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摘 要：根据差压砂型铸造从配料到铸件形成的工艺过程和材料变化情况，分析统计了镁合金舱体铸件被实际利用的材料部分和不可回收的材料部分，结合合格率的统计情况，合理确定了镁合金铸件差压砂型铸造材料消耗定额。
关键词：镁合金；铸件； 差压砂型铸造；材料消耗
1前言
鎂合金由于密度低、比强度高，在航天产品中应用较广泛，常用于导弹的舱体、大梁等。导弹舱体铸件砂型铸造工艺过程大致经过：配料—熔炼—浇注—开箱—喷砂—切割浇道、冒口—打磨—粗车—X光探伤—热处理等过程。通常的浇注方式均为差压浇注，1炉浇注1件舱体，每炉需附带浇注力学性能试件。
镁合金由于材料活泼、易燃，熔炼浇注过程质量控制非常困难，采取了加阻燃剂、加精炼剂、坩埚涂涂料等工艺措施，因此会产生一些不可回用料，会对材料消耗产生影响。在试制阶段，镁合金铸件的材料消耗定额一般由工艺人员按零件重量乘一个系数粗略确定。但到批量生产阶段，材料用量大，就需要准确的确定材料定额，避免采购不足或库存过多造成浪费。
2铸件材料定额确定
2.1 确定方法
镁合金铸件铸造生产过程中，熔炼所配的原材料最终变成三种：
（1）交付状态的铸件毛坯，这部分材料是被完全利用的，其重量用G利用料表示；
（2）可回用材料（用G可回用材料表示）：包含回锭料、缝隙浇道的大部分等可回用部分；
（3）不可回用料（用G不可回用材料表示）：包含铸件粗车废料、熔炼烧损、浇注试棒和取样分析用料、底板浇道、飞边毛刺等打磨屑、锯屑、坩埚锅底沉渣料、残渣料等。
因此，一炉配料浇注一个铸件的材料净消耗（用G净消耗表示）为：
G净消耗=G利用料+G不可回用材料
同时，考虑镁合金铸造存在合格率的问题，铸造缺陷、探伤或力学性能不合格品会形成整件损失。因此铸件的材料定额确定方法为：
G定额=G净消耗/平均合格率
下面以舱体为例，按工艺过程大致分析配料及浇注过程材料变化。
2.2 配料环节分析
由于采取了坩埚涂涂料、加阻燃剂、加精炼剂等工艺措施，原材料精练后的坩埚锅底部分的沉渣料和坩埚上部的浮渣料均不能充到模具型腔内，否则无法保证铸件化学成分和质量，因此，只有坩埚中间的部分能用与浇注。所以要保证铸件质量，必须使用较大的坩埚熔炼，取其精华部分用于浇注，如一个交付状态重20Kg的舱体，配料时需要配130Kg左右的原材料。
2.3 浇注后的材料形成
浇注后的材料形成主要有：
（1）交付状态的舱体，即完成全部铸造和粗车工艺后，交付机加工车间前状态的舱体，该部分即为利用料；
（2）精炼后坩埚锅底沉渣料、浮渣料和熔炼烧损，为不可回用料；
（3）回锭模料，即浇注后将坩埚中的好料（除沉渣料和浮渣料的部分）进行回锭模，进行回用。该部分材料为可回用料；
（4）舱体缝隙浇道和底板浇道，即附着在舱体上的浇道，部分是在粗车前需要切割掉的部分，该部分根据舱体结构而不同。其中缝隙浇道为可回用料，而底板浇道通常成分不纯，为不可回用料；
（5）铸件车削和飞边毛刺打磨、锯屑废料，为不可回用料；
（6）试棒浇注料和化学取样分析用料，该部分材料为为不可回用料；
（7）铸造缺陷、探伤或力学性能不合格品的整件损失。
3铸件材料定额确定实例
以某舱体的铸件为例，材料为ZM5，我们对各部分材料进行了统计：
铸造该舱体的原材料配料，G配料：130 kg；
交付铸件称重，得G利用料：21.82 kg；
不可回用料统计：沉渣料、残渣料和烧损16.54kg，试棒及分析用料2.78kg，底板浇道2.9kg，车削废料3.2kg。不可回用料G不可回用料总计约25.42 kg。
因此不考虑因铸造缺陷、探伤或力学性能不合格品的整件损失，该舱体铸件的材料净消耗：
G净消耗= G利用料+G不可回用料=21.82+25.42=47.24kg。
该舱体铸件探伤后的合格率为86%。考虑合格率的情况，G定额=G净消耗/平均合格率=47.24/0.86=54.93 kg，因此将该舱体材料工艺定额确定为55 kg。
经过几个批次的生产验证，该舱体铸件确定的材料工艺定额是合理的。
4 结论
根据从配料到铸件形成的工艺过程和材料变化情况，分析统计了镁合金舱体铸件被实际利用的材料部分和不可回收的材料损耗部分，结合合格率的统计情况，合理确定了镁合金铸件差压砂型铸造材料消耗定额，为材料采购和产品定价提供了依据。该方法在实际生产中有指导意义。
参考文献：
[1]朱琳.铸造材料工艺消耗定额的管理与编制.中国发动机铸件生产技术论文集，2016.
[2]铸造-机械基础制造工艺标准汇编.中国标准出版社.2018.
