压铸机性能和工艺标准对其产品合格评定的影响性

丁 锋合肥工业大学 安徽合肥 230001



压铸机性能和工艺标准对其产品合格评定的影响性

丁 锋
合肥工业大学 安徽合肥 230001

摘 要：压铸机是铸造生产领域的一类现代化通用型的高效率大型生产仪器，在铸造企业或相关行业具有大众化高使用率的广普特点。其中，压铸工艺标准是对铸造生产者具有直接指导作用的行业内大众标准化意义的践行规范。压铸机以其高性能、高精度、高速度的明显技术优势在铸造生产加工机械装备的市场销售中长期得以客户的青睐，现场出炉的压铸产品即压铸件更以其光洁度好、出产量多、冷却快等优点深受用户青睐。因为先有其制造机器及其生产工艺标准的优越性，而后因势利导性地形成其制造产品的优质性，本文对应性地以压铸机两要素为前因，以压铸件产品合格评定率高为后果，就此论述压铸机两要素与压铸件产品合格率之间的互为影响性。

关键词：压铸工艺；技术参数；特种铸造；产品合格评定；精密铸造；标准；现代化通用型；行业内大众标准化意义

标准化是使技术成熟化的重要方法与有效手段，既涵盖有专业的组分、又蕴藏有技术的元素。在实际运用中，起着多元化的广袤效应。仅以高等教育领域为例，潜移默化般地起到了引导教学的规范化、指引科研的精准化、促进产能的优质化的特有功效。

着眼现代装备制造业，随着现代工业为主要标杆的全面化发展型时代的到来，大众所关注的涉及高等教育行业、工科类型的专项装备标准及其系统性、简化性、协调性、择优性、统一性的大众标准化教育活动，不再只局限于仅关注可以直接体现教育教学质量的粉笔、黑板、课桌椅、多媒体视听设备的理论教学装备的质量，实际还在拓展到可以间接影响到工科专业实践教育和工业科研质量的精细加工业、精密制造业等领域，例如工业生产领域的压铸机及其生产产品即压铸件，就属于典型的精密制造业和精密铸造产品，其间采用的压铸工艺(特种铸造工艺的一种，关于特种铸造的基本定义、方法种类、基本特点、凸显优点，表1做出了概括)就属于一种典型的精密铸造工艺。这些经过压铸机生产及其工艺处理所获得的产品，运用在实际中，确实在不同程度地影响着高校 的教学和科研质量，如果想要提高这种质量，就必须得有压铸工艺标准和标准化生产流程的缜密融入。

观瞻于更高质量和更深层次以及更佳水准的压铸件产品质量，人们就必须得深度关注和着实、着力于这特定范围内的劳动生产活动。从某种意义上讲，这就是一种具有行业内大众化标准化意义的专业型通用标准，在经历了反反复复、周而复始的集约化、密集型、大规模、柔性化生产的标准贯彻、标准执行活动之后，自然而然地就形成了现代化通用型的大众标准化生产活动。此外，在人们的日常生活中，有不少的日用品也是与精密铸造工艺密不可分的。

例如：门拉手、衣服金属纽扣、徽章、手表壳、钥匙链、皮带扣等大众日用装饰品；手电筒外壳(金属质)、电熨斗；镁合金笔记本电脑外壳、数码摄像机外壳、数码照相机外壳、掌上电脑外壳等等这些最常见的百姓日用物品都是通过压铸机及其压铸制造工艺(涵盖工艺标准)生产形成的。可是，这些具有行业内大众标准化意义的产品制造机器即压铸机还并不是为老百姓们所广为熟知，但却每日都能接触到由它生产出的多类各式各样的家常性的实用化产品。在老百姓出行交通常乘坐的各类汽车的汽车轮毂、发动机的一些结构件以及燃油型汽车的油泵支架等的产品制造上是就当今世界仅有先进铸造技术而言被普遍认为是最为有力的生产技术。最典型的诸如日常通讯用的手机外壳，尤其是价格昂贵、质地较好、耐腐蚀性强的金属质地的手机外壳，就是采用压铸工艺标准生产出炉的，经久耐用。

现实中，标准化已经间接影响到高等教育实践教学的质量，工业教学、科研、生产领域的压铸机及其生产产品即压铸件，属于典型的精密制造业和精密铸造产品，这些经过压铸机生产及其工艺处理所获得的产品，运用在实际的高等教育教学中，确实在不同程度地影响着教师、学生以及科研工作者这类大众团体的实践技能质量。如果想要提高这种质量，就必须得有压铸工艺标准和标准化生产流程的缜密融入。观瞻于更高质量和更深层次以及更佳水准的实践技能质量，人们就必须得深度关注和着实、着力于这特定范围内的机器(压铸机)性能及其工艺标准。从某种意义上讲，这种工艺标准就是一种具有行业内大众化标准化意义的专业型通用标准，在经历了反反复复、周而复始的集约化、密集型、大规模、柔性化生产的标准贯彻、标准执行活动之后，自然而然地就形成了现代化通用型的大众标准化生产活动。

