--
--
·
868· 铸 造
FOUNDRY
Aug. 2014 Vol. 63 No.8
卜 伟
（上海市机械制造工艺研究所有限公司，上海 201901）
摘要：基于对铸造涂料性质和使用范围的分析、对生产过程自动化控制和工艺流程的试验，以及性能指标的不确定 度
分析，提出了企业运行、生产过程控制和检测指标三方面的标准化建设设想。提出的铸造涂料的标准化建设将会 更好地推进铸造涂料性能和过程控制工作的开展。
关键词：铸造涂料；标准化；过程控制
中图分类号：TG221 文献标识码：A 文章编号：1001-4977 （2014） 08-0868-03
Study on Standardization for Foundry Coating Production
Process and Testing Index
BU Wei
(Shanghai Machine Building Technology Institute Co., Ltd., Shanghai 201901, China)
Abstract ： The properties and application scope of foundry coating were analyzed, the production process automation control and process flow were tested, and the uncertainty analysis of performance indicators were done. Three aspects of standardization construction, the enterprise operation, production process control and testing indexes were put forward. The foundry c oating standardization construction work will better promote the work of foundry coating performance and process c ontrol. Key words ：foundry coating; standardized; process control
随着科学技术的不断发展，铸造用辅助材料的生 产和供应已成为一个单独的产业。国内一些大型铸造 原辅材料生产企业不仅在国内有举足轻重的地位，也 实现了向其他国家出口。优质的产品加之良好的服务， 彻底改变了以往铸造企业使用原辅材料必须样样自备 的局面，其中以铸造涂料的商业化尤为突出，铸造涂 料产品的标准化和规范化已基本形成，在提高铸件质 量的同时又降低了生产成本。
1 铸造涂料企业的标准化建设
对于铸造涂料企业的标准化建设，应着力于用更 科学的方法评价企业对于环境和技术发展的效果，其 中包括评价指标体系和评价指标方法的建立。应加强 对铸造涂料产品的生产和使用过程中的清洁化程度的 评价，研究与建立评价方法和指标体系，使对铸造涂 料及其企业的节能环保化评价从定性走向定量，为国 家对企业提供政策优惠以及企业对生产个人进行奖励 提供依据，从而刺激企业与个人更加积极主动地投入 到节能和绿环保工作中去。同时，评价方法和指标 体系的建立，可为铸造涂料企业进行技术改造及新技 术研究开发提供参考。
对于铸造涂料企业来说，除了产品质量标准，安 全生产标准也是企业标准化建设的一个重要环节。安 全生产标准也是安全生产法律法规体系的重要组成部 分，是保障企业安全生产的重要技术规范，是市场准 入的必要条件。铸造涂料企业开展安全标准化建设是 加强安全生产的一项基础性、长期性和全局性工作。 目前，铸造涂料大部分为醇基，涂料的溶剂采用甲醇、 乙醇和异丙醇，有的甚至还有苯
和其他芳香烃类溶剂， 这些产品或多或少有毒和易燃，这就对企业的安全生 产管理提出了更高的要求。除了必须建立铸造涂料产 品的安全技术说明书 （MSDS
外，还需建立整个企业 的安全生产标准，在制度建设方面，从源头上降低安 全事故发生的概率。
实践表明，要消除企业生产经营中的事故隐患， 有效控制安全风险，达到本质安全水平，就必须全面 开展安全生产标准化建设。把安全生产标准化工作作 为增强企业安全发展能力的固本强基工程来抓，企业 的安全主管部门必须加强领导，强化措施，广泛动员， 齐抓共管，全力推进安全生产标准化工作。通过建立 安全生产责任制，制定安全管理制度和操作规程，排 查治理隐患和监控重大危险源，建立预防机制，规范
收稿日期：2014-07-08收到初稿，2014-07-14收到修订稿。
作者简介：卜伟 （1978
-），男，工程师，主要从事铸造工艺、铸造原辅材料的研究与开发工作。E-mail:bu _wei@aliyu n
