1、2009 中国铸造活动周论文集- 1 -铸造全过程质量管理实战要点童思艺（广西玉柴机器股份有限公司，广西玉林 537005）摘要：通过对铸造全过程质量管理的特点分析，结合实例，阐述从接订单到生产技术准备、生产、售后全过程质量管理的要点。达到使质量稳定受控，满足顾客要求的目的。关键词：铸造；质量管理；要点提高铸件的质量，由铸造大国成为铸造强国是我们共同的理想和使命。为此，提高我们的技术水平十分必要，但我们统计发现，不少造成损失大的质量事故的原因，从技术的层面看原因并不复杂，技术并不高深，也不需要花很多钱，是质量管理的体系有漏洞所造成，也就是说有的影响产品质量的因素我们没有识别出来，并进行有效控制
2、。下面从整个铸造过程分析，结合实例，分析各环节质量管理要点。1 铸造过程铸造过程是特殊过程。特殊过程也就是对形成的产品是否合格不易或不能经济地进行验证的过程。在实际生产中，我们看不到铸件及其铸造缺陷实际的形成过程，因而不能在缺陷形成时发现它，只能控制缺陷产生的条件，即对影响质量的因素进行识别与控制。2 影响铸造质量的因素影响铸造质量的因素众多，我们对这些因素的识别不可能一蹴而就，而是不断识别，逐步完善。铸造过程的质量管理任务就是识别及控制影响铸件质量的因素，其效果与对影响铸件质量因素识别的广度和深度，以及控制措施的落实程度直接相关。这方面不同的企业或同一企业不同的阶段差别很大，也使铸造过程的质
3、量管理成效以及铸件的质量存在很大的差别。有的企业领导对铸造车间又爱又恨，爱的是没有铸造车间，新品试制不方便，受制于人；恨的是铸件合格率很低，效益差，被称为“烧钱”的车间。因此，如何改善铸造过程的质量管理，对增加企业的效益，实现铸造强国的理想有着重要的作用。影响铸造质量的众多因素中，有部分的因素对铸造质量的影响是互为条件的，如果用概率论的概念来表述，这些因素对铸造质量的影响概率为条件概率。因此，在质量分析中就切忌用极端的思维方式，否则就无法制订出质量改进的计划。如造成气孔缺陷的可能因素有铁水的化学成分、铁水的浇注温度、型砂的水分、坭芯和铸型的排气是否通畅等等。有的员工为了推卸责任，提出单独做极端
4、条件下的试验，如故意调低 C、Si 或浇注温度、提高型砂的水分、堵塞坭芯和铸型的排气等等。这些极端条件下做的试验结果没有普遍的指导意义，因为它忽视有部分的因素对铸造质量的影响是互为条件的。在实际生产中，我们有时也能看到浇注温度很低或坭芯和铸型的排气孔完全堵塞，铸件却完好，无缺陷。2009 中国铸造活动周论文集- 2 -3 定单中隐含的质量要求对订单的需求分析，要特别重视识别隐含的质量要求。一般来说，接到订单，人们往往关注生产成本、价格、交货期、明示的质量要求。明示的质量要求是指图纸和技术文件中规定的技术要求，隐含的质量要求往往被忽视或被遗漏。什么是隐含的质量要求？如何才能识别出来呢？根据 GB
5、/T19000-2000 idtISO9000：2000 质量管理体系基础和术语，质量是 一组固有特性满足要求的程度。要求是明示的、通常隐含的或必须履行的需求或期望。 “通常隐含”是指组织、顾客和其他相关方的惯例或一般做法，所考虑的需求或期望是不言而喻的。3.1 隐含的质量要求识别与产品质量密切相关如某机械厂接到一种柴油机机油阀座的生产任务，图纸和技术文件中都没有试漏的要求，因此，在铸造工艺上既没有考虑保证铸件致密性的措施，机加工后也没有安排试漏检查。零件交给用户使用中几乎都出现渗漏，被退货和索赔。起初供应商大呼冤枉，认为用户的技术要求没有致密性的要求，也没有要求进行试漏检查。但从质量的定义分
6、析，是供应商没有完全理解零件的质量要求。虽然在明示的要求中没有致密性要求，但由于该零件是机油阀座，有压力的机油从零件中通过，致密性要求是零件必须履行的要求，是不言而喻的，这是一项隐含的要求。3.2 隐含的质量要求识别与产品成本密切相关又以上述柴油机机油阀座为例，有无致密性要求，对铸件的成本影响很大。对有致密性要求的铸件，从铸造工艺、化学成分设计、孕育处理、机加工后的试漏检查都要有特别的控制措施，铸件的成品率也会低些，拒收和索赔的风险也大。所有这些都会造成铸件生产成本的增加。3.3 隐含的质量要求识别与项目的成败密切相关某纺织机械厂为某发动机厂生产飞轮壳。该纺织机械厂技术力量雄厚，没有充分估计飞