压铸工艺就是借助压铸合金、压铸模具、压铸机这三大要素，在产品的全过程生产制造程序中，使得速度、时间、压力互为统一的过程。换言之，压铸工艺是将压铸机、压铸合金、压铸模具三大要素实现有机组合而后施以综合运用的技术过程。需指出：这三大要素缺一不可，这样方能实现稳固化、节奏化、高效化地生产出外观质量和内在质量均完好的规格尺寸都符合设计图纸或协议规定的合格铸件，如果有更高水准的收效，即是优质铸件。倘若用专业术语定义合格铸件，称为标准化铸件，所谓标准化铸件实际就是指技术成熟化(的铸件，就是大众口中常道的各类合格产品的一种；倘若用专业术语定义优质铸件，笔者认为可解释为：是指合格铸件中的质量和质地都显优化的更高档次的一类铸件。需指出：合格铸件仅是指生产技术成熟化，按照压铸工艺标准所制造出的达到质量技术参数要求的一类达标产品，但不一定是优质产品，而优质产品必定是合格产品(标准化产品)。介于合格铸件和优质铸件之间的一类产品是良好或较好的铸件产品。如果从优质铸件中再挑选出特别好的一类，笔者认为应当可以称为极品铸件(The best casting)，所谓极品铸件就是超常规发挥技术水平所获得的精益求精化铸件，属于效果非常好的高档次产品的一种。所谓工艺，就是若干名工作人员或大批劳动人民利用生产工具对各式各样的原材质、半成品进行精细化、精准性、增值性地加工处理，使得其精度(accuracy)得以提高，精整(dressing and finishing)化水平符合标准值，最终让其变成全成品的过程和方法。那么，工艺标准自然而然地就可以理解为：在形成工艺过程(制造出合格产品的过程)这一定的时间(制造出若干件或一批量合格产品的时间段，以小时为计量单位)和空间(制造出若干件或一批量合格产品的主要大型生产仪器、各类中小型机电一体化支撑设备、辅助的水路电路气路等资源、人力资源类的生产组成人员和多样化物资供给等所占据的场地立方体积，以立方米为计量单位)范围内，为了获得最佳秩序，对生产活动过程或其生产产品结果做出共同使用和重复使用的经各方协商一致由权威机构发布的规范性文件(实际的技术执行标准)。顺其下来连带性地理解，可以认知：如果说压铸工艺标准是科学的、严谨的、可靠的，并且在使用压铸机进行生产的全过程中有效地执行了相应的压铸工艺标准，那么由压铸机生产出的压铸件产品的质量必定是合格的、稳定的、通行的。这样的产品无论是供应内需，还是出口境外，在例行出厂质量监督检验或海关通关检验关卡时，必然获得通过。以下就压铸工艺标准和其产品的合格评定两者间的前因后果性影响，从各自本质的剖析到由本征特性产生的关联性成效展开详述。

表1 特种铸造的基本概念、方法种类、基本特点、凸显优点

1 压铸机的性能和构造概述及其对产品合格率的影响

压铸机，如果让广普大众去顾名思义、相信人们一般都会理解为：就是用于压铸产品的机器。如果解释得专业一些，可结合实际定义为：指在高压作用下，把熔融金属液以较高的速度压射到压室内并且使其充填压铸模(模具为强度高的合金)型腔，而后冷却凝固和成型，开模后获得固体金属铸件的一整套工业精密铸造机械。如果释义压铸，同样可结合实际定义为：是指将熔融金属在高压高速下充填铸型，并在高压下结晶凝固形成铸件的过程。压力铸造是所有铸造方法中生产速度最快的一种方法。目前，压力铸造主要应用于非铁合金、小型薄壁复杂件的大批量生产[1]。压铸机的世界发展史颇为久远，且被应用于多项实际工作中，表2归结出了压铸机在世界多国的应用概况。

表2 压铸机在世界多国的应用概况

时下，压铸机无论是在国内还是国外，最普及和使用率最高的是位于压铸件生产的大型企业里，多呈现自动化、智能化的流水线生产状态模式，主要功能是大规模化地生产加工压铸件产品，一般是向社会各方有需求的客户提供订单式的预订铸件产品。同时也可为有关院校机械热加工类专业的大学生金工实习和认知实习等活动提供大型化的现实版实践基地。其次是位于工业类本、专科院校铸造实验室或主导铸造学科方向的工艺技术类的专业研究院所内，一般是从事有关特种铸造工艺学、压铸工艺及模具、材料成型先进技术等具体专业课程方向的演示性实验教学，也可用于专项科研试验、专项设计开发或者中小型规模化的生产加工等校企合作活动，往往也可为有关院校机械热加工类专业的大学生金工实习和认知实习等活动提供中小型化的浓缩版实践基地。业界普遍存在共识:压铸机设备和压铸模费用很昂贵。

