浅谈平/槽轮铸件的试制

沈 阳

（南通威和船用配件有限公司，江苏 南通 226001）

船舶舱盖用轮子是铸件产品，南通威和船用配件有限公司无法独自完成轮子的全部制造过程，必须借助供应商的力量，解决铸造工艺问题。长期以来，一直为轮子的交货和品质问题发愁，随着订单数量的不断增加，这一矛盾越来越突出。本文阐述了平/槽轮铸件试制的过程。

1 平/槽轮铸件的试制的迫切需求

舱盖用轮子，一直是威和公司的主打产品，因为轮子产品，还可以带来其他相关产品的订单。根据图纸要求，轮子是铸件（或锻件）产品，公司无法独自完成轮子的全部制造过程，必须借助供应商的力量解决铸造工艺问题。长期以来，公司一直通过大连一家生产厂供货。但是，由于轮子分布在各个订单中，每个订单的交货期又不一样，而我们的采购原则，是按订单进行采购，形不成批量采购。因此，轮子生产厂家的意见很大，交货难问题由此产生。而且，由于大连路途相对较远，轮子在交货过程中耽搁的时间较多，费用较大。公司质量部对轮子的品质控制也不方便，经常出现批量品质问题，造成了一些不良后果。

为此，我们一直为轮子的交货和品质问题发愁。随着订单数量的不断增加，这一矛盾越来越突出。2007年底，我们开始关注这一矛盾，并下决心对此进行改进。

在开发和研制过程中，遇到了许多问题。如表面砂眼、缩孔和缩松现象、冲击值达不到要求、表面硬度不稳定等。为此，我们通过改变化学成份、热处理工艺、机加工工艺、铸造工艺、球化剂等方法，一一给予改进，逐步达到技术规范要求。

下面笔者将在开发和试制过程中遇到的问题及其解决方案进行汇总，以便今后工作中得以改进和提高，并以此来指导我们的工作和实践。

2 平/槽轮铸件的试制的工艺

2.1 平/槽轮铸件基本信息

材料QT700-2；

珠光体含量≥90%；

硬度HB 240～305；

冲击韧性≥4J。

2.2 铸件在试制中出现的问题

（1）由于平/槽轮铸件壁厚比较厚，在铸造上属于厚大类型的铸件。在试制过程中，铸件容易产生缩孔和缩松缺陷，严重的在表面都能出现缩凹的现象。同时由于铸件冷却速度慢，铁水在型腔内的凝固时间长，容易在铸件中产生球化衰退的现象。

（2）由于平/槽轮铸件需要做常温冲击性能试验，而且冲击韧性必须≥4J，这在高牌号球铁QT700-2的标准上是没有的，国内也很少见到这方面的资料和报道，达到的难度相当大。

3 改进措施

3.1 材质试验及机械性能的保证

首先，我们进行了材质试验，保证其机械性能，主要是冲击韧性达到图纸规定的要求。

（1）化学成分的对比。各项指标如表1所列。

表1 材质试验化学成分对比表 (%)

（2）工艺说明。炉料组成为低钛生铁220 kg，回炉料350 kg，废钢40 kg；球化剂种类为稀土球化剂，加入量为1.5%；随流孕育为0.5%；出炉温度为1 540℃。

（3）热处理工艺。调质工艺曲线如图1所示；正火曲线图如图2所示。

图1 调质曲线图

图2 正火曲线图

（4）试验结果。无论是单铸试块的冲击韧性还是附铸试块的冲击韧性，都只有3J左右，与要求还相差较远。为此，我们又进行了第二次和第三次的试制，对化学成分和热处理工艺进行了调整，为了保证球化品质，我们选用了大断面球铁用的重稀土球化剂，从而保证了平/槽轮厚断面的球化率，最终稳定地生产出了满足冲击韧性要求的产品。性能结果如表2所列。

表2 调整后的材质试验结果表

3.2 改进铸造工艺

针对铸件的缩孔和缩松缺陷，在2010年6月份我们进行了多个方案的试制，主要有以下3个：

（1）第一方案。一是加高冒口尺寸45 mm，并将冒口顶面斜角由120°变为100°；二是冒口顶边缘作出径向9 mm宽的平面；三是连接试块与零件的连接块截面厚度，增加到30 mm，长度增加到100 mm；四是平轮两冒口颈尺寸都增高10 mm。

（2）第二方案。一是加高冒口尺寸45 mm，并将冒口顶面斜角由120°变为100°；二是连接试块与零件的连接块截面厚度5 mm，另加3～4条10 mm×17mm筋条；三是平轮两冒口颈尺寸都增高10mm。

（3）第三方案。是在第二方案的基础上，在平轮的浇口、冒口铸件的部位放置冷铁，每个平轮需放置2块冷铁。根据零件大小确定放置不同规格的冷铁，冷铁规格根据轮子厚度分为40 mm、50 mm两种。

（4）试验结果。第一方案和第二方案，能够完全解决槽轮内部的缩孔和缩松缺陷，但不能完全解决平轮的缩孔和缩松缺陷，平轮的缩孔和缩松缺陷在生产中还时有出现；

第三方案生产的平/槽轮铸件，已经消除了缩孔和缩松缺陷，进行解剖后，断面组织致密（如图3所示）。

图3 轮子断面组织解剖图

3.3 改进工艺措施的结论

通过采取一系列的工艺措施，彻底克服了平/槽轮的铸造缺陷，解决了冲击韧性低的问题，经过一年多的生产，平/槽轮的产品品质，得到了稳定的控制。

4 试制产生的效益

与某企业关于平/槽轮产品的合作试制成功，不但解决了公司平/槽轮产品的交货期及其品质不稳定问题，也选择到了更为优秀的合作伙伴，获得了在这一领域竞价采购的优质服务，降低了采购成本，为企业取得了更好的经济效益。按采购成本价降低1元/kg计算，平均每个轮子降本约80元，年生产轮子约1.50万只，可节省成本约120万元，如果考虑以往迟交货带来的经济损失，每年可节约成本约人民币170万元。

5 结束语

总之，通过这次实践，我们更体会到了运用现代供应链管理理论来指导企业，特别是生产服务型企业采购实践的重要性和必要性。供应商是企业供应链上十分重要的一环，其具有我们所不具备的资源和优势，只有加强与供应商之间的合作，实现优势互补，共享合作成果，我们的企业才能生产出更多、更好的产品，实现客户利益最大化，为企业和社会做出更大的贡献。

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