提高工藝裝備水平，適應(yīng)汽車鑄件生產(chǎn)需要

    一．前言  

    隨著各先進(jìn)國家的中、低價(jià)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(jī)遇的同時(shí)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(dāng)時(shí)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(jià)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(jià)格戰(zhàn)中跳出來，高起點(diǎn)，進(jìn)行技術(shù)改造，全面提升工藝裝備水平。  

    二．技術(shù)改造項(xiàng)目的實(shí)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(dǎo)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(qiáng)企業(yè)持續(xù)技術(shù)改造的后勁。  

    3．項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段就必須注意加強(qiáng)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(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。使后續(xù)技術(shù)改造更趨完善和貼合實(shí)際。  

    5．技改同時(shí)培訓(xùn)管理、工藝技術(shù)、操作、維護(hù)人員。搞好先期質(zhì)量策劃和質(zhì)量控制計(jì)劃，管好、用好，充分發(fā)揮先進(jìn)工藝裝備的效率。  

    6．推廣計(jì)算機(jī)技術(shù)在鑄造生產(chǎn)中的應(yīng)用，引進(jìn)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD、輔助分析CAE以及計(jì)算機(jī)在線檢測系統(tǒng)。  

    7．統(tǒng)籌規(guī)劃、著眼現(xiàn)實(shí)、兼顧長遠(yuǎn)。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(shí)施，逐步提高  

    最初大多數(shù)人包括領(lǐng)導(dǎo)層在內(nèi)對技術(shù)改造的認(rèn)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(shí)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(yàn)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(jī)開始，后上一條FBO—Ⅱ，再上一條FBM—ⅢT無箱射壓自動(dòng)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(jìn)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(jìn)的，現(xiàn)在的客戶包括VOLVO等國外著名汽車廠家均是在實(shí)地考察我們上的先進(jìn)的造型線后才決定下訂單的。當(dāng)然他們的評審是苛刻的、全面的，但自動(dòng)生產(chǎn)線的確占了重要成分，否則客戶連來評審都不會(huì)。但這種方法風(fēng)險(xiǎn)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(yùn)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(shí)例，因此選擇此法應(yīng)慎重。  

    3．立足實(shí)際，注重實(shí)效  

    當(dāng)時(shí)我廠的思路是自我積累，滾動(dòng)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(jìn)鑄造廠的經(jīng)驗(yàn)，制定切合我廠實(shí)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(jī)進(jìn)口，輔機(jī)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(jì)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(jìn)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(xiàng)目開展之初就同時(shí)培訓(xùn)管理、技術(shù)和操作、維護(hù)人員。因此項(xiàng)目一驗(yàn)收，也就馬上能夠投入生產(chǎn)運(yùn)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(dǎo)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(hù)，設(shè)備出了故障才去修，修時(shí)又無備件，常因一點(diǎn)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(duì)伍，建立嚴(yán)格的預(yù)檢、巡檢日常維護(hù)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(diǎn)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(shí)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(jì)綱領(lǐng)年產(chǎn)1萬噸。根據(jù)當(dāng)時(shí)我公司的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，綜合條件及發(fā)展目標(biāo)，該車間的配套采取分步實(shí)施逐步到位的方案進(jìn)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(fù)荷可同時(shí)開 2臺，1臺備用。2、2t/h中頻感應(yīng)電爐2臺，兩個(gè)爐體，兩套電源，既可單獨(dú)熔煉，又可升溫、保溫、調(diào)成分。3、10t/h中頻保溫電爐1臺。實(shí)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(yīng)電爐與造型線同步實(shí)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(yùn)行后再考慮。  

    爐前配備日產(chǎn)鐵水成分測定儀(碳當(dāng)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(jī)械攪拌脫硫包。球化處理采用電子稱稱量，定量準(zhǔn)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(diǎn)在于球化處理時(shí)，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(jī)械攪拌脫硫裝置能使沖天爐原鐵水脫硫率達(dá)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(jì)生產(chǎn)能力80t/h型砂，配備3臺混砂機(jī)，前期考慮到2~3年內(nèi)造型工部的配套不會(huì)完全到位，先安裝2臺S1420T轉(zhuǎn)子混砂機(jī)，另1臺位置預(yù)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(qiáng)力混砂機(jī)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(diǎn)布置吸風(fēng)罩。  

