提高工藝裝備水平，適應汽車鑄件生產(chǎn)需要

    一．前言  

    隨著各先進國家的中、低價鑄件生產(chǎn)基地向中國轉(zhuǎn)移，以及全球采購戰(zhàn)略給我們帶來機遇的同時也帶來了挑戰(zhàn)，企業(yè)原有的鑄造手段無法滿足國際市場(特別是汽車市場)對產(chǎn)品質(zhì)量、批量供貨的要求。當時存在的問題是普通鑄件的生產(chǎn)能力過剩，全廠5t/h沖天爐有9臺，國外客戶對我們的評價是有規(guī)模，但檔次低無特色。要發(fā)展就要從國內(nèi)同行的價格戰(zhàn)中跳出來，高起點，進行技術(shù)改造，全面提升工藝裝備水平。  

    二．技術(shù)改造項目的實施原則  

    1．把提高鑄件品質(zhì)和企業(yè)效益作為技術(shù)改造的宗旨。  

    2．以市場為導向，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)高檔鑄件，增加企業(yè)效益，增強企業(yè)持續(xù)技術(shù)改造的后勁。  

    3．項目設(shè)計階段就必須注意加強環(huán)保、安全、節(jié)能的投入，向綠色鑄造和清潔生產(chǎn)靠近。  

    4．及時總結(jié)經(jīng)驗教訓。使后續(xù)技術(shù)改造更趨完善和貼合實際。  

    5．技改同時培訓管理、工藝技術(shù)、操作、維護人員。搞好先期質(zhì)量策劃和質(zhì)量控制計劃，管好、用好，充分發(fā)揮先進工藝裝備的效率。  

    6．推廣計算機技術(shù)在鑄造生產(chǎn)中的應用，引進計算機輔助設(shè)計CAD、輔助分析CAE以及計算機在線檢測系統(tǒng)。  

    7．統(tǒng)籌規(guī)劃、著眼現(xiàn)實、兼顧長遠。充分考慮鑄造各工部水平的平衡改造，為后續(xù)發(fā)展及合理物流打好基礎(chǔ)。  

    三．我廠技術(shù)改造的方法  

    1．分步實施，逐步提高  

    最初大多數(shù)人包括領(lǐng)導層在內(nèi)對技術(shù)改造的認識停留在小改小革上，大的技術(shù)改造從未搞過，只能走分步實施逐步提高的路子。因此砂處理先從上一條小型20m3/h的粘土砂處理生產(chǎn)線入手，積累經(jīng)驗后再搞80m3/h的粘土砂處理生產(chǎn)線；造型設(shè)備也是先從單臺震壓造型機開始，后上一條FBO—Ⅱ，再上一條FBM—ⅢT無箱射壓自動造型線，這樣投資少，見效快。  

    2．先栽梧桐樹，后引鳳凰來  

    我廠1995年獲得自營進出口權(quán)，接觸的國外客戶很多，但許多訂單均因工藝裝備落后而泡湯，為此決策層痛下決心，上就上先進的，現(xiàn)在的客戶包括VOLVO等國外著名汽車廠家均是在實地考察我們上的先進的造型線后才決定下訂單的。當然他們的評審是苛刻的、全面的，但自動生產(chǎn)線的確占了重要成分，否則客戶連來評審都不會。但這種方法風險較大，必須具有適銷對路的產(chǎn)品及對潛在客戶有較大把握，國內(nèi)也不乏因造型線運行成本較高以及模具投入較大而使造型線開工不足甚至封存的實例，因此選擇此法應慎重。  

    3．立足實際，注重實效  

    當時我廠的思路是自我積累，滾動發(fā)展。技改投入全是自身積累資金，因此廣泛借鑒國內(nèi)先進鑄造廠的經(jīng)驗，制定切合我廠實際的技術(shù)改造方案，盡量減少投資，提高投資效益。如造型線主機進口，輔機國內(nèi)配套，砂處理線關(guān)鍵設(shè)備外協(xié)，其余(包括PC控制)自己設(shè)計制作，這樣在不降低成套設(shè)備技術(shù)水平的情況下，大幅度的減少投資。  

    4．軟硬并重，保障有力  

    技術(shù)改造要從滿足客戶的需求出發(fā)，光有先進的設(shè)備，管理和使用跟不上，同樣無法提供客戶滿意的產(chǎn)品。因此項目開展之初就同時培訓管理、技術(shù)和操作、維護人員。因此項目一驗收，也就馬上能夠投入生產(chǎn)運行。有些企業(yè)雖一次性投入較大，但后續(xù)資金不足，管理不善，如無專業(yè)維修人員或不重視維修人員，工資待遇差，導致維修人員素質(zhì)較差，或維修制度不健全不明確，不重視平常維護，設(shè)備出了故障才去修，修時又無備件，常因一點小故障就造成停產(chǎn)。我們的做法是配備高素質(zhì)的專業(yè)維修隊伍，建立嚴格的預檢、巡檢日常維護制度和專門備件庫。  