铸造卜伟：铸造涂料生产过程与检测指标标准化探索·869 ·
生产行为，使各生产环节符合有关安全生产法律法规和标准规范的要求，人、机、物、环处于良好的生产状态，并持续改进，不断加强企业安全生产规范化建设。
2 铸造涂料生产的标准化
目前在铸造涂料行业里面，对于产品性能和工艺的研究很多，但对于铸造涂料的标准化、规模化和精细化生产以及相关设备等方面的研究还很缺乏。作为生产铸造涂料的主要设备，市场上尚无完全能适用铸造涂料特定生产技术要求的现成设备。
高速剪切分散机是用于将粉状物料与以液体为载体的合成材料进行细化混合的铸造涂料生产设备，而高速剪切分散的作用不同、分散轴转速不同、搅拌时间不同，将直接影响到涂料的各项性能质量。铸造涂料行业普遍使用的高速剪切分散设备，大部分是小型的分散设备，且都是由操作工人手动控制设备的转速、搅拌时间，会出现生产的涂料产品性能质量不稳定的现象。所以，有必要研究设计辅料产品生产设备以及相关自动化控制模块，提高设备的自动化程度及生产规模，尽量降低生产过程对操作人员的依赖，防止误操作，降低劳动强度，提高生产效率。
目前比较先进的生产方式是利用PLC控制系统和变频调速系统在剪切分散机上实现符合铸造涂料工艺需要的自动控制解决方案，采用釜体称重模块与PLC 程序控制相结合来控制生产投料、工艺分散速度与搅拌时间。其中液体加料、粉体上料、浆料投料的自动模式均纳入PLC中。通过对铸造涂料的生产
过程的工艺分析，编制涂料生产过程规范化程序，形成相关的技术文件，结合对于设备自动化控制的需求，制定标准的涂料生产流程。
铸造涂料的生产过程，尽管在配方上各有特点，且作为各单位的核心技术，有的在生产设备上也存在一定的差异。但是，任何一种铸造涂料的工艺配方和生产设备，其生产的目的就是将各种原材料混制均匀，制成性能稳定的产品。而自动化模式应用于生产过程各环节的控制，可以进一步推进铸造涂料产品实现标准化。
3 铸造涂料产品检测的标准化应用
随着铸造企业对于铸件质量要求的不断提高和技术研发水平的不断发展，对于铸造涂料在实际生产过程中的使用要求也越来越高。铸造涂料的好与坏也不仅仅从铸件的表面质量来判断，而是需要通过更加科学的性能检测来评价。目前对于砂型铸造类涂料有行业标准JB/T 9226—2008砂型铸造用涂料，该标准规定了密度、条件粘度、悬浮性、耐磨性、发气量以及高温曝热裂纹等级等一系列检测项目和检测方法，作为
标准，通过这些项目的检测，能大体判别涂料性能的
差异。但是在实际产品验收和使用过程中，受到检测
条件和检测工作流程的影响，不可能将这些指标逐一
检测和分析。如何有针对性地对铸造涂料的性能指标
进行检测，通过最直接最有效的方法来判定铸造涂料
产品的性能，这是我们技术工作者需要研究的。
铸造涂料性能指标的准确性分析是通过对于常用
自动排焊机的铸造涂料波美度、密度和悬浮性检测指标的不确定
度分析，来研究这些指标在检测过程中的误差来源以
及何种检测方法最能直接反映涂料性能，便于铸造涂
料生产和使用企业对铸造涂料性能进行有效地控制。
文中通过对本所涂料产品100的不确定度分析，来
研究和探讨涂料产品在性能检测过程中指标值的不确
定度。
3.1 波美度
铸造涂料的波美度是在实际生产和使用过程中最方
便和易行的一种检测项目，也是控制生产现场涂料厚薄
的一种直观的检测方法。具体测定方法是将待测的试样
倒入100 mL玻璃量筒中，倒试样时注意避免混入空气。将波美计垂直轻放在试样液面上，靠波美计自重缓缓下沉，待波美计不再下沉达到平衡位置时，这时试样液
面在波美计上的标定数值即为该试样的波美度。
二氨基马来腈经过批量试验得出波美度的不确定度A类分量为
0.832 6，B类不确定度分量为0.577 4，则涂料波美度
吹管系数>旗杆基础的标准不确定度为1.013 2，相对不确定度为1.88%。从
波美度检测不确定度分析来看，重复检测误差和波美
c型卡环计本身读数的误差均比较大，所以作为产品验收指标
来说，不是最为可靠的。但是2%以下的相对不确定度
误差在实际使用过程中还是可以被接受的。
3.2 密度
测试涂料产品密度（ρ）的方法是采用固定体积称
量，通过监测一定体积产品不同的重量变化，来确定
产品的不同密度值，它反映了涂料在固定容积下的重
量变化，通过对密度的检测，可以判断产品在生产过
程中配比的稳定性。
具体测定方法是先称一个空的Φ30 mm刻度为
0～100 mL的磨口具塞量筒的重量G1，然后将配制好
的涂料倒入量筒，使其达到100 mL刻度处，再次称量
量筒和涂料的总重量G2。涂料密度值的具体计算公式
为：
ρ=(G2-G1)/v （1）直接接地箱
式中: ρ为涂料密度，g/cm3，v为体积，cm3。
经过批量试验得出密度值的不确定度A类分量为
0.007 18，B类不确定度分量为0.029，则涂料密度的标