    ③ 新砂不需烘干直接加入新砂倉，通過膠帶給料機(jī)進(jìn)入雙盤冷卻攪拌機(jī)與舊砂預(yù)混。  

    ④ 采取以上措施，新、舊混合砂到達(dá)混砂機(jī)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(jī)上設(shè)置懸掛式磁選皮帶機(jī)和永磁分離滾筒二級磁選。  

    ② 設(shè)置了雙輪松砂破碎機(jī)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(dòng)篩，值得提出的是我們在慣性直線振動(dòng)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(tuán)，這對于轉(zhuǎn)子式混砂機(jī)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(jī)配迪砂線，由于型砂中含有大量黃豆粒大小的砂團(tuán)致使型砂性能惡化，嚴(yán)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(jī)換成碾輪轉(zhuǎn)子式混砂機(jī)，原來的轉(zhuǎn)子式混砂機(jī)閑置在露天庫里。  

    ④ 杜絕二次落砂進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)，加強(qiáng)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(jì)時(shí)充分考慮了足夠的儲砂量，保證了系統(tǒng)的平衡運(yùn)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(shí)率、水分、透氣性和濕壓強(qiáng)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(kuò)容時(shí)所選的逆流轉(zhuǎn)子式強(qiáng)力混砂機(jī)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(jìn)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(jī)及1臺Z958殼芯機(jī)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(jì)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(shí)設(shè)置，配有Q326、Q3210橡膠履帶清理機(jī)各1臺，Q378吊鉤清理機(jī)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(diǎn)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(jì)實(shí)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(xì)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(yù)熱段，在臨時(shí)添加鑄件預(yù)熱烘爐后，涂裝試驗(yàn)結(jié)果才達(dá)到了客戶要求。因此，我們在選擇涂裝線時(shí)跟對方談的首件事就是要有預(yù)熱段，后來我們上線的結(jié)果是鑄件在10～20㎏，壁厚20～30㎜，預(yù)熱溫度不低于120℃(用表面溫度計(jì)測量)；鑄件在20～50㎏時(shí)，預(yù)熱溫度不低于150℃。預(yù)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(yàn)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(dá)100％，耐沖擊性及240小時(shí)、500小時(shí)鹽霧試驗(yàn)，耐潮濕試驗(yàn)、耐溶解性試驗(yàn)均滿足客戶提供的標(biāo)準(zhǔn)(ASTM涂裝標(biāo)準(zhǔn))。  

    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(jìn)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(gè)通道的已安裝使用，27個(gè)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(biāo)測量機(jī)1臺。  

    (6)國產(chǎn)PME-P250 PME-P500液壓脈動(dòng)疲勞試驗(yàn)機(jī)1臺。  

    (7)磁粉探傷機(jī)1臺。  

    (8)XXG-3002 X光探傷機(jī)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(yàn)機(jī)1臺。  

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

    2．計(jì)算機(jī)技術(shù)在鑄造生產(chǎn)中的應(yīng)用  

    我廠先后引進(jìn)二維機(jī)械設(shè)計(jì)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(jìn)鑄件模擬分析(CASTSOFT CAE)軟件1套。計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用有效地促進(jìn)了我廠汽車鑄件的開發(fā)進(jìn)程。  

    3．機(jī)加工的改造  

    為適應(yīng)客戶要求以及提高經(jīng)濟(jì)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(jìn)、預(yù)防缺陷、減少生產(chǎn)過程中的變差和浪費(fèi)，為客戶提供滿意的產(chǎn)品和服務(wù)。  

    (1)97年通過了ISO9002質(zhì)保體系的國際認(rèn)證。  

    (2)99年通過了ISO9001質(zhì)保體系的國際認(rèn)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(yīng)商資格的企業(yè)，并爭取在2005年以前獲得其A級供應(yīng)商資格。  

    (4)積極推行QS-9000質(zhì)保體系的運(yùn)行，爭取今年年底獲得第三方QS-9000的質(zhì)量體系認(rèn)證和福特公司的第二方認(rèn)證，拿到汽車零部件進(jìn)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(jī)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(jìn)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(yīng)鏈中競爭最激烈的零部件供應(yīng)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(jìn)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(jìn)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(rèn)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(rèn)為，首先，成本是一個(gè)相對的概念，而且產(chǎn)品的檔次也不是等同的，我們在進(jìn)行技術(shù)改造的同時(shí)狠抓企業(yè)內(nèi)部管理，按照國際標(biāo)準(zhǔn)及QS9000標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)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(jià)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(yīng)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(yīng)市場及客戶需求的薄弱點(diǎn)進(jìn)行改造提升，以適應(yīng)汽車鑄件生產(chǎn)的需要。