    四．技術(shù)改造的內(nèi)容和步驟  

    以我廠三廠區(qū)鑄造車間為例，該車間建設(shè)規(guī)模較大，起點較高，總建筑面積8640㎡，車間內(nèi)有熔化工部、砂處理工部、造型工部、制芯工部、配電設(shè)施五部分組成。由于該車間南面6210㎡的清理包裝輔助車間正在建設(shè)中，所以清理暫時與制芯工部放在一跨。  

    熔化工部、砂處理工部及配電設(shè)施部分高度14米，建筑面積2592㎡，造型工部高12米，建筑面積6048㎡，設(shè)計綱領(lǐng)年產(chǎn)1萬噸。根據(jù)當時我公司的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，綜合條件及發(fā)展目標，該車間的配套采取分步實施逐步到位的方案進行。  

    (一)熔化工部  

    熔化工部配置方式：沖天爐—電爐間接雙聯(lián)，沖天爐熔化原鐵水，普通鑄件直接球化處理澆注，對產(chǎn)品質(zhì)量要求較高的鑄件，經(jīng)電爐升溫，保溫或調(diào)整成分，然后澆注。此種配置方式比較靈活，是目前較理想的配置方式。  

    設(shè)備配置：1、5t/h沖天爐1臺，7t/h沖天爐2臺，這種配置方式較為靈活。在該車間投產(chǎn)初期，產(chǎn)量不足的情況下，可只開1臺5t/h或1臺7t/h沖天爐，待產(chǎn)量滿負荷可同時開 2臺，1臺備用。2、2t/h中頻感應電爐2臺，兩個爐體，兩套電源，既可單獨熔煉，又可升溫、保溫、調(diào)成分。3、10t/h中頻保溫電爐1臺。實施步驟為：沖天爐配置一步到位，三臺爐子一次配齊；2t/h中頻感應電爐與造型線同步實施；10t/h中頻保溫電爐根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、批量和造型線正常運行后再考慮。  

    爐前配備日產(chǎn)鐵水成分測定儀(碳當量儀—NSP-550)及浸入式無線大屏幕數(shù)字顯示測溫儀一套。爐前金相顯微鏡。另外爐前光譜分析儀已與德國斯派克簽訂供貨合同，近期將到廠。 

熔化工部配備的工藝裝備還有球化蓋包、機械攪拌脫硫包。球化處理采用電子稱稱量，定量準確，車間共配備了四臺5t電子稱。球化蓋包已獲國家專利其顯著特點在于球化處理時，鎂光少、鎂吸收率高，對環(huán)境污染少，結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，與普通無蓋包沖入法相比，可以穩(wěn)定減少球化劑加入量0.3%。機械攪拌脫硫裝置能使沖天爐原鐵水脫硫率達到85％以上，能滿足汽車鑄件對低硫鐵水的要求。  

    (二)砂處理工部  

    砂處理設(shè)計生產(chǎn)能力80t/h型砂，配備3臺混砂機，前期考慮到2~3年內(nèi)造型工部的配套不會完全到位，先安裝2臺S1420T轉(zhuǎn)子混砂機，另1臺位置預留，由于去年底上了FBM—ⅢT造型線，混砂能力已顯不足，目前已簽訂1臺S1820逆流轉(zhuǎn)子強力混砂機購貨合同。  

    1．舊砂溫度的控制  

    ① 盡量延長造型線的冷卻段，控制鑄件落砂溫度低于500℃。  

    ② 回砂皮帶較長，多點布置吸風罩。  

    ③ 新砂不需烘干直接加入新砂倉，通過膠帶給料機進入雙盤冷卻攪拌機與舊砂預混。  

    ④ 采取以上措施，新、舊混合砂到達混砂機之前溫度一般不超過30℃。  

    2．型砂粒度及純凈度的控制  

    ① 在舊砂回送皮帶機上設(shè)置懸掛式磁選皮帶機和永磁分離滾筒二級磁選。  

    ② 設(shè)置了雙輪松砂破碎機和多角滾筒破碎篩兩級破碎。  

    ③ 設(shè)置了雙層多角滾筒篩和慣性直線振動篩，值得提出的是我們在慣性直線振動篩上附加了一層孔徑1.1㎜的不銹鋼絲網(wǎng)，徹底篩除了砂團，這對于轉(zhuǎn)子式混砂機來講是很有必要的，我們附近有家廠子原先用的就是轉(zhuǎn)子混砂機配迪砂線，由于型砂中含有大量黃豆粒大小的砂團致使型砂性能惡化，嚴重影響迪砂線造型，廢品率居高不下，后來不得不將轉(zhuǎn)子式混砂機換成碾輪轉(zhuǎn)子式混砂機，原來的轉(zhuǎn)子式混砂機閑置在露天庫里。  

