硅溶膠工藝精密鑄造企業質量管理的看法

發表時間: 2014-01-17

 

 

對全硅溶膠工藝精密鑄造企業質量管理的看法摘要:針對全硅溶膠工藝精密鑄造企業的特點,指出:精密鑄造企業須建立以ISO9001為核心的全面質量管理體系,并詳細闡述了對產品的設計和開發、模具管理、原材料控制、工序控制、成品檢驗、數據分析、培訓和教育、貫徹ISO9004標準及體系維護等質量管理的觀點。
   關鍵詞:精密鑄造;質量管理;
   全硅溶膠工藝精密鑄造是一種以硅溶膠為粘結劑的精密鑄造方法,其產品具有精密、復雜的特點,是一種近凈成形的先進工藝。
   精密鑄造工藝復雜,質量控制比較困難。其工序主要包括工藝設計、壓型設計及制造、澆注系統設計、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、二次檢驗等。
   由于精密鑄造工藝的特殊性及復雜性的原因,迫切需要其企業建立以ISO9001為核心的全面管理體系(由于企業業主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建立ISO14000及OHSAS18000尚有差距)。現分述如下:
  ? 一、嚴格控制產品的設計和開發
   在ISO9001:2000第1.2條款"應用"規定:"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",所以,很多通過ISO9001:2000質量管理體系認證的企業均將第7.3條款刪除。我認為,這實際上是認證企業的投機行為及認證機構的不負責行為。雖然,這些企業主要是按顧客圖紙要求進行生產的,但是,其鑄件的形狀、結構和性能,均由顧客決定,產品的設計和開發影響著顧客的需求和期望。而且,產品的設計和開發決定了壓型的設計與制造、澆注系統的設計以及蠟模壓制、制殼、型殼焙燒、合金熔煉及澆注、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要求的產品的能力和責任的要求,否則不能聲稱符合本標?quot;。所以,我認為,精密鑄造企業不能盲目刪減第7.3條款,而應當加強對產品設計和開發的控制,把設計和開發的技術經驗做為企業的寶貴財富。
   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。精密鑄造企業一般都屬于批量小、規格品種多、來單加工型企業,模具的管理占十分重要的地位。由于模具的失控導致企業生產計劃拖延、鑄件質量下降的現象在精密鑄造企業屢見不鮮。對模具的管理主要有:
   1、技術部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模具生產廠家,同時加強對試模工作的管理。
   2、質管部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、生產部負責對模具的日常管理,如:模具登記、日常維護保養、貯存、防護、評價及進出庫手續的辦理。
   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,選擇優質的材料不一定會提高鑄件的生產成本。
   1、金屬材料
   精密鑄造企業金屬材料主要來源于外購材料、本企業的廢鑄件、澆冒口。而外購金屬材料往往是散裝的,很少有壓成筒狀的,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分析。可能的話,應對供方進行實地考察,評價其材料是否進行標識、防護及隔離貯存等。
對本企業的廢鋼(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成份。并且,對不同材質的廢鋼要進行標識、防護、分隔貯存,不能混淆。
   2、模料
   模料的性能指標主要有:熔化溫度和凝固溫度區間、耐熱性、熱膨脹率和收縮率、強度、硬度、粘度、流動性、涂掛性和灰分等。一般精密鑄造企業很難對這些性能指標進行逐一檢驗。所以,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企業,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的質量。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、運動粘度、膠體粒子直徑等,這些物化參數主要影響著型殼強度、涂料的穩定性及涂料的粉液比。由于一般精密鑄造企業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
   精密鑄造企業一般選擇鋯英粉作為面層涂料。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。而且,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、完工檢的"三檢"制度。首先控制不合格品產生的原因,其次控制不合格品在本道工序流動,最后控制不合格品轉入下一道工序。
   1、蠟模壓制質量控制
    環境溫度:22-26℃;
    壓制溫度:56-60℃;
    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0.3-0.6MPa;
   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,日本精密鑄造企業做得比較好。
   3、蠟模組合及模組蝕刻和清洗的質量控制
   精密鑄造企業在蠟模組合過程中,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、有焊縫等等。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,提高模組濕潤性,便于涂掛,所以,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%濕潤劑)是否完全濕潤模組。