7、轮壳生产的困难，马上投入 300 多万制造专用工装，生产了不少产品。零件交给用户检验，发现有几项隐含的质量要求不合格而退货。某纺织机械厂的领导不理解：明明零件经检验符合图纸和技术文件的要求才出厂，怎么到了用户手中就变成不合格了呢？最后，双方没能在质量的定义上达成一致的意见，该纺织机械厂终止了生产飞轮壳零件的项目，300 多万血本无归。3.4 隐含的质量要求识别有利于识破商业陷阱个别不良商家往往是通过隐含的质量要求设置商业陷阱，骗取违约金。由于隐含的质量要求没有体现在产品图纸和技术文件上，有的供应商一拿到订单和图纸，就马上组织生产，认为符合图纸和技术文件要求的产品就是合格品。结果产品交给用户，用
8、户告知：某隐含的质量要求不合格，要求退货和索赔，这时供应商才如梦初醒，做了赔本生意，后悔莫及。3.5 如何识别隐含的质量要求2009 中国铸造活动周论文集- 3 -首先及时和经常的沟通，了解零件的使用工况和使用环境。整个过程按试制、小批试产、批量生产的三个阶段进行。每个阶段生产的零件都要经用户检验、试验和评价，上一阶段评价合格后再转入下一阶段，并形成必要的记录，这样的过程是不断的识别和理解质量要求特别是隐含的质量要求的过程，不能省略，否则，会付出沉重的代价。上述某纺织机械厂生产飞轮壳项目失败的例子就是前车之鉴。其次，对一些文字表达不清楚，或文字表达容易产生歧义的事项，必要时可以保存双方都认可的
9、样品来统一意见。4 生产过程质量控制4.1 人是生产力要素中最活跃的要素要充分发挥人的作用，重点抓好培训、责任机制和责任文化的建立、培养员工对企业的归属感。4.1.1 培训员工培训的内容要有针对性和实用性，包括基础知识和岗位的应知应会。基础知识培训可以使用铸造相应工种等级培训的教材。这是一项长期的、由初级工、中级工、高级工、技师、高级技师逐步升级的培训。基础培训有利于员工理解和做到岗位应知应会的要求。岗位的应知应会培训的内容就是岗位作业指导书的内容，通过培训，使员工对岗位作业指导书的要求能准确理解，能正确操作，产品要合格。4.1.2 责任机制的建立和责任文化的建设所谓责任机制就是要建立和实施质
10、量责任制，把员工的收入与岗位产品的质量挂钩。每个岗位都要有岗位产品的质量指标，通过岗位质量指标的实现来保证上一级质量指标的实现。如废品责任的分解原则是这样的：形成缺陷的原因比较简单的，可以直接落实到个人，如冷隔缺陷就可以直接判为浇铸岗位的责任；一些形成缺陷的原因众多、比较复杂的，则可以通过统计相关岗位所负责控制的质量特性的达标情况按比例分解，如某一天气孔的废品数是 10 件，造成气孔缺陷的影响显著的因素主要有型砂水分、铁水浇铸温度等，它们的不合格率分别是 10%、2%，则混砂岗位应该承担的废品数为：10%（ 10%+2%）108 件，浇注岗位应该承担的废品数为 2 件。责任文化的建设就是使员工
11、树立勇于承担责任和必须承担责任的责任意识和氛围。不同地区、不同企业责任意识相差很大。先进的技术、设备可以花钱买来，但责任文化却花钱买不来，必须靠长期的教育和实践才能形成。有的企业的设备、工艺都很先进，但员工的责任意识淡薄。员工每天上班盘算的是生产了多少产品，应得多少钱，至于质量如何，对不起，太复杂，我不知道，别惹我，甚至就认为与我无关。如果因质量差被罚款，不是暴跳如雷、矛盾激化；就是一走了之。对此，我们的做法是：首先，树立责任的承担和追究不讲客观。凡是质量问题，相关的人员必须承担责任，不能讲客观的理由。这就迫使我们凡事以预防为主，事先识别和控制好影响产品质量的因素，不要事后再挖空心思找理由。如
12、果因为责任追究，当月的收入过少，影响了生活，可以借生活费，但不能减免考核。其次，考核的力度要考虑绝大多数员工的承受能力。质量考核到底多少比例与员工的收入挂钩，没有2009 中国铸造活动周论文集- 4 -固定的模式，能起到激励先进，鞭策后进就可以了。再次，责任文化的建设必须依靠细致的思想工作。考核方案制订时要征求员工代表的意见，通过后执行。在执行中遇到个别员工不理解、甚至不满，也要重视，勇于面对面地、开诚布公地、真诚地沟通。1995年 4 月，某铸造厂有一个岗位不同班次的 4 名员工，由于工作质量不一样，收入相差1000 多元。收入少的员工意见很大，直接写信给上级领导反映情况。该厂领导认为这个矛
