对铸件的力学性能提供合格保障的质保技术

王化宇，王春平，赵亚芬，杨秀霞

（四平铸造协会，吉林 四平 136001）

众所周知，铸件生产包括配料、熔化、冶炼、造型及浇铸之复杂的过程。故铸件之质量难以控制。但由于产品铸件必须要最好品质，故对铸件质量保障一直是全行业的追求。但由于铸件生产过程的复杂性、工艺过程的多样性和难以控制性，故没有一个国家提出过用铸件单件力学性能作为验收标准。比如中国国家标准仅规定一炉（或一包）铁水（钢水或其他有色铸水）用相同条件来铸出一组试棒来代表其力学性能。但这由于其铸件和试棒的工艺参数无法一致，故代表性差距很大。但只能如此，勉强验收。

本质保技术则完成超前的预警、管理、控制、最终达到对每个铸件而言保证了它的力学性能（机械性能或使用性能）。这显然是一个全新的概念，它本身超越了国家标准，使铸件的质量达到一个前所未有的新水平、新高度。

总而言之，该质保技术市场前景无限光明，由于它的实施将改变世界各国的铸件验收标准。因为标准是40年前理化检验水平尚不高时制定的，一直延续至今天。铸造市场有多大，它的前景就有多大，可以预见该技术的实施将给国内外铸造行业带来革命性的变革和创新。

1 技术内容

因为现有的铸件生产基本是“死后验尸”。包括中国在内的国际铸件质量标准是用三支随铸的试棒代表一批铸件（一包铸造钢水或一炉铸造铁水）这本身就不尽合理，试棒难以和铸件有完全相同的工艺条件，故代表性很差，无法保证铸件的力学性能。通常的铸造工厂只对其铸件的化学成分进行检测，但化学成分并非决定力学性能的唯一因素，更重要的决定因素是其铸件的金相组织。前人对化学成分分析方法做了近100年的研究，成果多。比如直读光谱可在1min之内完成许多元素的分析结果。

相反，对“快速金相”的研究、报导甚少，故无法按金相组织结果去指导铸造工艺过程。

本质保技术的关键在“炉前快速金相”方面有独到的技术，它可保证金相制样在2min内完成，在3min报出金相组织结果。并用它去指导整个铸造工艺过程。这就是本质保技术的核心内容，它就是所谓理化双检、双控、（化学成分、金相组织）超前预警去指挥铸造生产全过程。从而去保障铸件的内在质量和力学性能合格。

本实用技术是一种保障铸铁、铸钢、铸铜和铸铝件的内在质量的一种全新工艺技术。目前中国铸件生产，在质量方面采用化验铁水成分等程序协同配料的方法，由于多方面的原因工艺因素之无法保障铸件内在质量，从而因“成品铸件”力学性能不合格，造成大批废品，或将不合格品成为商品零件。

本技术是同时用“直读光谱”或其他快速化验设备快速给出化学成分数据，和快速金相分析法给出金相组织数据。并用大屏幕显示在炉前操作者面前供配料、熔化、浇铸操作程序选择调整的操作。

本技术改变了传统的一包铁水一直浇到底的操作方法，而是根据“理化检控中心”的数据和指令进行浇与不浇及浇什么铸件，合掉铁水的多种适当的选择。

本技术改变了传统铸件生产过程对内在质量心中无数的困境。而是全过程控制每个铸件的化学成分和金相组织从而控制了铸件之力学性能最终保障了每个铸件的技术质量要求。

本技术除使用常规的化学成分之 “直读光谱”提供化学成分数据外，最关键的在于使用《磨圈式金刚石金相制样机》（专利技术）使得金相检测的速度达到 3min 内出一次结果［1.2］。

它的实践过程如图1、图2所示。

图1 质保技术实施原理方框图

图2 质保技术实践过程方框图

2 技术实施

目前的中国铸造厂家数量世界第一，大、中、小不等，条件也不尽相同。但实现《对铸件力学性能提供合格保障的质保技术》是共同追求的。

为方便大、中、小铸造企业均有机会用上这套铸件质保技术有两种不同预案。

对像一汽二铸和东风汽车铸造厂的典型大铸造企业，可采用价格昂贵化学成分分析一直读光谱加快速金相制样用的 “金刚石磨抛机”及日产“OLYMPUS”定量金相显微镜，是实施该技术最佳的选择。（如图 1 和图 2 所示）［2］。

对一般中小铸造企业，资金条件尚不足时可采用普通快速化学分析设备及快速金相制样用“金刚石磨抛机”及国产小型金相显微镜人工操作完成。也是实施本技术的一可行选择。投资不大，可同样收到本技术铸件力学性能保障的理想效果。

通过理化检验人员的专业培训指导完成该质保技术是可能的，也是可行的。

比如四平联合收割机总厂铸钢分厂、铸铁分厂首先实践这项铸件质保技术。他们在铸钢分厂对ZG45、ZG40Cr和 ZGMn13铸件、铸铁分厂对HT200、HT250特 别 是 QT60—2、QT70—10等 在E514及东风5型联合收割机上28种铸件在电弧炉和中频炉前炼钢，在冲天炉化铁的情况下无保温炉双联状态下铸铁均获得成功。铸钢和铸铁件的力学性能平均合格率由不足75%达到98%以上。（按不同品种，抽检1%～3%铸件制样检验结果）

3 市场前景

人们不难看到，随着中国加速市场经济的脚步。中国铸件生产连续6年超越美国是世界铸造生产第一大国。这是产量概念。但中国的目前铸件质量与发达国家相差甚远［3］。就在发展中国家，中国的铸件质量也不是排在前列的。因此中国铸业在迎来铸造春天的前提下在于提高质量。特别是出口铸件均要求保证化学成分，特别是力学性能的技术条件。中国铸造业要想在铸造市场上迈出坚实的步伐建议采用《对铸件力学性能提供合格保障的质保技术》。

由此可见，该技术的前景是极其乐观的它是中国铸业和世界铸业内在质量的一剂苦口良药。

为什么这么说？所谓苦口就是要达到目地总是要老板出点钱的，上设备用技术。所谓良药是它能治服了中国铸件的低劣质量病根。最终是提高了铸件的质量，创造了更大的经济效益。

4 结束语

《对铸件力学性能提供合格保障的质保技术》，对提高铸造工艺管理和最终由于提高铸件质量而产生更大经济效益有很大的作用。

没有质量的数量不是真的价值。只有保证质量的数量才是有效数量。为把中国现在的铸造大国变成明天的铸造强国一定要保证铸件质量。

对于以汽车铸件为代表的铸件中，特别是那些重要部位的球铁铸件不能容忍力学性能不合格产品装上整车因为那有车毁人亡的后果。

对于目前正在兴起奥—贝球铁而言，它的铸件比如齿轮组合，传动轴乃至剪床的剪刃都是以铁代钢，以铸代锻的典型代表，更不能容忍力学性能不合格的零件存在，为此在这些重要零件铸造生产中，没有单件性能的质保技术是绝对不可以的。

采用《对铸件力学性能提供合格保障的质保技术》是解决目前中国铸件质量欠缺的有效方法。

［1］王春平.金相试样磨抛一体化设备：中国，CN200720093909.1［P］.2007-06-09.

［2］王春平.WHYⅡ型金刚石磨抛机使用说明书 ［M］.［出版地不详］：［出版者不详］.

［3］中国铸协.关于铸件质量要求部分［R］.中国铸协十届年会，2004.