压铸机的品牌特性也能直接影响到压铸机生产产品质量的高低。目前，国内较为知名的品牌有：力劲(全球最大的压铸机制造商)、伊之密、三基、新佳盛、阜新、华晨、灌南、隆华、宝宏、瑞达、华大、宝洋、力科、振力、海泰、晨光、腾龙、众诚、力特、淮海、凯劲、新瑞、思进、捷顺、震高，等；国外很是知名的品牌有：瑞士的布勒(BUHLER)、日本的东芝(TOSHIBA)、东洋和宇部、意大利的意特和意特拉、德国的富来(FRECH)、捷克的维豪尔拉特、俄罗斯的远东，等。其中，瑞士的布勒压铸机的性能和结构是截止于当前全世界最为先进的品牌型压铸机器：该款型的压铸机产品起源于1860年，迄今为止、已有155年的发展历史，步勒集团已经成为金属压铸领域的全球领导者，提供高效的生产设备、完善的工程解决方案。步勒压铸是经济的、技术不断革新的、新型压铸技术的先锋，长期倾注于改善压铸机运行质量、压铸件产品质量、产品热加工工艺水平并且注重对压铸工艺和技术参数的适时有效的控制，提供品种齐全的一整套压铸系统服务和时新的压铸机运行故障解决方案，其具有现代化通用型的客户常见问题解决方案和具有行业内大众标准化意义的标准型技术保障服务的明显集团优势，是全世界压铸行业的成员们有目共睹的。值得一提和引以为豪的是：自1979年中国的力劲集团(L.K.GROUP)创立以来，历经36年的艰苦奋斗，现已成为全世界最大的压铸机制造商，在技术改造方面不断吸收国外先进技术。该集团公司生产的压铸机系列产品成为全球客户信赖和首选的世界五大知名压铸机品牌之一。力劲集团压铸机年生产能力位居世界第一[2]。

另一方面，就压铸机的性能和构造而言：压铸机是压铸生产的主要设备，是发展较快的一种少无切削加工制造金属制品的方法。高压和高速是压铸区别于其他铸造方法的重要特征，恰是有高压和高速的压力作用，充型能力的高度发达导致出炉产品的合格率高。压铸的特点和其产品的合格率是呈因果关系的：(1)因为压铸件的表面平整，尺寸精度高，所以产品合格率必然高；(2)因为压铸件的强度和表面硬度较高，所以产品合格率必然高；(3)因为生产效率高、操作简便、易于实现自动化，所以产品合格率必然高。毋庸置疑,这些必定对压铸件的合格评定以及产品合格通过率产生至关重要的影响，一般情况下都通过。此外，压铸机大体上分为热压室型和冷压室型，针对不同的需求产品可选择相应机型，选取机型的原则是：所选机型应能保证产品合格率。关于两类机型的分类生产用途、适合哪些产品的生产，详见表3.

表3 热室型、冷室型两类压铸机型的分类生产用途和结构区别及适宜的对应产品选择

两类机型的结构区别热室型　冷室型压室和坩埚炉是连在一起的　压室和坩埚炉是互相分开的注：热室型压铸有时也被称为鹅颈压铸，它的金属池内是熔融状态的液态或半液态金属，这些金属在压力作用下充填模具。压铸机按压室的布置方式又分为卧式和立式两种

2 压铸工艺标准执行到位对产品合格率的影响

生产者对工艺标准的执行到位，就等于达到了大众对产品质量需求的满意值。压铸行业的生产与需求之间同样也存在着这样一种非常普遍的共性影响关系。在个性层面，压铸工艺标准对其产品质量的各个细节分层面有着如下的显现：

