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→2Fe3O4+2H2O+2OH-(2)
5.2 涂敷脱模剂
针对兼具外部冷却作用的金属模脱模剂及其涂敷方法,也同时实施详细的调查。在脱模剂中加水后,利用约个喷嘴对金属模具整个表面进行涂敷作业,每次喷涂1.5L脱模剂。由于很难同时对这么多的喷枪分别实施管理,只能按总量控制脱模剂的涂敷量,所以,从各喷枪喷出的脱模剂的量可能会出现波动。
为此,对所有喷枪的脱模剂喷涂量进行定期测定,确认脱模剂的喷涂量确实存在极大的波动。尝试通过减少喷枪数量来达到管理脱模剂喷涂量的目的,但这样无法确保必要的喷涂效果,并且会导致发生铸件擦伤等不合格现象。最后,确认不能采用这一方法。
最终的对策是开发了对油性脱模剂施加静电的全新喷涂工艺,利用脱模剂喷枪在众多涂敷点之间移动,完成脱模剂的涂敷作业,力求实现喷涂量的稳定化(图10)。试验结果表明,采用这一工艺可大幅减少用于涂敷脱模剂的喷枪数量,涂敷量管理也变得更为有效和方便,能够抑制喷涂量的波动。
通过上述改进措施,金属模具在热态与冷态下的温度变得更为稳定,气缸盖装配面的加工余量得到控制,以此减少铸件不合格率的效果最终得到确认。
6、针对研磨清理作业的改进措施
按照金属模具的维护要求,对冷态金属模具的尺寸必须定期用三维检测仪器确认其形状,如发生形状变化,就必须用数控加工机床进行修复,以维持其设计形状。金属模具尺寸发生变化的一个重要原因是在铸造生产前后进行模具整备时,因对模具表面进行研磨清理而导致其发生磨损。该项作业的目的是清除在铸造生产中附着在金属模具上的铝。附着在金属模具上的铝是被焊接上去的,因此,必须使用喷气凿或小型研磨机进行研磨清理。
为此,虽然技术熟练工人能够只清除模具表面的铝而不损坏模具本身,但非熟练工人有可能会在作业过程中对金属模具造成刮削和损伤,由此导致其形状发生变化。因此,技术人员对铝清除作业中改进机械切削方法的课题进行研究,探索新的途径。最终,借鉴涂装车间所使用的夹具清洗方法,即使用碱性溶液(氢氧化钠)清除涂料的经验,研究评价了基于式(3)所示化学反应溶解清除铝的效果。试验结果证实,可以在不损坏金属模具的前提下,溶解并清除模具表面的铝,从而达到预期的效果。
2Al+2NaOH+6H2O→2Na[Al(OH)4]+3H2(3)
此外,针对铝与碱性溶液最容易发生反应的温度及浸泡时间等条件进行多次尝试和研究,最终确定了适用于量产的处理条件。在确认量产处理条件的过程中,考虑到如果反应能力减弱,会导致无法彻底清除模具表面的铝,从而造成产品不合格率上升的后果,所以,提出应将铝材试样浸泡在碱性溶液中达一定时间,并比较其浸入溶液前后的质量,以此判断处理工序的效果。并且,这将作为金属模具的日常维护管理项目固定下来。
最后,针对碱性溶液在操作过程中的安全性进行探讨。在彻底理解工艺操作的特性、确定管理项目和防护设备,以及制定作业程序手册之后,还开展车间的安全生产活动,增强员工的安全意识,将作业风险降至最低,从而成功导入碱性溶液清除工序,降低了因金属模具研磨导致的尺寸变化。
7、结语
在实施本文所述各项对策后,降低了金属模具在热态及冷态条件下的尺寸波动,如图11所示,不仅降低了气缸盖装配面的气孔不合格率,而且,由于降低了加工余量,从而能取消加工过程中的粗加工工序。
本文作者:桥野文誉
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