准不确定度为0.030 1，相对不确定度为1.46%。
从密度检测指标的不确定度分析来看，重复性检
·870·FOU NDRY
Aug. 2014 Vol. 63 No.8
测的不确定度最小，表明检测过程对于人员技术要求最低，检测的结果也相对稳定。但是量筒刻度读数的误差成为主要的误差来源，所以加强对量筒的校验或者提高量筒的精度将大大降低密度测量数据的不确定度。
3.3 悬浮性
测试涂料产品悬浮性的方法是采用相对高度沉降法，通过监测悬浮液中的粒子在重力场作用下而沉降，
从不同时间内的沉降量求得悬浮性的方法，它的测定
理论根据是基于斯托克斯（stoke s）定律的力平衡原理。
具体测定方法是将配制好的涂料倒入Φ30 mm刻度为0～100 mL的磨口具塞量筒中，使其达到刻度处，在静止状态下放置24 h，测量浑浊层体积。悬浮性好坏用悬浮率大小来衡量，具体计算公式为：
悬浮性= （V/100）×100% （2）式中：V为量筒中浑浊层的体积，mL。
经过批量试验得出悬浮性的不确定度A类分量为0.339 9，B类不确定度分量为0.028 9，则涂料悬浮性的标准不确定度为0.341 2，相对不确定度为0.373%。
从悬浮性检测指标的不确定度分析来看，测试数据的稳定性还是成为主要的不确定度来源，所以在悬浮性检测的过程中就需对检测人员的业务水平提出更高的要求。相对于密度检测的不确定度，量筒的误差反而是次要的因素。另一方面，悬浮性指标的相对不确定度是最低的，总体的检测数据还是很稳定的。
通过对铸造涂料波美度、密度和悬浮性3个方面指标的不确定度分析，可以看出密度和悬浮性适合作为涂料产品的出厂和验收指标，波美度只适合作为现场使用时的控制指标。密度指标的主要不确定度来源于量
筒的刻度误差，对于检测人员的业务水平要求不高。悬
浮性指标的主要不确定度来源于检测数据的重复性误差，对于检测人员的业务水平要求相对较高。
上述检测项目的不确定度分析也只是关注了主要
方面，对于其他一些影响因素未作更深入地分析，后
续我们将开展对其他性能指标的分析。
目前，铸造涂料的检测项目还有很多，有些甚至
进入了行业标准，但是在行业标准中各项指标的范围
和检测依据还存在一定的争论。我们认为，检测指标
的标准化不应该是指标越多越好，而是先建立几个影
响明显的，易于检测，特别是对铸件生产过程影响重
要的指标，并对这些指标的检测方法、过程和设备等
进行研究，从而进一步提高铸造涂料的标准化水平。
4 结束语
铸造涂料作为标准商品，制造企业除了建立产品
质量标准化，还要注重安全生产标准化。铸造涂料生
产过程需通过规模化、自动化和精细化来提高产品质
量的稳定性。铸造涂料性能指标的检测依据不能单单
依靠经验数据，而是通过对于各项指标的检测不确定
度分析来确定其应用范围。
铸造涂料的研发和生产是一个不断改进和提高的
过程，历经国内外铸造工作者50多年的辛勤努力，已
经初具规模化，但是要提高铸造涂料产品的适用范围
和使用性能，还需要不断地改进和提高，而铸造涂料
的标准化建设将会更好地推进这些工作的开展。
（编辑：刘冬梅，ldm＠foundryworld）
（上接第 864 页）
趋于成熟，成规模的铸造厂技术差距很小。造成铸件质量不稳定的因素是管理水平。三分技术，七分管理。由于大型铸件手工操作的特殊性，通常同一种工艺方案在不同厂家生产，得出的结果却差异很大，其原因是过程控制的差异。风电铸件从接订单到成品发货，要经过十几道工序，每道工序存在误
差，积累下来差异就很大。具体到熔炼浇注工序也是如此，从原材料到熔炼过程控制，每一步都要严格按照工艺规范和操作作业指导书去操作，精确计量，并做好质量记录。只有细节做得好的企业，才能稳定大批量生产出合格的高端铸件。根据以上理论分析和生产实践，加上严格的过程控制，我厂已经为国内各主要风电主机厂生产了几千套合格的通用型材质的风电铸件。无论是附铸试块还是本体套样，力学性能均达到相关技术标准，赢得了客户的信赖。
参考文献：
[1] 俞旭如，李小青，华永荦，等. GB/T 25390-2010 风力发电机组
球墨铸铁件[S]. 北京：中国标准出版社，2011.
[2] 中国机械工程学会铸造分会. 铸造手册：第一卷铸铁[M]. 北京：
机械工业出版社，2002：338-354.
[3] 申志清，田学雷，郑洪亮. 球墨铸铁石墨球核心组成及形核机制
的研究[J]. 铸造，2012 （4）：357-361.
[4] 王万超，邓宏远，章红卫. 浅析风电铸件生产中熔炼及处理工艺
的稳定性[C]//2008中国铸造活动周论集，2008：231-237.
（编辑：潘继勇，********************）
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议