一、概述

 

    機(jī)床是裝備制造業(yè)中的主要產(chǎn)品，也是各行業(yè)廣泛采用的加工設(shè)備。

國(guó)務(wù)院關(guān)于加速發(fā)展裝備制造業(yè)的若干意見(jiàn)中，加速發(fā)展數(shù)控機(jī)床是重點(diǎn)內(nèi)容之一。機(jī)床的結(jié)構(gòu)件和許多主要部件都是以鑄件為坯料的，因此機(jī)床用鑄件的好壞，對(duì)機(jī)床的質(zhì)量、壽命、精度保持性都有重要的影響。數(shù)控機(jī)床對(duì)鑄件則應(yīng)有更高的要求。

 

    近十余年來(lái)，隨著機(jī)床行業(yè)主要企業(yè)的改組，以及各工業(yè)城市發(fā)展規(guī)劃的實(shí)施和鑄造專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展，一些主要機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)的鑄造部門(mén)紛紛走向分割獨(dú)立、異地遷建、改組或撤消，機(jī)床鑄件也在走向商品化、市場(chǎng)化。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)在向主要機(jī)床企業(yè)供應(yīng)鑄件的鑄造企業(yè)有20 家左右。此外，尚有約1/ 5 的主要機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)仍保有自己的鑄造部門(mén)。一些具有法人資格、獨(dú)立經(jīng)營(yíng)的鑄造企業(yè)，實(shí)際上仍在機(jī)床集團(tuán)公司的控制之下，受到很多制約。由于受長(zhǎng)期重冷輕熱傳統(tǒng)觀念影響，鑄件商品化的市場(chǎng)機(jī)制還未很好形成，加之鑄造企業(yè)自身又有很多不足，近年來(lái)鑄件質(zhì)量和企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)管理水平不僅未能隨我國(guó)機(jī)床行業(yè)的發(fā)展而同步提高,反而比過(guò)去有所下降，呈滑坡趨勢(shì)。雖然少數(shù)機(jī)床鑄造企業(yè)仍保持質(zhì)量控制和工藝紀(jì)律的要求，但從總體上看來(lái)，與機(jī)床行業(yè)的發(fā)展是不相適應(yīng)的，就是與加工、裝配相比也有很大的反差，與外資的鑄造企業(yè)相比有相當(dāng)大差距，甚至是非常大的差距，這對(duì)我國(guó)機(jī)床行業(yè)今后的發(fā)展必將產(chǎn)生很大的負(fù)面影響。

 

    由于制造業(yè)迅速發(fā)展的拉動(dòng)，我國(guó)對(duì)機(jī)床的需求不斷增長(zhǎng)，近年來(lái)各種機(jī)床產(chǎn)量逐年大幅度增長(zhǎng)，機(jī)床行業(yè)形勢(shì)喜人，2003 年全國(guó)機(jī)床產(chǎn)量比2002 年增加了33 %，達(dá)到了30. 68 萬(wàn)臺(tái)，成為世界上的第一機(jī)床生產(chǎn)大國(guó)。

 

    在機(jī)床產(chǎn)量逐年大幅度增長(zhǎng)的同時(shí)，我國(guó)機(jī)床的自給率卻在下降，機(jī)床進(jìn)口量逐年增多，目前每年進(jìn)口機(jī)床的總值在30 億美元以上，接近了自產(chǎn)機(jī)床的產(chǎn)值,檔次高一點(diǎn)的機(jī)床基本上都靠進(jìn)口，按產(chǎn)值計(jì)，機(jī)床自給率只在50 % 左右。每當(dāng)參觀機(jī)床展覽會(huì)，看到機(jī)床行業(yè)發(fā)展之快，心里非常高興，但細(xì)想起這些，就不免有悵然若失之感。

 

