鐵的大量應(yīng)用，造型效率低，生產(chǎn)時過程控制效果差，工序流程不合理，控制文件不健全。

（5）環(huán)境狀況溫度、粉塵：找出規(guī)律，制定措施，進(jìn)行控制。

（6）測量：無損檢測標(biāo)準(zhǔn)及檢測過程校準(zhǔn)存在不足，部分人員無證操作。

綜上分析，將人、機(jī)、法、測識別為影響主軸承蓋關(guān)鍵質(zhì)量特性的重要因子，其中“人”：作為一切要求及動作的執(zhí)行者，其基本的操作技能、對工藝文件及相關(guān)要求的掌握執(zhí)行、對設(shè)備熟悉程度、良好作業(yè)習(xí)慣的養(yǎng)成等內(nèi)容均關(guān)乎工件質(zhì)量的控制，重中之重?！皺C(jī)”：設(shè)備狀況、工裝的運(yùn)用是保證工件制造性能的基礎(chǔ)、必備條件?！胺ā保喊ㄨT造工藝的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，作業(yè)指導(dǎo)書的完善和檢驗(yàn)規(guī)范的建立，關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定及能否有效保證?！皽y”：主要是無損檢測人員檢測的準(zhǔn)確性有待提高，檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)把握不一致等造成廢品。結(jié)合前期的缺陷統(tǒng)計(jì)，最終確定鑄造工藝和操作規(guī)范的建立作為本次改進(jìn)的關(guān)鍵因素。

表1 主軸承蓋缺陷統(tǒng)計(jì)分析表

2 船用柴油機(jī)主軸承蓋鑄件的質(zhì)量控制

2.1 調(diào)整澆注系統(tǒng)

澆注系統(tǒng)要保證金屬液平穩(wěn)充型，避免直接沖刷型壁和型芯，減少氣體卷入，阻擋夾雜物進(jìn)入。考慮到球墨鑄鐵材料易氧化以及擋渣的需要，內(nèi)澆道改由鑄件的下端面注入，確保充型平穩(wěn)，過濾網(wǎng)也從澆口杯下移至橫澆道中，增強(qiáng)澆注系統(tǒng)的擋渣、溢渣能力[2]。

2.2 調(diào)整澆注溫度

澆注溫度過低，鐵液流動性差，在澆注過程中產(chǎn)生的氧化夾渣不易上浮和溢流出去。澆注溫度過高，將增加鑄件液態(tài)收縮性和型壁的熱負(fù)荷，并可能引起型壁位移，產(chǎn)生機(jī)械粘砂。因此，將澆注溫度調(diào)整為1360～1380℃。

2.3 調(diào)整冷鐵數(shù)量和位置

球墨鑄鐵件具有糊狀凝固特性，易產(chǎn)生縮松。在鑄件瓦面中部，調(diào)整了冷鐵的尺寸，增強(qiáng)了激冷效果；在兩端的厚大熱節(jié)處增加冷鐵，調(diào)整溫度場，防止局部過熱，減少縮孔、縮松缺陷。

2.4 改進(jìn)冒口

冒口補(bǔ)縮鑄件的液態(tài)收縮，在鑄件凝固造成的體積收縮大于析出石墨產(chǎn)生的體積膨脹時，要保證冒口頸通暢，使冒口內(nèi)有足夠可補(bǔ)充的鐵液。通過重新校核鑄件熱節(jié)處、冒口模數(shù)，冒口、冒口頸尺寸改為φ180mm、φ80mm，保證液態(tài)補(bǔ)縮量及補(bǔ)縮通道暢通；壓邊冒口的尺寸也進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整，有利于鑄件凝固時鐵液的適時補(bǔ)充，二次石墨膨脹大于凝固收縮，冒口頸及時凝固，從而保證內(nèi)部膨脹壓力的有效利用，生產(chǎn)出組織致密的鑄件。

采用上述方法改進(jìn)主軸承蓋質(zhì)量，小批量生產(chǎn)20 件，結(jié)果如下：產(chǎn)品化學(xué)成分合格；產(chǎn)品機(jī)械性能全部合格；氣孔、縮松等鑄造缺陷消除，產(chǎn)品MT（磁粉探傷）、UT（超聲探傷）檢測合格；產(chǎn)品出品率由55%提高到63%以上，每件鐵水節(jié)約200 元以上；產(chǎn)品綜合合格率達(dá)98%以上。

3 結(jié)語

為更好地控制主軸承蓋質(zhì)量的產(chǎn)品質(zhì)量，就需要在生產(chǎn)前加強(qiáng)對工藝文件和相關(guān)工藝操作規(guī)范進(jìn)行編制，認(rèn)真講解工藝的操作要點(diǎn)、注意事項(xiàng)，讓其完全理解并最終服務(wù)于生產(chǎn)。該企業(yè)工藝確定后共生產(chǎn)艦船用柴油機(jī)主軸承蓋168 件，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，檢驗(yàn)合格率100%，產(chǎn)品綜合合格率達(dá)98%，得到了部隊(duì)的高度評價，并且出品率提高，降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率[3]。