    ④ 杜絕二次落砂進入循環(huán)系統(tǒng)，加強系統(tǒng)除塵，有效控制型砂中灰分含量。  

    3．型砂性能的控制  

    設(shè)計時充分考慮了足夠的儲砂量，保證了系統(tǒng)的平衡運行，且舊砂周轉(zhuǎn)周期長(每天小于3次)，舊砂得以充分回性，從而較好的發(fā)揮型砂性能的優(yōu)勢。 除了中心理化室配備了型砂性能測試儀器外，現(xiàn)場還配置了緊實率、水分、透氣性和濕壓強度測試儀，在現(xiàn)場能快速有效地控制型砂質(zhì)量。在二期擴容時所選的逆流轉(zhuǎn)子式強力混砂機配備了型砂在線檢測系統(tǒng)。  

    (三)造型工部和制芯工部  

    汽車鑄件對產(chǎn)品性能及內(nèi)外在質(zhì)量要求都較高，鑄件的尺寸精度等級一般要求CT8級，且鑄件的致密性要好，要求100％無損檢測。  

    1．造型設(shè)備  

    為滿足上述要求先后引進了日本新東的FBO—Ⅱ水平分型脫箱造型線和FBM—ⅢT水平分型脫箱造型線，兩線均為射壓造型線，砂箱尺寸分別是(450×550×150～200/150～200)mm和(508×660×200～250/200～250)mm，最大澆注重量分別是25㎏和50㎏。  

    2．制芯工藝及設(shè)備  

    配合造型線采用制芯精度較高的熱芯盒制芯工藝，配置了4臺Z8612BF熱芯盒射芯機及1臺Z958殼芯機并根據(jù)兩造型線均以小件為主，很多芯子重量只有100克左右，設(shè)計制造了很多手工熱芯盒，可電加熱也可焦炭爐加熱，方便快捷。以上配置基本上滿足了造型線的砂芯需求。  

    (四)清理工部  

    該工部為臨時設(shè)置，配有Q326、Q3210橡膠履帶清理機各1臺，Q378吊鉤清理機2臺，兩種設(shè)備均有效防止鑄件清理過程的磕碰，這對于汽車鑄件生產(chǎn)來講，是很有必要的。  

    (五)涂裝工藝及設(shè)備  

    大部分汽車鑄件必不可少的一道工序是涂裝，根據(jù)客戶要求，我們選擇采用靜電粉末涂裝法，其最大的特點是以固體粉末狀態(tài)直接噴涂，無溶劑、無公害，噴溢的粉末涂料回收再用，涂裝粉利用率高、經(jīng)濟實惠。  

    我廠鑄件粉末涂裝生產(chǎn)線安裝之前，涂裝工序曾找兩家單位外協(xié)，由于外協(xié)單位多是生產(chǎn)汽車及摩托車車身覆蓋件及細桿支架類，前兩次涂裝效果均不理想，漆層附著力差，脆性大，輕輕一磕一劃就起皮、剝落。究其原因是這兩家涂裝線均沒有預熱段，在臨時添加鑄件預熱烘爐后，涂裝試驗結(jié)果才達到了客戶要求。因此，我們在選擇涂裝線時跟對方談的首件事就是要有預熱段，后來我們上線的結(jié)果是鑄件在10～20㎏，壁厚20～30㎜，預熱溫度不低于120℃(用表面溫度計測量)；鑄件在20～50㎏時，預熱溫度不低于150℃。預熱烘道配置功率178kw。噴涂后熔融、流平、固化需要的溫度設(shè)定在200±20℃，配置功率180kw。  

    經(jīng)試驗測定涂層厚度至少1.0mils，鉛筆硬度HB至2H，膠帶附著力方法B、5B類達100％，耐沖擊性及240小時、500小時鹽霧試驗，耐潮濕試驗、耐溶解性試驗均滿足客戶提供的標準(ASTM涂裝標準)。  

    五．技術(shù)改造同步工程建設(shè)  

