鋁合金壓鑄的原料管理

質(zhì)量管理中的五大要素為人、機(jī)、料、法、環(huán)，其中的“料”是生產(chǎn)出合格產(chǎn)品的基礎(chǔ)，壓鑄生產(chǎn)中的材料包含了壓鑄用的主材（鋁合金錠）及一些壓鑄輔材。鋁合金壓鑄原料的質(zhì)量狀況決定了鋁合金壓鑄件的質(zhì)量，沒(méi)有合格的原材料是不可能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。

一、主材的管理

1.鋁合金錠的入廠控制

由于對(duì)鋁合金有含氣量和硬質(zhì)點(diǎn)的要求，鋁錠生產(chǎn)廠必須做好精煉、除氣、除渣工作，防止鋁錠中含氣量高、雜質(zhì)多等缺陷遺傳到壓鑄鋁液中。鋁合金錠入廠后首先是對(duì)外觀的檢測(cè)，要求鋁錠表面光滑、無(wú)粗糙感，不得有油污、霉斑、氧化皮，鋁合金錠斷口組織細(xì)膩致密等，不得有嚴(yán)重偏析、縮孔、熔渣及夾雜物。對(duì)每批次、每爐號(hào)進(jìn)行成分抽驗(yàn)，確保使用的合金成分是合格的。在生產(chǎn)有特殊要求的產(chǎn)品時(shí)，還需增加其他檢測(cè)項(xiàng)目。例如，生產(chǎn)有力學(xué)性能要求的產(chǎn)品時(shí)，在鋁合金錠交付生產(chǎn)的同時(shí)，要求每爐都提交拉力試棒；在生產(chǎn)有氣密性要求的產(chǎn)品時(shí)，要對(duì)鋁合金錠增加針孔度的檢測(cè)。

實(shí)際生產(chǎn)用鋁合金的種類往往不限于一種牌號(hào)，而每種牌號(hào)的鋁合金對(duì)其中的化學(xué)成分要求又相差較大，一種牌號(hào)的合金中的主要元素，在另一種牌號(hào)的合金中可能就會(huì)被認(rèn)為是雜質(zhì)。對(duì)于多種牌號(hào)共存的這一狀態(tài)，有必要對(duì)每種牌號(hào)的合金進(jìn)行明顯的可視化區(qū)分，謹(jǐn)防使用過(guò)程的中混料情況的發(fā)生。一般措施是不同牌號(hào)、不同廠家的鋁合金外觀涂的顏色進(jìn)行明確統(tǒng)一的規(guī)定，不同材料到廠后進(jìn)行分區(qū)存放。

2.鋁合金熔化過(guò)程控制

生產(chǎn)實(shí)踐表明，提高鋁合金熔液質(zhì)量是提高鋁合金壓鑄件質(zhì)量的關(guān)鍵因素，因此應(yīng)嚴(yán)格原材料管理，做到不合格的原材料不進(jìn)車間、不投產(chǎn)使用。嚴(yán)格按合金熔化工藝要求的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，并加強(qiáng)各種原材料(新料、回爐料、輔料)的管理工作。

鋁合金熔化工藝要對(duì)熔化溫度、熔煉時(shí)間、回爐料的投放比例等有明確的規(guī)定，特別是回爐料應(yīng)嚴(yán)格分類管理，不能混雜?；貭t料應(yīng)清潔，不得帶有油污、銹蝕、泥沙、水分及鑲件等。對(duì)回爐料中有油污的可由鋁錠制造廠進(jìn)行重熔處理，不能直接投放到熔化爐中使用；對(duì)于那些散碎的鋁塊要過(guò)篩處理，清除里面的塵土、砂石等雜物后才能使用；凡使用回爐料的鋁液，需要的精煉劑、除渣劑的比例要比僅使用鋁合金錠熔化時(shí)加大。在相對(duì)濕度較大的天氣生產(chǎn)時(shí)，回爐料比例應(yīng)不超過(guò)30%，干燥的天氣回爐料可適當(dāng)增加，但不宜超過(guò)40%。

對(duì)熔煉后的鋁液要適時(shí)進(jìn)行除渣、除氣工作，并按要求記錄相應(yīng)的參數(shù)。在集中熔化過(guò)程中應(yīng)對(duì)每鍋鋁液進(jìn)行化學(xué)成分檢測(cè)，確保產(chǎn)品在熔化過(guò)程中化學(xué)成分合格。另外，還應(yīng)避免長(zhǎng)時(shí)間熔煉，否則會(huì)使鋁合金液體中氫含量增加，影響壓鑄產(chǎn)品的強(qiáng)度、氣密性等性能，一般從熔化到壓鑄不超過(guò)4h。