   精密鑄造企業應加強以上兩點的質量控制。
   4、制殼工藝的控制
   層數參數 面層一 面層二 二層 三、四層 半層
   涂料種類 300/325目鋯英粉 200目鋯英粉
   涂料粘度 37-39S 31-33S 19-21S 13-15S 11-13S
   撒砂 100-120目鋯砂 30-60目莫來砂 16-30目莫來砂?
   環境濕度 50-70% 30-50%
   環境溫度 22-26℃
   干燥時間 10h 12h 24h
   風速 6-8m/s
   5、脫蠟質量控制
   國內精密鑄造企業很多采用高壓蒸汽脫蠟方法。工藝要求脫蠟蒸汽壓力在0.6-0.75Mpa之間,并且達到0.6Mpa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,所以,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,國內有很多精密鑄造企業沒有設置檢驗員,而且,據我考察的幾家精密鑄造企業,其脫蠟壓力在達到0.6Mpa的時間遠遠大于14S,有的企業甚至超過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,一般企業均采用950-1050℃范圍之內。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。?
   金屬熔煉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"監視和測量裝置的控制"規定執行。這一點,很容易在實際工作中忽視。(當然,其它工序的監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℃范圍。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,也為精密鑄造企業最薄弱環節之一,成為精密鑄件質量提升和成本下降的瓶頸。據我對廣東幾家精密鑄造企業12個月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56%以上,當然,這些不合格品的產生可能包含有澆注系統設計及其它原因。
   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,后工序普遍存在灰塵、噪聲、發生安全事故的現象。精密鑄造企業迫切呼喚ISO14000和OHSAS18000的建立。還有一點值得注意的是:這些企業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、內部質量檢驗及其它質量檢驗:
   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、其它質量檢驗
   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負責,以降低企業的成本;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,雖然表面上看似會提高企業的成本,但是,作為一個企業,始終應以企業的信譽為第一。將不合格品轉入顧客的倉庫,既影響公司信譽,又不可能改變已成事實的廢品,只是?quot;內廢"轉為"外廢"而已。
   六、應用統計技術進行數據分析
   一些精密鑄造企業均采用了直方圖、排列法、分類法、因果圖分析法、柏拉圖等統計方法。但是,這些數據的真實性、完整性、準確性和及時性均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改進,為數據而數據。這樣的數據實質上沒有任何作用。
   七、通過培訓和教育,導入全面質量管理?
   員工的素質在很大程度上影響了全面質量管理的實施的效果。只有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,在企業的內部建立質量責任制,規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。?
   八、貫徹ISO9004:2000標準,并加強日常體系運行的維護
   在目前,很多通過ISO9001:2000質量管理體系認證的企業,僅僅是局限于對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,并獲得經營業務的開拓和市場競爭能力的提高,創造成本降低和利潤增長的新目標。
   很多企業的管理者不把通過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。他們認為,通過ISO9001質量管理體系的認證表明其企業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很混亂,很多企業并沒有踏踏實實地用這些標準來指導工作。所以,精密鑄造企業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的體系運行進行監督、檢查、評價和改進。同時,迫切需要對ISO9001進行簡化,從而提高企業管理者積極性和企業利潤。
   總之,與國外同行業相比,國內精密鑄造企業的質量管理尚任重道遠。建立以ISO9001為核心的全面管理體系是國內精密鑄造企業改善管理的有效途徑。?
以上為本人近幾年在廣東全硅溶膠工藝精密鑄造行業質量管理崗位一孔之見,其中必有許多不妥之處,敬請各位專家學者及同仁予以嚴厲批評指正,本人將涕感不已!
注:本文所提及的精密鑄造均指全硅溶膠工藝的精密鑄造

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