13、盾不能回避，相反要迎难而上，召开与当事员工的沟通会，邀请员工代表参加，也欢迎感兴趣的员工参加，把沟通会开成质量责任制的宣贯会。开会时，会议室坐满，会议室外面的走廊也站满人。会上该厂领导细致讲解岗位质量责任制，质量数据收集和岗位收入的计算过程，以及执行质量责任制的意义。经过两个多小时的沟通，包括当事员工在内，大家的责任意识进一步得到加强，更自觉提高岗位的工作质量，从而使铸件质量更上新台阶。.1.3 培养员工对企业的归属感在严格管理的同时，企业工会还开展各种活动，丰富员工的业余生活，密切联系和沟通，关心员工的子女读书和就业，有效地培养员工对企业的归属感。4. 先进的设备有利于生产过程的稳定，有利于
14、提高铸件质量的一致性玉柴投资 2.17 亿元人民币建成铸造厂新铸车间，投产后，铸件毛坯尺寸精度提高，铸件重量波动减少，铸件废品率下降到 1.5%以下。仅仅从铸件重量误差减少和废品损失减少这两项计算就极大地加快了投资回收的速度。主要的工艺设备介绍如下： 制芯工部：采用冷芯盒工艺，引进国际名牌 Hottinger 公司生产的冷芯盒射芯机。砂芯经过 ABB公司生产的机器人的组芯、自动浸涂、通过式热风循环炉烘干后，通过机动辊道从地道输送到造型工部的自动下芯工位。 造型工部：引进德国 HWS 公司生产的一条静压自动造型线，砂箱尺寸能覆盖 1012 升柴油机的缸体，生产率 60 整型/h。该线为开放式布置
15、，铸件型内冷却时间为 22.5 小时，造型线配备 1 台两工位下芯机，有 12 个下芯工位。铸件在 600650开箱，经低频高振幅的振动输送槽落砂后，采用引进的抓取铸件的机械手敲落浇冒口，进入连续式退火炉，利用铸件余热退火，再通过悬挂链送往清理工部。“利用发动机缸体、缸盖等铸件余热时效热处理工艺的研究”是玉柴机器股份有限公司余热综合利用等新技术、新装备开发项目。由广西科学技术厅于 2008 年 8 月 16 日组织了鉴定，结论是本技术具有自主知识产权，具有创新性，达到国内领先和国际先进技术水平。利用铸件余热减少铸造残余应力时效处理工艺也于 2009 年 6 月 24 日获得中国发明专利授权，发
16、明人是本文作者。本技术在玉柴铸造厂新车间改造时得到应用，技术成熟，运行安全，效果稳定。从 2005 年 3 月至 2009 年1 月，新铸车间共生产铸件 139220.73 吨，共节电 14086353.46 度，折合 5014.75 吨标准煤，减少 SO2 的排放2009 中国铸造活动周论文集- 5 -100.3 吨，减少 CO2 的排放 1103.25 吨，节能减排效果显著。目前已在玉柴铸造中心和国内几家著名的发动机厂推广应用了本技术。 砂处理工部：采用引进 Eirich 公司生产的混砂机混制型砂，其生产率为：120t/h。主要包括主机、电控设备、加料装置和在线检测设备。引进的瑞士 Sim
17、pson双盘冷却机。对旧砂进行良好的冷却和预混，确保冷却后的旧砂温度不高于环境温度 10。 熔化工部：采用 2 台 15t/h 长炉龄水冷冲天炉和 15 吨中频感应电炉双联熔炼，中频感应电炉为引进德国容克尔公司产品，双炉体一套电源双供电。采用浇注机浇注铸型。 清理工部: 通过 Q384D 抛丸机粗抛，再经磨削线磨削，人工打磨（精清） ，再进入引进意大利潘邦公司生产的机械手抛丸机精抛，最后是磷化处理、入库。4.3 铸造用材料对铸件质量的影响铸造用材料对铸件质量影响很大，加上目前多数企业对铸造用材料的检测手段不齐全，在这种情况下，对铸造用材料的质量控制的最好办法就是通过试验、试用和供应商生产现场审
18、核，确定合格供应商，在合格供应商中采购铸造用材料。4.4 质量策划在工艺方面，怎样把几辈工程技术人员和技术工人的经验和知识进行挖掘、积累和传承，成为企业的知识财富、竞争优势和法宝呢？这就要重视和懂得使用过程失效模式及后果分析（PFMEA）来识别影响产品质量的因素和积累知识。过程失效模式及后果分析（PFMEA）的过程是质量策划的过程，其输出是控制计划，控制计划是针对整个铸造过程的，是系统性的文件，而岗位作业指导书是控制计划在组成整个铸造过程的某个岗位的分解落实。4.4.1 过程失效模式及后果分析（PFMEA ）现在大多数铸造企业没有用好 PFMEA，仅仅是应付质量体系检查和提交用户生产件批准（P