二、輔材的管理

1.脫模劑的控制

脫模劑的使用能使液態(tài)金屬充填流暢，有利于成形，防止粘模，使鋁合金壓鑄件獲得光亮、光滑、平整的表面質(zhì)量，且對(duì)生產(chǎn)節(jié)奏、鑄件表面與內(nèi)部質(zhì)量有很大影響。同時(shí)能保護(hù)模具，避免高溫液態(tài)金屬對(duì)模具表面的沖刷，減低模具的導(dǎo)熱率和模溫，延長(zhǎng)模具壽命。開(kāi)模時(shí)，有利于鑄件順利脫出，對(duì)減少對(duì)沖頭、頂桿、活動(dòng)部位的摩擦和磨損也有重要的作用。脫模劑的控制除包含脫模劑本身的選型、配比外，還包括操作人員對(duì)脫模劑的噴涂及吹干的使用方式的管理，一般對(duì)脫模劑的選型有以下要求。

（1）高溫時(shí)具有良好的潤(rùn)滑性，揮發(fā)點(diǎn)低，在100～150℃時(shí)脫模劑中的水分能很快揮發(fā)。

（2）對(duì)壓鑄型及鋁合金壓鑄件沒(méi)有腐蝕作用，性能穩(wěn)定，在空氣中脫模劑不應(yīng)揮發(fā)過(guò)快而變稠。

（3）高溫時(shí)不會(huì)析出有害氣體，不會(huì)在壓鑄型腔表面產(chǎn)生積垢。

目前，脫模劑的噴涂主要是手動(dòng)作業(yè)，合理的噴涂操作是保證鑄件質(zhì)量、壓鑄模具壽命、生產(chǎn)效率的一個(gè)重要因素。脫模劑的噴涂時(shí)間,也是隨著脫模劑的不同品種的脫模性能、稀釋比例、不同壓鑄件形狀、不同模具溫度等的變化而變化。脫模劑從噴槍噴出到模具表面凝聚成保護(hù)膜，需要一段相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，當(dāng)這一過(guò)程未完成前就進(jìn)行澆鑄操作，往往是造成鑄件疏松缺陷的根源。根據(jù)壓鑄工藝的規(guī)定，針對(duì)一個(gè)不同品種的脫模劑、不同稀釋比例，應(yīng)采取一個(gè)合理噴涂時(shí)間范圍。壓鑄工人要理解工藝參數(shù)上下限代表的意思及調(diào)整影響趨勢(shì)，根據(jù)生產(chǎn)出的壓鑄件表面狀況，進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

在使用水基脫模劑時(shí)要嚴(yán)格控制脫模劑的配比。如果脫模劑與水的配比過(guò)濃，在模具表面形成一層較厚的薄膜，緩慢地在模具表面形成脫模劑堆積，脫模劑中的水分不能完全排出而產(chǎn)生氣體，使壓鑄件內(nèi)部致密性變差。如果脫模劑與水的配比過(guò)稀，則達(dá)不到效果，壓鑄件會(huì)產(chǎn)生拉傷、粘?，F(xiàn)象。

因此，在壓鑄車間的質(zhì)量控制當(dāng)中，脫模劑的管理對(duì)壓鑄件的質(zhì)量影響是較大的，有必要加強(qiáng)此方面的管理，如指定專人負(fù)責(zé)脫模劑的配比，明確規(guī)定各類不同的壓鑄產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中脫模劑和水的配比，定人定量按脫模劑配制工藝進(jìn)行配制。操作工在噴涂時(shí)，對(duì)噴涂的動(dòng)作進(jìn)行嚴(yán)的培訓(xùn)，必須按照要求規(guī)范動(dòng)作進(jìn)行，不允許多噴、少噴、漏噴。

2.沖頭油的管理

目前，大部分采用油基沖頭潤(rùn)滑油或顆粒潤(rùn)滑，不管什么形式的沖頭潤(rùn)滑，在鋁液進(jìn)入料筒后，都需在短時(shí)間內(nèi)充分燃燒掉，殘留物要分布在合金液的上層，這樣沖頭油對(duì)產(chǎn)品的影響就不會(huì)太大。否則，燃燒產(chǎn)生的氣體和燃燒后的殘留物就會(huì)進(jìn)入產(chǎn)品內(nèi)部，其結(jié)果就可想而知。

驗(yàn)證沖頭油的簡(jiǎn)單方法就是觀察出模件上料柄的顏色，一般料柄厚度為沖頭直徑的1/3～1/4，沖頭油燒變黑的長(zhǎng)度不要超過(guò)料柄厚度的3/5；同時(shí)，料柄的端部不應(yīng)有很明顯的發(fā)黑（即石墨粉殘留物過(guò)多）。否則產(chǎn)品加工后，必然會(huì)導(dǎo)致氣孔等缺陷增多。

在生產(chǎn)過(guò)程中，還應(yīng)時(shí)刻關(guān)注沖頭潤(rùn)滑裝置的工作狀況，如果潤(rùn)滑劑噴得太多或太少,則對(duì)壓室和沖頭的壽命以及壓鑄件的質(zhì)量都會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響。在調(diào)節(jié)潤(rùn)滑劑使用量時(shí)，既要考慮沖頭的潤(rùn)滑性，也要考慮模具的脫模性。特別是采用顆粒潤(rùn)滑時(shí)，不管蠟丸在壓鑄模中如何使用,都會(huì)存在有機(jī)物的揮發(fā)問(wèn)題,大量的揮發(fā)有機(jī)物如果不能很好地排出，對(duì)壓鑄件氣孔的產(chǎn)生將產(chǎn)生很大的影響。

