精密鑄造企業(yè)質量管理控制

摘要：針對精密鑄造企業(yè)的特點，筆者以自己的實踐總結出：精密鑄造企業(yè)需建立以ISO9001為核心的全面質量管理體系，并且詳盡闡述在產品的設計和開發(fā)、模具管理、原材料控制、工序過程控制、鑄件產品檢驗、統(tǒng)計數據分析、全員的培訓教育、貫徹ISO9004標準，以及體系維護等質量管理的觀點。
關鍵詞：精密鑄造；設計開發(fā)；品質控制；質量管理
 
陜西省三原光大是精密鑄造專業(yè)生產企業(yè)，采用全硅溶膠工藝精密鑄造方法，精鑄產品具有精密、復雜的特點，是一種近凈成形的先進工藝，鑄件出口日本等國，受到用戶的一致好評。
精密鑄造工藝復雜，質量控制比較困難，其工序繁多，主要包括工藝設計、壓型設計及制造、澆注系統(tǒng)設計、壓制蠟模、修補蠟模、蠟模組合、模組清洗脫脂、粘漿、撒砂、干燥、脫蠟、模料回用、型殼焙燒、合金熔化及澆注、脫殼、拋丸、去除澆冒口、清理、初檢、補焊、熱處理、清砂、酸洗鈍化、拋光、電解拋光及二次檢驗等。
由于精密鑄造工藝的特殊性及復雜性等原因，迫切需要企業(yè)建立以ISO9001為核心的全面管理體系（由于企業(yè)高管層的認識差距及利益考慮，在目前國內一些小型精密鑄造企業(yè)建立ISO14000及OHSAS18000差距非常明顯）。下面就我們的經驗分別敘述如下。
一、嚴格控制產品的設計和開發(fā)
在ISO9001：2000第1.2條款"應用"中規(guī)定：當本標準的任何要求因組織及其產品的特點而不適用時，可以考慮對其進行刪減。因此，很多通過ISO9001：2000質量管理體系認證的企業(yè)均將第7.3條款刪除。我們認為，這實際上是認證企業(yè)的投機行為及認證機構的不負責行為。雖然，這些企業(yè)主要是按顧客圖樣要求進行生產的，但是鑄件的形狀、結構和性能，均由用戶決定，產品的設計和開發(fā)影響著用戶的需求和期望。另外，產品的設計和開發(fā)決定了壓型的設計與制造、澆注系統(tǒng)的設計，以及蠟模壓制、制殼、型殼焙燒、合金熔煉、澆注及熱處理等工序技術參數，這些技術參數均影響了鑄件的出品率及一次交驗合格率。而在ISO9001：2000第1.2條款同樣規(guī)定：除非刪減僅限于本標準第7章中那些不影響組織提供滿足顧客和適用法律法規(guī)要求的產品的能力和責任的要求，否則不能說符合本標準。因此，我們認為，精密鑄造企業(yè)不能盲目刪減第7.3條款，而應當加強對產品設計和開發(fā)的控制，把設計和開發(fā)的技術經驗作為企業(yè)的寶貴財富。
二、模具（壓型）的管理
模具的材料、精度、壽命及交貨期，對鑄件質量的影響十分重要。精密鑄造企業(yè)一般都屬于批量小、規(guī)格品種多、來單加工型企業(yè)，模具的管理占十分重要的地位。由于模具的失控導致企業(yè)生產計劃拖延、鑄件質量下降的現象在精密鑄造企業(yè)屢見不鮮。對模具的管理主要有：
（1）技術部門負責對模具的設計和模具生產廠方的一切聯絡工作。加強對模具廠的選擇、評價和確認。盡可能選擇技術和設備先進的專業(yè)模具生產廠家，同時加強對試模工作的管理。
（2）質管部門負責對新模檢驗及蠟模、鑄件的檢驗，計算其收縮率以及判斷模具是否合格。
（3）生產部門負責對模具的日常管理，如：模具登記、日常維護保養(yǎng)、儲存、防護、評價及進出庫手續(xù)的辦理。
三、嚴格加強對原材料的質量控制
原材料的質量在很大程度上決定著鑄件質量，選擇優(yōu)質的材料不一定會提高鑄件的生產成本。原材料采購的質量控制權，必須經質管嚴格檢驗，最終決定權由總經理拍板，防止了以次充好、弄虛作假，真真正正是精料出精品。
 