首先，经压铸工艺标准处理后的金属件即精密压铸件的尺寸精度较高，一般可达6级的水准，最高可以达到4级的精密水准(注：本文以等级为产品合格档次的划分标准，数字越小级别越高，1级为最高水准)；然后，压铸工艺标准中有严格的技术参数和指标限量规定，在生产中被执行到位后，毫无疑问地铸件的强度、硬度均会得以明显提高，压铸件的抗拉强度一般比砂型铸造制成的同类产品要高出25%～30%；其次，铸件的尺寸是趋于稳定的、精度高、表面粗糙度值低(表面粗糙度达Ra0.8～3.2 µm，有的甚至达到Ra0.4µm)，尺寸精度可达IT11～IT13级，有的可以高达IT9级，具有良好的互换性，若将压铸工艺标准执行到位，完全能生产制造出壁薄(彻底解决砂型铸造中常见的铸件各部分壁厚不均匀而又无法修整的难题)复杂的铸件。接着，世界各国多方使用者长年操作后的实践考证了压铸机的生产效率是极高的，因为压铸生产极易实现机械化和自动化操作，生产周期短，效率高，可适合大批量生产。在所有铸造方法中，压铸是一种生产率最高的方法。例如一般冷压室压铸机平均每班可压铸600～700次；小型热压室压铸机平均每班可压铸3000～7000次[3]。此外，压铸型的寿命长，一付压铸型，压铸铝合金寿命可达几十万次，甚至上百万次。最后，请大众来简单分析一下就可以立刻得出这样的结论：被执行到位的压铸工艺标准致使了如上的这些多方位的技术指标得以提高，顺应地致使产品质量不同程度地变好，上述的这些以阿拉伯数字和百分比符号表示的飙升比值，恰恰是对产品合格率影响的具体体现。

在压铸件生产的过程中，切实执行压铸工艺标准，从理念上讲就是要树立“以合格品为本、以优质品为佳、以极品为上”的生产目标，从行动上讲就是要贯彻“行精细操作、查精细过程、看精品结果”的技术方针。表4收集并归结了近五年我国颁布的压铸行标明细。其中，标龄的有效期一般为5年，超过5年应重新修订或更新。

表4 近五年我国颁布的压铸行业标准明细

近年来，随着压铸行业的迅速发展和压铸件市场销售的渐近繁荣以及压铸机在各行各业的广泛应用，压铸机工艺标准正在不断更新、与时俱进，这一切昭示着压铸件产品研发的新技术、新方向、新动力。

3 结束语

压铸机的性能和工艺标准这两要素与其产品合格率之间的影响性是呈正比例关系的，即压铸机性能越好，压铸件产品的合格评定率就越高；压铸工艺标准越优异(标准工艺越严谨和技术参数越精确)，压铸件产品越优质。这种影响是周而复始、轮回传承的。在渊源古老，具有烦冗厚重、劳苦多端、寻常里不易招人待见特色的传统铸造行业内，业内大众在一边劳作、也在一边思考，寻找着可以摆脱发展束缚的利器，普遍都在寻找着以高效节能、绿色环保的特种铸造生产方式取代效率低下、排污量多的传统砂型铸造方式，而压铸技术恰恰就是可利用价值大、可挖掘度、可开发性高的截止于目前在全世界范围内颇为先进的一种工艺技术：从崭露头角、融入生产的压铸工艺标准，再到呈现规模、集约成群的压铸生产活动，直至最终闪亮登场、发挥效能的压铸精密产品，不仅体现的是一种被大众渐近从感知、到熟悉直至耳熟能详的体现高规格体验感、呈现高档次价值化的精密铸造产品，而后再回首观望、细细地去品位这一方极不平凡的高浓度渗透标准化活动性的行业内大众标准化意义的工业铸造领域的践行规范，无论你、我、他(她)，广大师生们都会真切地感受到：其实，这就是体现出一种类型、彰显出一种规格、升华一种档次的大众标准化，这方特定领域、特定空间的大众标准化，不仅传递着科技、同时传递着知识、还在传递着方法、增进着技能、蕴涵着工艺，更加凝聚着“标准”这一元素。

参考文献

[1] 刘喜俊.铸造工艺学[M].北京:机械工业出版社, 1999.

[2] 力劲科技集团有限公司.压铸机产量位居世界第一[EB/OL].http:// www.lkgroup.com.cn/category.aspx?NodeID=19.

[3] 赖华清.压铸工艺及模具[M].北京:机械工业出版社,2004.

创新教育理念实践研究专题

The Influence of Die Casting Machine Performance and Process Standards on the Conformity Assessment of the Product

Ding Feng
Hefei University of Technology, Hefei,230001, China

Abstract:The die casting machine is a kind of modern general type of high efficiency and large scale production equipment, which is widely used in foundry enterprises or related industries. Among them, the casting process is the standard of the industry standard for the standardization of the industry which has direct guidance to the foundry producer. Die casting machine with significant technical advantages of the high performance, high precision, high speed in casting production and processing machinery and equipment sales over a long period of time can be customer's favor, scene baked die-casting products that die casting more to the finish, production volume, quickly cooling the advantages of present immediately be customers of love. Because the manufacturing the superiority of the machine and its production process standard and make the best use of the circumstances to form the excellence of its manufactured products; the corresponding to two elements of die casting machine as the antecedent, in die casting products qualified assessment rate as high as consequences, discusses the influence of both.

Key words:die casting process; technical parameter; special casting; product conformity assessment; precision casting; standard; modern general type; significance of popular standardization

收稿日期：2015-09-16

作者简介：丁锋，硕士，工程师。