    1．鑄件生產(chǎn)質(zhì)量檢測設(shè)備的改造  

    技術(shù)改造過程中，充分考慮并配備了齊全先進的質(zhì)量檢測儀器與設(shè)備，提高生產(chǎn)過程質(zhì)量控制能力。  

    (1)日本島津GVM-514S直讀光譜分析儀1臺(25通道)。  

    (2)德國斯派克SPECTRO LAB M型直讀光譜分析儀2臺。20個通道的已安裝使用，27個通道的合同已定，不久即可投入使用。  

    (3)國產(chǎn)SQF-5A金相圖像分析儀1臺，小型金相顯微鏡3臺。  

    (4)日本產(chǎn)NSP-550CS鐵水成分測定儀1臺。  

    (5)美國布朗夏普三坐標測量機1臺。  

    (6)國產(chǎn)PME-P250 PME-P500液壓脈動疲勞試驗機1臺。  

    (7)磁粉探傷機1臺。  

    (8)XXG-3002 X光探傷機1臺。  

    (9)德國1073VS超聲波球化率測定儀2臺。  

    (10)-60℃低溫沖擊試驗機1臺。  

    其他國產(chǎn)萬能材料試驗機1臺，各種硬度計3只，金相制樣機、數(shù)字測溫儀、數(shù)字式電子吊鉤稱等配套儀器。  

    2．計算機技術(shù)在鑄造生產(chǎn)中的應用  

    我廠先后引進二維機械設(shè)計軟件(CAD)12套，三維I-DEAS、UG軟件各2套，并于2001年從北方恒利科技有限公司購進鑄件模擬分析(CASTSOFT CAE)軟件1套。計算機技術(shù)的應用有效地促進了我廠汽車鑄件的開發(fā)進程。  

    3．機加工的改造  

    為適應客戶要求以及提高經(jīng)濟效益根據(jù)汽車零部件的精度要求，以加工中心和數(shù)控車床組成的汽車零件加工車間正在建設(shè)中。  

    4．質(zhì)保體系建設(shè)  

    建立健全質(zhì)保體系旨在持續(xù)改進、預防缺陷、減少生產(chǎn)過程中的變差和浪費，為客戶提供滿意的產(chǎn)品和服務。  

    (1)97年通過了ISO9002質(zhì)保體系的國際認證。  

    (2)99年通過了ISO9001質(zhì)保體系的國際認證。  

    (3)2002年通過VOLVO公司質(zhì)量體系評審，成為國內(nèi)首家獲得B級鑄件供應商資格的企業(yè)，并爭取在2005年以前獲得其A級供應商資格。  

    (4)積極推行QS-9000質(zhì)保體系的運行，爭取今年年底獲得第三方QS-9000的質(zhì)量體系認證和福特公司的第二方認證，拿到汽車零部件進入國際市場的通行證。  

    六．不斷提升工藝裝備水平的意義  

    鑄造行業(yè)最大用戶是汽車行業(yè)，其次是機械、電力裝備、金屬模具等。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)進步，客戶對鑄件的要求也越來越高，來自我們美國客戶的消息稱韓國汽車業(yè)因其鑄件不良品在美國市場銷量大跌，這是鑄件質(zhì)量影響商品競爭力的典型事例，其在韓國的生產(chǎn)基地意欲轉(zhuǎn)向中國，部分鑄件已轉(zhuǎn)給我們。作為汽車工業(yè)的供應鏈中競爭最激烈的零部件供應商必須根據(jù)市場的發(fā)展方向及客戶的需求，針對自己的薄弱環(huán)節(jié)進行技術(shù)改造。經(jīng)過近幾年的技術(shù)改造，我廠已具備了比較先進的現(xiàn)代化鑄造和質(zhì)控設(shè)備，提升工藝裝備水平已成為提高競爭力的必備條件，，一般的認識是這樣做好是好，但增加了成本，影響了銷售，對此我們不這樣認為，首先，成本是一個相對的概念，而且產(chǎn)品的檔次也不是等同的，我們在進行技術(shù)改造的同時狠抓企業(yè)內(nèi)部管理，按照國際標準及QS9000標準進行精益生產(chǎn)，這使得鑄件質(zhì)量提高而生產(chǎn)成本降低，質(zhì)優(yōu)價廉才能站穩(wěn)市場，增加份額，現(xiàn)在已能夠按國際慣例要求大批量生產(chǎn)高品質(zhì)的汽車鑄件，現(xiàn)在我們開發(fā)出口的汽車零部件已有22種投入批量生產(chǎn)，主要供應瑞典VOLVO汽車公司，美國MACK TRUCK公司及德國法雷奧汽車公司。但在滿足用戶不斷提高的要求中還存在差距，我們將繼續(xù)不斷地針對不適應市場及客戶需求的薄弱點進行改造提升，以適應汽車鑄件生產(chǎn)的需要。