1．金屬材料
精密鑄造企業(yè)金屬材料主要來源于外購材料、本企業(yè)的廢鑄件、澆冒口。而外購金屬材料往往是散裝的，不同材質的材料很容易混淆在一起，如316材料混有304或430材料。所以，精密鑄造企業(yè)要盡可能選擇采購壓制成筒狀的材料。對每批采購材料的化學成分用光譜分析儀進行檢驗�？赡艿脑�，應對供方進行實地考察，評價其材料是否進行標識、防護及隔離儲存等。
我廠的廢鋼（廢鑄件、澆冒口）要進行除銹蝕、去油污、清砂及清潔干燥處理，控制S、P成分，并且對不同材質的廢鋼要進行標識、防護、分隔貯存，做到絕對不亂堆亂放，杜絕混淆不清。
2．模料
模料的性能指標主要有：熔化溫度和凝固溫度區(qū)間、耐熱性、熱膨脹率、收縮率、強度、硬度、黏度、流動性、涂掛性和灰分等。一般精密鑄造企業(yè)很難對這些性能指標進行逐一檢驗，因此在選擇供方時，要盡可能選擇一些質量管理制度比較完善的正規(guī)企業(yè)，嚴格對供方的評價和確認。但是，作為模料最重要的性能指標之一——收縮率，則可以進行檢測。收縮率直接影響著鑄件的尺寸精度和型殼質量。目前，國內的圓餅狀試樣線收縮率測定方法沒有考慮蠟模結構對收縮率的影響，最好參照國外采用階梯形試樣方法比較接近實際情況。
3．硅溶膠
硅溶膠物化參數主要有：SiO2的含量、密度、Na2O含量、pH值、運動黏度、膠體粒子直徑等，這些物化參數主要影響著型殼強度、涂料的穩(wěn)定性及涂料的粉液比。由于一般精密鑄造企業(yè)很難對這些物化參數進行檢測，所以一方面要加強對供方的選擇、評價和確認，另一方面，面層和背層應選擇使用不同規(guī)格的硅溶膠，如面層選擇S-830硅溶膠，背層選擇S-1430硅溶膠。
 
4．面層涂料
精密鑄造企業(yè)一般選擇鋯石英粉作為面層涂料。當鋯英粉含有氧化物雜質時，分解溫度會下降，析出無定形SiO2，與金屬中某些元素發(fā)生化學反應，使鑄件表面產生"麻點"等缺陷，惡化鑄件表面質量。另外，鋯英粉的粒度及分布對涂料粉液比也有著直接影響。因此，對供方的選擇應嚴格控制，經使用表明，澳大利亞鋯英粉質量比較好。
 
四、各生產過程工序的質量控制
精密鑄造工藝的復雜性決定了各生產過程中每一道工序必須設置專職檢驗員進行首檢、巡檢、終檢的"三檢"制度。首先控制并查找不合格品產生的原因，其次控制不合格品在本道工序流動，最后控制不合格品不轉入下一道工序。
 
1．蠟模壓制質量控制
環(huán)境溫度：-26℃；
壓制溫度：55~60℃；
壓制時間：根據蠟模結構及大小而定，一般為幾秒到幾分鐘；
壓制壓力：根據蠟模結構及大小而定，一般為1.2MPa。
 
2．蠟模修補及冷卻質量控制
蠟模修補質量在很大程度上取決于操作者的熟練程度及經驗，應加強對操作者的培訓與教育。經修補的蠟模要進行全數檢驗。
由于蠟模壓制后在空氣中完全冷卻時間較長，所以要設置專門的工裝夾具，防止蠟模擱置變形，減少后工序工作量。這一點，日本精密鑄造企業(yè)做得相對比較好，我公司每年都要派員到日本去參觀學習，學其所長，補己短板，只有這樣才能使我們不斷前進。
 
 
3．蠟模組合及模組蝕刻和清洗的質量控制
精密鑄造企業(yè)在蠟模組合過程中，經常出現如下現象：操作者將模頭選錯、蠟模焊距不對、蠟模排列錯誤、滴蠟，以及有焊縫等，這在很大程度上影響了鑄件的出品率及一次交驗合格率。
模組蝕刻和清洗主要是去脂，以提高模組濕潤性，便于涂掛。因此，一方面要對蝕刻液的配制、使用次數進行記錄控制；另一方面要對模組按批次進行檢驗，觀察其硅溶膠（加容量的0.5%潤濕劑）是否完全濕潤模組。
精密鑄造企業(yè)應加強以上兩點的質量控制。
 