    造成這種情況的原因很多，本文對(duì)此不詳加分析,但從鑄造行業(yè)協(xié)會(huì)的角度看來(lái)，重視產(chǎn)量的增長(zhǎng)而忽視鑄件質(zhì)量，是導(dǎo)致國(guó)產(chǎn)機(jī)床存在外觀不盡如人意，保持精度性能差等問(wèn)題的重要原因。為了進(jìn)一步了解情況，近來(lái)我們走訪了一些主要機(jī)床鑄造企業(yè)，到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了調(diào)查。雖然我們所見(jiàn)的只是粗淺的表面現(xiàn)象，但已令人心情十分沉重。以下就機(jī)床鑄件生產(chǎn)中存在的問(wèn)題和相關(guān)的改進(jìn)措施，提出我們的一些看法和意見(jiàn)。

 

    二、存在的問(wèn)題

 

    近年來(lái)我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展很快，一些原來(lái)基礎(chǔ)較好的機(jī)床公司把工作的重點(diǎn)轉(zhuǎn)到擴(kuò)大規(guī)模和增加產(chǎn)量方面上，對(duì)鑄件的需求量逐年大幅度增長(zhǎng)，在數(shù)量和質(zhì)量難以兼顧的情況，就舍質(zhì)量而求數(shù)量。原來(lái)一些為工藝過(guò)程控制提供基礎(chǔ)的檢測(cè)項(xiàng)目逐步被廢棄了，有些企業(yè)雖然還作一些，但大多是敷衍了事，并不對(duì)結(jié)果認(rèn)真地分析，也更談不到進(jìn)行過(guò)程控制。鑄造生產(chǎn)中如不認(rèn)真實(shí)施工藝過(guò)程控制，是不能保證鑄件質(zhì)量的，因此總體而言，現(xiàn)在我國(guó)機(jī)床鑄件的內(nèi)在質(zhì)量，較20 世紀(jì)50 年代中期不是有所提高，而是降低了。

 

    1. 外觀質(zhì)量

 

    考察鑄件外觀質(zhì)量的主要指標(biāo)是尺寸精度、表面粗糙度和宏觀不直度。自20 世紀(jì)80 年代以來(lái)，我國(guó)機(jī)床行業(yè)生產(chǎn)中、大型鑄件已由過(guò)去的粘土砂干型工藝逐步改為樹(shù)脂自硬砂工藝，因而鑄件外觀質(zhì)量有了明顯的改善。但是，由于大多數(shù)機(jī)床鑄造企業(yè)雖然都有I SO9000 認(rèn)證的牌子，但實(shí)際沒(méi)有工藝過(guò)程控制，我國(guó)機(jī)床鑄件的外觀質(zhì)量，與其他工業(yè)國(guó)家的產(chǎn)品相比，與采用樹(shù)脂自硬砂應(yīng)達(dá)到的水平相比差距還相當(dāng)大，這是很不應(yīng)該的。用樹(shù)脂自硬砂造型時(shí)，認(rèn)真地舂實(shí)砂型對(duì)保證鑄件質(zhì)量是至關(guān)重要的。由于機(jī)床鑄件大多為中型鑄件，絕大多數(shù)工廠都未裝備震實(shí)臺(tái)，尤其應(yīng)該認(rèn)真地做好人工輔助舂實(shí)。實(shí)際上，我們走訪的企業(yè)中，除北京一機(jī)床鑄造廠等少數(shù)企業(yè)比較認(rèn)真地舂實(shí)外，其他許多鑄造企業(yè)造型作業(yè)都有待進(jìn)一步加強(qiáng)。

 

    由此，在澆注過(guò)程中鑄型開(kāi)裂、鑄件表面粘砂、沖砂等缺陷十分常見(jiàn)，導(dǎo)致鑄件外觀質(zhì)量很差，不僅加大了清理、精整的工作量，而且和外國(guó)產(chǎn)品一比就相形見(jiàn)絀。尺寸精度究竟能達(dá)到什么等級(jí)，是要根據(jù)大量檢測(cè)數(shù)據(jù)擇定的，我們走馬看花，無(wú)從確定。宏觀不直度( 直線度) 本來(lái)應(yīng)該是檢測(cè)項(xiàng)目，但大多數(shù)企業(yè)都未能提供檢測(cè)數(shù)據(jù)，據(jù)我們草草看來(lái)，能達(dá)到每米長(zhǎng)度上的不直度≤1. 5mm 的為數(shù)不多。表面粗糙度一般不是必檢項(xiàng)目，但鑄造廠應(yīng)自行控制。由于不是必檢項(xiàng)目，所以我們所到的企業(yè)沒(méi)有一家用標(biāo)準(zhǔn)樣塊進(jìn)行評(píng)定，因而也就無(wú)從知道自己與他人有多大差距。對(duì)于這項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)，大多數(shù)企業(yè)都不予理睬的。外觀質(zhì)量固然仍有待提高，但我國(guó)機(jī)床鑄件質(zhì)量與其他工業(yè)國(guó)差距更為重要的是內(nèi)在質(zhì)量方面。