3.沖頭的管理

沖頭與壓室構(gòu)成一個(gè)相互依存的系統(tǒng)。一般情況下壓室的壽命可達(dá)到2～3年，而一個(gè)沖頭的壽命短則一個(gè)班次，長(zhǎng)的可達(dá)到萬(wàn)次以上。這其中的壽命差異會(huì)造成產(chǎn)品質(zhì)量的波動(dòng)，以及生產(chǎn)成本的顯著變化。因此，做好沖頭的管理工作，不但能穩(wěn)定壓鑄件的質(zhì)量，還可大幅降低壓鑄生產(chǎn)成本。

（1）沖頭尺寸的設(shè)計(jì)正常情況下，沖頭與壓室間需要有一定的配合間隙。實(shí)踐表明，理想的間隙為0.1mm左右。壓射時(shí)，如果間隙過(guò)大時(shí)，鋁合金液就可能進(jìn)入間隙，并出現(xiàn)鋁液竄漏和煙霧，加劇沖頭的磨損，使沖頭壽命減少；如果間隙過(guò)小，則沖頭運(yùn)動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)卡滯，沖頭速度達(dá)不到工藝預(yù)定的速度，模具填充時(shí)間延長(zhǎng)，壓鑄件質(zhì)量問(wèn)題增多。因此，沖頭的加工制造必須嚴(yán)格按圖樣執(zhí)行，才能最終控制好臨界間隙，延長(zhǎng)沖頭壽命，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

（2）沖頭的冷卻由于壓鑄工藝決定了沖頭的溫度是在不斷的變化之中，隨溫度的變化，沖頭與壓室的間隙也在發(fā)生著變化。這些變化影響的不僅是沖頭的使用壽命，還影響到壓鑄過(guò)程中壓射工藝的穩(wěn)定性。要保持理想的間隙，有必要對(duì)沖頭進(jìn)行冷卻。設(shè)計(jì)時(shí)考慮通過(guò)壓射桿水芯對(duì)沖頭進(jìn)行充分的冷卻，最大限度帶走沖頭的熱量，就能保持沖頭與壓室間理想間隙的穩(wěn)定。這些措施有利于確保每模壓射工藝的穩(wěn)定，保證壓鑄件產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。實(shí)踐表明，具有良好的沖頭冷卻的壓射系統(tǒng)，在保證壓射工藝穩(wěn)定的同時(shí)，也大大延長(zhǎng)了沖頭的使用壽命。但是，必須做好沖頭冷卻水路的密封工作，謹(jǐn)防沖頭與壓射桿之間因密封不良造成的冷卻水滲漏，如果對(duì)冷卻水的滲漏未引起足夠的重視，將嚴(yán)重影響到產(chǎn)品的氣密性。

4.坩堝的管理

坩堝的使用對(duì)鋁合金壓鑄來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，特別是鑄鐵坩堝的使用，如果不能嚴(yán)格按坩堝使用規(guī)范來(lái)進(jìn)行操作，可能會(huì)導(dǎo)致后續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中的鋁合金成分中的Fe含量超標(biāo)。根據(jù)我們的使用經(jīng)驗(yàn)，如果能嚴(yán)格按新鍋使用要求對(duì)鑄鐵坩堝進(jìn)行坩堝涂料的刷涂，且在使用過(guò)程中每3天刷一次，基本上在整個(gè)壓鑄生產(chǎn)過(guò)程中Fe含量的增加不會(huì)超過(guò)0.2%（這是本公司歷年來(lái)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，不同的公司之間可能會(huì)存在一定的差異）。在控制好鋁合金錠的進(jìn)貨檢驗(yàn)的前提下，完全能夠保證生產(chǎn)的壓鑄件合金成分符合標(biāo)準(zhǔn)要求。對(duì)石墨坩堝的使用雖然不存在增鐵的擔(dān)憂，但也應(yīng)引起重視，石墨坩堝的首次使用的烘干工藝必須嚴(yán)格執(zhí)行，這些操作影響到以后石墨坩堝的使用壽命，未經(jīng)過(guò)很好預(yù)熱的石墨坩堝的壽命會(huì)受到很大的影響，每只石墨坩堝的價(jià)格不菲，都將影響到壓鑄的生產(chǎn)成本。

結(jié)語(yǔ)

在質(zhì)量管理的五大要素中，上面主要論述了“料”和“人”的問(wèn)題,在管好原材料和輔料的同時(shí)，還要做好人員培訓(xùn)、管理工作，需進(jìn)一步提高壓鑄工的技術(shù)水平,才能有效解決壓鑄生產(chǎn)中存在質(zhì)量問(wèn)題，把全面質(zhì)量管理的思路用于壓鑄車間的質(zhì)量控制中去，用系統(tǒng)的壓鑄生產(chǎn)理論知識(shí)指導(dǎo)生產(chǎn),必能使壓鑄車間的質(zhì)量控制能力提升到新的高度。