19、PAP） ，随便找人编写。那么用好 PFMEA 会有什么好处呢？能够通过分析潜在铸造过程失效模式、失效的原因、失效对顾客的潜在影响，识别影响铸件质量的因素，降低过程中的失效风险。失效在这里主要是指内废、外废以及用户使用过程中发生的故障。PFMEA 是动态文件，要经常修订，使它成为知识积累的工具。4.4.2 制定控制计划是质量策划过程的一个重要阶段控制计划是对控制零件和过程的体系的书面描述；为了有助于说明，必要时可对控制计划附上简图。控制计划按样件、试生产、生产三个不同的阶段来制定。实际上，控制计划描述了过程的每阶段所需的控制措施，包括保证所有的过程输出将处于控制状态的进货、加工、出厂和阶段性的
20、要求。在正式生产运行当中，控制计划提供了用来控制特性的过程监测和控制方法。作业指导书则是对过程的更具体的描述，是控制计划的支持性文件。控制计划在整个产品寿命周期中被保持并使用。在产品寿命周期的早期，它的2009 中国铸造活动周论文集- 6 -主要目的是对过程控制的初始计划起到成文和交流目的，它指导在生产中如何控制过程并保证产品质量。最终，控制计划作为一动态文件，反映当前使用的控制方法和测量系统。控制计划随着测量系统和控制方法的评价和改进而被修订。4.4.3 作业指导书现场使用作业指导书是用来指导操作者作业的，操作工要能看得懂、理解准确。要简明扼要、通俗易懂、重点突出，图文并茂。要做到这些要求,
21、在起草作业指导书时要吸收操作者参加，要以他们能看得懂、能理解的语言和方式表达。4.5 环境对铸件质量的影响环境对铸件质量的影响可分为直接影响和间接影响。如潮湿的环境会使保存的砂芯水分增加，增大出现气孔缺陷的可能性，潮湿的环境还会使铸件容易生锈。高温、高尘、通风不畅、采光不良的环境会使人容易疲劳，影响工作质量，甚至患上职业病。4.6 检测这里提出“两个凡是”：即凡是控制计划要控制的过程参数都应有仪器进行检测，凡是重要的控制参数都要应用波动图或控制图表进行直观的观察、警示、控制。4.6.1 过程参数的控制凡是控制计划要控制的过程参数都应有仪器进行检测，特别是一些对质量影响大的项目，必须设防。许多年
22、质量稳定的经验，也许让您陶醉以致麻痹，认为设防是多此一举，浪费人力物力，但出一次质量事故就会使企业从盈利一步跌进亏损的深渊，足够让您后悔、后怕一辈子。如某生产发动机铸件的企业，尽管炉前检测手段先进，有红外碳硫仪和真空直读光谱仪，用户也有控制砷含量的要求，作为进货检验的必检项目。多年来用户进货检验都没有发现砷含量不合格。于是，该厂潜意识中就认为自己所使用的原材料来源单一，有害元素不会超标，炉前铁水成分检验和试棒成分检验都不检验砷含量。今年年初，当用户反馈进货检验发现砷含量不合格时，追查砷含量不合格的原因是钢锭的砷含量不合格，该钢锭的供应商是多年的老供应商，造成钢锭砷含量不合格的原因是最近更换了矿
23、石的产地。从投料出铸件、运输、用户检验的周期至少也要 10 天，此时，砷含量不合格的在制品数量已经相当惊人，损失令人痛心疾首。4.6.2 控制参数的监控凡是重要的控制参数都要应用波动图或控制图表进行直观的观察、警示、控制。尽管有的重要控制参数炉前已经检验，由于人容易视觉疲劳，尤其是夜班，不易发现不合格的数据。如某铸造厂夜班生产时，由于生铁中夹杂有磷含量高的生铁，致使铸件的磷含量不合格，炉前化验室使用的真空直读光谱仪已经实时检验出磷含量不合格的结果，但没有引起炉前化验员、炉前工的注意，直到第二天质量部检验试棒时才发现。这时已经造成质量事故，300 多件缸盖因此报废。2009 中国铸造活动周论文集- 7 -5 售后服务是质量持续改进的起点售后服务不仅仅是返工、返修、清点不合格品，更重要的是准确判定质量缺陷的类型，为质量改进提供第一手资料，因此，售后服务要选派专业人员参加。总之，全过程质量管理就是铸造质量体系建立以及完善的过程，就像在编织一张立体的大网，把不合格因素隔离在铸造过程之外，这需要我们心思缜密，不断完善，不断地提高不合格因素的隔离率，以持续提高产品的质量，实现铸造强国的理想。