 

    2. 大多數(shù)機(jī)床鑄造企業(yè)的金相組織失控

 

    按照我國(guó)《JBn3997 —1985》機(jī)床灰鑄鐵技術(shù)文件,金相組織不作為驗(yàn)收依據(jù)，但對(duì)機(jī)床鑄件的生產(chǎn)企業(yè)而言，必須作為最重要的自控項(xiàng)目。因?yàn)闄C(jī)床鑄件對(duì)強(qiáng)度、保持尺寸精度的能力、剛性、耐磨性和切削性能都有很高的要求，而灰鑄鐵的這些性能必有良好的金相組織來(lái)保證，而良好的金相組織則是靠嚴(yán)格的過(guò)程控制來(lái)保證的，如嚴(yán)格的爐料管理、合理的爐料配比、最佳的熔煉控制、認(rèn)真的孕育處理和適當(dāng)?shù)臐沧�溫度等，缺一不可。金相組織失控，表明我國(guó)大多數(shù)機(jī)床鑄造企業(yè)中工藝過(guò)程控制是不嚴(yán)格的，具有很大的隨意性。

 

    我們走訪的一些主要機(jī)床鑄造企業(yè)中，多數(shù)企業(yè)都具有金相檢查手段，但都沒(méi)有人認(rèn)真對(duì)檢查結(jié)果加以分析并將分析結(jié)果反映到工藝過(guò)程控制體系中。有的廠檢查后簡(jiǎn)單地在紀(jì)錄本上寫(xiě)一個(gè)結(jié)論，有的在表格上填寫(xiě)一個(gè)結(jié)論提交質(zhì)檢部門(mén)，成為敷衍了事的官樣文章。我們?cè)�到一個(gè)廠，看到最近的一份質(zhì)檢報(bào)告中簡(jiǎn)單地寫(xiě)了“石墨形態(tài)A 型”，而調(diào)出樣品在顯微鏡下觀察才發(fā)現(xiàn),試樣中A 型石墨只有43% ，而試驗(yàn)人員說(shuō): “只要其中有A 型的，我們就寫(xiě)A 型”。這樣的檢查比形同虛設(shè)更為可怕，實(shí)際上是自我安慰，自欺欺人。有一些廠則干脆取消了對(duì)金相組織的檢測(cè)。只有個(gè)別廠認(rèn)真檢測(cè)金相組織，保持產(chǎn)品質(zhì)量上乘。

 

    3. 沒(méi)有一家企業(yè)控制鑄鐵的彈性模量灰鑄鐵的彈性模量是影響鑄鐵的剛度和尺寸穩(wěn)定性的重要性能指標(biāo)，對(duì)機(jī)床鑄件來(lái)講尤為重要。影響灰鑄鐵彈性模量的主要因素是組織中石墨的形態(tài)、長(zhǎng)度等級(jí)及其在鑄鐵中所占的體積百分?jǐn)?shù)。因此,加強(qiáng)孕育處理，控制金相組織是提高彈性模量的關(guān)鍵。國(guó)外生產(chǎn)機(jī)床鑄件，都將彈性模量作為重要的自控項(xiàng)目，由于其過(guò)程控制嚴(yán)格，冶金質(zhì)量較好，灰鑄鐵的彈性模數(shù)指標(biāo)相當(dāng)高。過(guò)去，我國(guó)鑄鐵的冶金質(zhì)量較差，相同牌號(hào)的灰鑄鐵，彈性模量都低于其他工業(yè)國(guó)的指標(biāo)，數(shù)據(jù)見(jiàn)附表。

 