4．制殼工藝的控制
層數參數：面層、過渡層、背層(若干)、半層；
涂料種類：300/325目鋯英粉；
涂料粘度：26s （面層）、11s （過渡層）、 9s（背層）；
撒砂：100~120目鋯砂（面層）、30~60目莫來砂（過渡層）、16~30目莫來砂（背層）；
環(huán)境濕度：50%~70%（面層、過渡層）、30%~50%（背層）；
環(huán)境溫度：20~26℃；
干燥時間：12h / 9h / 6h：
風速：6-8m/s。
 
5．脫蠟質量控制
國內精密鑄造企業(yè)很多采用高壓蒸氣脫蠟方法。工藝要求脫蠟蒸氣壓力為0.78MPa，并且達到0.78MPa的壓力時間應小于14s，整個型殼脫蠟時間在6~10min內完成。因為模料的熱膨脹系數遠大于型殼的熱膨脹系數，脫蠟時間過長將造成模料型殼脹裂，因此脫蠟后需要檢驗員對型殼質量進行檢驗，檢測型殼中蠟液是否脫凈，型殼有無裂紋或脹殼。但是，我們到過很多精密鑄造企業(yè)，他們在這道工序沒有設置檢驗員，而且據我們考察的幾家精密鑄造企業(yè)，其脫蠟壓力在達到0.78MPa的時間遠大于15s，有的企業(yè)甚至超過90s。
6．型殼焙燒、金屬熔煉及澆注質量控制
型殼焙燒主要是消除型殼內水分及雜質，增強型殼強度及透氣性，其溫度不能偏高或偏低，一般企業(yè)均采用950~1050℃。其中需要注意一點的是：操作人員在裝殼及叉殼時應小心，防止其碰撞、擠壓、掉殼、破碎等。
在熔煉工部主要是控制其化學成分的配制及操作過程。配料要嚴格按配料計算單進行配制，尤其要注意所使用的臺稱是否準確，嚴格按照ISO9001：2000標準第7.6條款"監(jiān)視和測量裝置的控制"規(guī)定執(zhí)行。必須要把熔煉工序列入“質量控制關鍵工序”。這一點，很容易在實際工作中忽視。（當然，其他工序的監(jiān)視和測量裝置同樣要按標準進行控制）
操作人員應嚴格按裝料、熔化、調整成分、脫氧等工序進行操作，尤其是調整成分及脫氧，既需要操作者有一定的技術和經驗，又要檢驗人員按要求進行監(jiān)控。這是熔煉非常關鍵的工序。
檢驗人員應在每爐澆注前對化學成分進行光譜分析，合格后方能澆注，并作記錄和標識。
澆注主要控制其澆注溫度及澆注速度。澆注前應測量鋼液溫度，不同材質，不同結構鑄件有不同的澆注溫度。一般316、304不銹鋼澆注溫度在1580~1620℃。澆注速度的快慢直接影響著鑄件的質量，夾渣、氣孔、冷隔在一定程度上都受到澆注速度的影響。澆注質量的很大程度上取決于操作者的技術與經驗。
金屬的熔煉及澆注成為影響著鑄件質量的最關鍵因素之一，也為精密鑄造企業(yè)最薄弱環(huán)節(jié)之一，成為精密鑄件質量提升和成本下降的瓶頸。據我們對陜西、山西和河南幾家精密鑄造企業(yè)一年內的不合格品數據分析，由于熔煉及澆注原因造成鑄件缺陷占各工序總數的一半以上。當然，這些不合格品的產生不排除包含有澆注系統(tǒng)設計及其他原因所致。
 
7．后工序質量控制
后工序主要包括脫殼、拋丸、去除澆冒口（切割、打磨）、補焊、精磨、整形、熱處理、清砂、機械拋光、酸洗鈍化、電解拋光、噴塑等工序。
后工序質量控制比較繁瑣，更應加強對各工序的控制。在國內一些小型精密鑄造企業(yè)，后工序普遍存在灰塵、噪聲、發(fā)生安全事故的現象。精密鑄造企業(yè)迫切需要重視ISO14000和OHSAS18000的建立。還有一點值得注意的是：許多企業(yè)普遍存在車間內光線不足的現象，嚴重影響員工的視力、工作效率及產品質量的判定效果。
 