    現(xiàn)在，我國(guó)機(jī)床鑄造企業(yè)中已經(jīng)沒(méi)有人考慮這一重要的性能了，這應(yīng)引起行業(yè)人士的關(guān)注。近幾年我國(guó)機(jī)床行業(yè)發(fā)展很快，不僅產(chǎn)量大增，而且還兼并了某些工業(yè)國(guó)家的老機(jī)床企業(yè)，但是從以上所談到的三方面來(lái)看，作為機(jī)床件的鑄件質(zhì)量不但沒(méi)有相應(yīng)提高，反而呈滑坡趨勢(shì)，與其他工業(yè)國(guó)家的差距越來(lái)越大。目前我國(guó)鑄件產(chǎn)量很大，但其鑄件在國(guó)際上的競(jìng)爭(zhēng)能力還有待加強(qiáng)�，F(xiàn)在我們的迫切任務(wù)是發(fā)奮圖強(qiáng),盡快改變這種狀況，而不是喊口號(hào)，空談什么“達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平”。在國(guó)家號(hào)召自主創(chuàng)新的情況下，不少企業(yè)掛出了“研究開(kāi)發(fā)中心” 的牌子，有的還是省級(jí)的中心，實(shí)際上連企業(yè)的基礎(chǔ)鑄造技術(shù)工作都不做，這種徒有虛名的情況應(yīng)盡快改變。

 

    三、對(duì)盡快提高機(jī)床鑄件質(zhì)量的幾點(diǎn)建議

 

    為使我國(guó)機(jī)床質(zhì)量早日達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，希望機(jī)床行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)摒棄重冷輕熱的傳統(tǒng)觀念，把提高鑄件質(zhì)量當(dāng)作振興行業(yè)的一項(xiàng)大事來(lái)抓，將其說(shuō)成是一場(chǎng)革命也未嘗不可。

 

    1. 盡快制定關(guān)于鑄件質(zhì)量要求的機(jī)床行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建議以此前已制定的有關(guān)機(jī)床鑄件的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)( 如JBn3997 —1985 ，JB/ GQ1021 —1981 ，JB/ GQ1022 —1981 )和相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，參照國(guó)外對(duì)機(jī)床鑄件的技術(shù)要求，盡快制定符合當(dāng)前技術(shù)發(fā)展要求的機(jī)床鑄件質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，特別是數(shù)控機(jī)床的鑄件。在標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)試行、修訂后，應(yīng)大力貫徹執(zhí)行。凡不符合標(biāo)準(zhǔn)要求的鑄造企業(yè)，不得接受機(jī)床鑄件的訂貨。不符合要求的鑄件，一律不得用于正規(guī)的機(jī)床產(chǎn)品。新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鑄件質(zhì)量的要求，應(yīng)略高于此前的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為好。

 

    ( 1) 外觀質(zhì)量方面 機(jī)床鑄件的尺寸精度，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/ T6414 —1999 應(yīng)達(dá)到CT8 級(jí)到CT10 級(jí)，允許的錯(cuò)型量應(yīng)嚴(yán)格按GB/ T6414 —1999 的規(guī)定檢查。重要鑄件( 如導(dǎo)軌面) 的宏觀不直度，每米長(zhǎng)度上不得> 1mm。表面粗糙度應(yīng)列為重要的自檢項(xiàng)目，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/ T15056 —1994 評(píng)定。重要鑄件的輪廓算術(shù)平均偏差( Ra) 不應(yīng)> 50μm，一般鑄件Ra 不應(yīng)>100μm。

 

    ( 2) 力學(xué)性能方面 力學(xué)性能按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T9439 —1988 的規(guī)定，但應(yīng)補(bǔ)充以下要求。導(dǎo)軌面應(yīng)有嚴(yán)格的硬度要求，而且同一鑄件上的硬度差不應(yīng)> 20HBW。彈性模量應(yīng)作為企業(yè)考核鑄件材質(zhì)的項(xiàng)目，定期測(cè)定，目標(biāo)值如下:灰鑄鐵牌號(hào)彈性模量( MPa)

    HT250 115000

    HT300 130000

    HT350 140000

 

    ( 3) 金相組織方面 按國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB/ T7216 —1987 ,石墨形態(tài)應(yīng)為A 型，石墨長(zhǎng)度4 ～5 級(jí)。基體組織中珠光體含量應(yīng)不少于95% 。珠光體片的間距，在放大500 倍觀察時(shí)應(yīng)≤1mm。碳化物數(shù)量不多于3% 。

 

    2. 加強(qiáng)鑄造專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)

 

    表面上看來(lái)，鑄造是一種勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，只要有力氣就能干，多年來(lái)這種淺薄之見(jiàn)，影響了我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展，害處極大。實(shí)際上，鑄造是一門(mén)涉及多種學(xué)科的技術(shù)，鑄造企業(yè)如果沒(méi)有高素質(zhì)的骨干人才，一定會(huì)使生產(chǎn)中不斷出現(xiàn)問(wèn)題，根本就談不上進(jìn)步和發(fā)展。德國(guó)為保證其產(chǎn)品的技術(shù)含量，多年來(lái)一直保有一套完整的培育鑄造專(zhuān)業(yè)人才的體系。

 

    在中國(guó)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)的條件下，日本為保持其技術(shù)上的領(lǐng)先地位，體現(xiàn)其產(chǎn)品與中國(guó)產(chǎn)品的差別，2005 年就由產(chǎn)業(yè)界、大學(xué)和政府協(xié)力制訂并實(shí)施了為鑄造行業(yè)培養(yǎng)骨干專(zhuān)業(yè)人才的宏大規(guī)劃，并由經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省給予財(cái)政支持。

 

    機(jī)床行業(yè)的鑄造企業(yè)，本來(lái)就存在原有專(zhuān)業(yè)人員年事已高、后繼無(wú)人的問(wèn)題，加之主要鑄造企業(yè)都自城市遷出擴(kuò)建，往往都是規(guī)模成倍擴(kuò)大，需要更多的人，而遷出卻導(dǎo)致原本不足的專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)一步流失。其結(jié)果是技術(shù)水平隨生產(chǎn)的發(fā)展而下滑，以至于鑄件質(zhì)量低于20世紀(jì)50 年代中期的水平。這種情況是相當(dāng)普遍存在的,并非個(gè)別企業(yè)偶爾出現(xiàn)了失誤。

 

    因此，要改變機(jī)床行業(yè)鑄件質(zhì)量低劣的狀況，必須盡快制訂計(jì)劃，為鑄造企業(yè)培養(yǎng)不同層次的專(zhuān)業(yè)人才，包括企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)、管理人員、技術(shù)人員和骨干工人。只有在提高職工素質(zhì)的基礎(chǔ)上，企業(yè)才可能生存和發(fā)展，隨之就能逐漸具有研究開(kāi)發(fā)能力，才能談得上“自主創(chuàng)新”，并擁有自己的專(zhuān)有技術(shù)，認(rèn)真實(shí)施“自主創(chuàng)新、研究開(kāi)發(fā)” 的口號(hào)。

 

    3. 在提高技術(shù)水平的同時(shí)兼顧環(huán)保和改善作業(yè)條件

 

    由于歷史的原因，鑄造企業(yè)的生產(chǎn)條件總是比冷加工差得多，造成煙霧、砂塵彌漫，既有害于作業(yè)人員的健康，也影響周?chē)�的環(huán)境。同時(shí)，生產(chǎn)中需排放的廢砂、廢渣也相當(dāng)多。機(jī)床行業(yè)的鑄造企業(yè)都是在國(guó)內(nèi)鑄造行業(yè)中有影響的企業(yè)，不能等同于小型民營(yíng)企業(yè)�？傊�，我國(guó)的鑄造企業(yè)在遷建、擴(kuò)建、改造和提升技術(shù)水平的同時(shí)，應(yīng)體現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的精神，在改善作業(yè)條件和保護(hù)環(huán)境方面安排必要的投入，要認(rèn)真落實(shí)ISO14000 和OSHMS 18000 兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的要求，決不可做花錢(qián)買(mǎi)認(rèn)證的事。另外，對(duì)于廢砂、廢渣的循環(huán)再利用，也要作為鑄造企業(yè)的課題。