五、成品檢驗
為了保證鑄件質量符合交貨驗收技術條件，必須依據鑄件圖、熔模鑄件技術標準及供需雙方交驗合同進行全數檢驗。檢驗主要有外觀質量檢驗、內部質量檢驗及其他質量檢驗。
 
1．外觀質量檢驗
主要包括鑄件尺寸、幾何形狀、鑄件重量、表面粗糙度、表面和近表面鑄件缺陷等檢驗。
 
2．內在質量檢驗
主要包括材質化學成分、力學性能、宏觀缺陷、微觀缺陷等檢驗。
 
3．其他質量檢驗
主要包括物理化學性能和特殊性檢驗。
各生產過程的工序檢驗主要對企業(yè)負責，以降低企業(yè)的成本；而成品檢驗主要對顧客負責，以滿足顧客的需求和期望。所以，決不允許不合格的鑄件流入顧客的倉庫。我們認為雖表面上看似會提高企業(yè)的成本，但是，作為一個企業(yè)，始終應以企業(yè)信譽為第一。將不合格品轉入顧客的倉庫，影響了公司信譽，又不可能改變已成事實的廢品。
 
六、應用統(tǒng)計技術進行數據分析
許多精密鑄造企業(yè)都采用了直方圖、排列法、分類法、因果圖分析法、柏拉圖等統(tǒng)計方法。但是，這些數據的真實性、完整性、準確性和及時性均并沒有得到有效的控制，而且沒有對這些數據進行分析，采取措施進行有效的持續(xù)改進，為數據而數據，只有數據而缺乏分析，這樣的統(tǒng)計數據沒有起到實質性作用。
 
七、經常性對工廠所有人員培訓和教育，全面的質量管理
工廠員工的素質影響全面質量管理的實施的效果。提高全體員工的素質，才能為全面質量管理的有效實施奠定基礎。很多員工甚至一些管理人員不明白ISO9001、5S現場管理及QC小組為何物，更不用說6西格瑪管理了，這迫切需要對管理人員和員工進行培訓和教育。培訓既要注重對理論知識的灌輸，更要根據生產過程中實際質量問題進行深入細致的分析，尋求解決的辦法，結合管理知識針對性地進行培訓，方能取得較好的效果。同時，在企業(yè)的內部建立質量責任制，規(guī)定各個職能部門和每個崗位員工在質量工作中的職責和權限，并與考核獎罰相結合。市場經營使我們認識到，只所以公司能與多家日本用戶愉快合作，是我公司的全面質量管理做到位，以鑄件的高質量贏得信譽。
 
八、貫徹ISO9004：2000標準，并加強日常體系運行的維護
目前，很多通過ISO9001：2000質量管理體系認證的企業(yè)，僅局限于對ISO9001標準的應用與貫徹，而對ISO9004標準卻被束之高閣，應當說這很不正常。其實ISO9004：2000在ISO9000族質量管理體系標準中占有十分重要的地位，其宗旨在于通過組織總體業(yè)績和能力的改進，以實現有效和高效的質量管理，并獲得經營業(yè)務的開拓和市場競爭能力的提高，創(chuàng)造成本降低和利潤增長的新目標。
企業(yè)的高級管理者若不把通過ISO9001標準認證作為質量改進的階梯，而是作為質量管理的棲身之地。實際上，通過ISO9001質量管理體系的認證表明其企業(yè)的質量管理水平已達到了要求，以后的工作只是在審核前統(tǒng)一補充填寫一些繁瑣、附加的記錄而已，加之審核機構的不負責，導致質量管理體系的運行是混亂的。很多企業(yè)并沒有踏實且認真地用這些標準來完全指導工作。因此，精密鑄造企業(yè)必須設立專職的具有審核資格及通曉精密鑄造工藝技術的體系維護人員對企業(yè)的體系運行進行監(jiān)督、檢查、評價和不斷改進，且需對ISO9001進行簡化，從而提高企業(yè)管理者積極性和企業(yè)利潤。
目前，與國外同行業(yè)相比，我國精密鑄造企業(yè)的質量管理差距甚大，任重道遠。建立以ISO9001為核心的全面管理體系是國內精密鑄造企業(yè)改善管理的最有效途徑。www.cnwxyszj.com

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