作者简介：
童春桥，1973年出生，男，贵州航天风华精密设备有限公司，毕业于重庆大学，高级工程师/副主任工艺师，从事金属成型、模具设计及工艺管理工作。
关键词：镁合金；铸件； 差压砂型铸造；材料消耗
1前言
鎂合金由于密度低、比强度高，在航天产品中应用较广泛，常用于导弹的舱体、大梁等。导弹舱体铸件砂型铸造工艺过程大致经过：配料—熔炼—浇注—开箱—喷砂—切割浇道、冒口—打磨—粗车—X光探伤—热处理等过程。通常的浇注方式均为差压浇注，1炉浇注1件舱体，每炉需附带浇注力学性能试件。
镁合金由于材料活泼、易燃，熔炼浇注过程质量控制非常困难，采取了加阻燃剂、加精炼剂、坩埚涂涂料等工艺措施，因此会产生一些不可回用料，会对材料消耗产生影响。在试制阶段，镁合金铸件的材料消耗定额一般由工艺人员按零件重量乘一个系数粗略确定。但到批量生产阶段，材料用量大，就需要准确的确定材料定额，避免采购不足或库存过多造成浪费。
2铸件材料定额确定
2.1 确定方法
镁合金铸件铸造生产过程中，熔炼所配的原材料最终变成三种：
（1）交付状态的铸件毛坯，这部分材料是被完全利用的，其重量用G利用料表示；
（2）可回用材料（用G可回用材料表示）：包含回锭料、缝隙浇道的大部分等可回用部分；
（3）不可回用料（用G不可回用材料表示）：包含铸件粗车废料、熔炼烧损、浇注试棒和取样分析用料、底板浇道、飞边毛刺等打磨屑、锯屑、坩埚锅底沉渣料、残渣料等。
因此，一炉配料浇注一个铸件的材料净消耗（用G净消耗表示）为：
G净消耗=G利用料+G不可回用材料
同时，考虑镁合金铸造存在合格率的问题，铸造缺陷、探伤或力学性能不合格品会形成整件损失。因此铸件的材料定额确定方法为：
G定额=G净消耗/平均合格率
下面以舱体为例，按工艺过程大致分析配料及浇注过程材料变化。
2.2 配料环节分析
由于采取了坩埚涂涂料、加阻燃剂、加精炼剂等工艺措施，原材料精练后的坩埚锅底部分的沉渣料和坩埚上部的浮渣料均不能充到模具型腔内，否则无法保证铸件化学成分和质量，因此，只有坩埚中间的部分能用与浇注。所以要保证铸件质量，必须使用较大的坩埚熔炼，取其精华部分用于浇注，如一个交付状态重20Kg的舱体，配料时需要配130Kg左右的原材料。
2.3 浇注后的材料形成
浇注后的材料形成主要有：
（1）交付状态的舱体，即完成全部铸造和粗车工艺后，交付机加工车间前状态的舱体，该部分即为利用料；
（2）精炼后坩埚锅底沉渣料、浮渣料和熔炼烧损，为不可回用料；
（3）回锭模料，即浇注后将坩埚中的好料（除沉渣料和浮渣料的部分）进行回锭模，进行回用。该部分材料为可回用料；
（4）舱体缝隙浇道和底板浇道，即附着在舱体上的浇道，部分是在粗车前需要切割掉的部分，该部分根据舱体结构而不同。其中缝隙浇道为可回用料，而底板浇道通常成分不纯，为不可回用料；
（5）铸件车削和飞边毛刺打磨、锯屑废料，为不可回用料；
（6）试棒浇注料和化学取样分析用料，该部分材料为为不可回用料；
（7）铸造缺陷、探伤或力学性能不合格品的整件损失。
3铸件材料定额确定实例
以某舱体的铸件为例，材料为ZM5，我们对各部分材料进行了统计：
铸造该舱体的原材料配料，G配料：130 kg；
交付铸件称重，得G利用料：21.82 kg；
不可回用料统计：沉渣料、残渣料和烧损16.54kg，试棒及分析用料2.78kg，底板浇道2.9kg，车削废料3.2kg。不可回用料G不可回用料总计约25.42 kg。
因此不考虑因铸造缺陷、探伤或力学性能不合格品的整件损失，该舱体铸件的材料净消耗：
G净消耗= G利用料+G不可回用料=21.82+25.42=47.24kg。
该舱体铸件探伤后的合格率为86%。考虑合格率的情况，G定额=G净消耗/平均合格率=47.24/0.86=54.93 kg，因此将该舱体材料工艺定额确定为55 kg。
经过几个批次的生产验证，该舱体铸件确定的材料工艺定额是合理的。
4 结论
根据从配料到铸件形成的工艺过程和材料变化情况，分析统计了镁合金舱体铸件被实际利用的材料部分和不可回收的材料损耗部分，结合合格率的统计情况，合理确定了镁合金铸件差压砂型铸造材料消耗定额，为材料采购和产品定价提供了依据。该方法在实际生产中有指导意义。
参考文献：
[1]朱琳.铸造材料工艺消耗定额的管理与编制.中国发动机铸件生产技术论文集，2016.
[2]铸造-机械基础制造工艺标准汇编.中国标准出版社.2018.
作者简介：
童春桥，1973年出生，男，贵州航天风华精密设备有限公司，毕业于重庆大学，高级工程师/副主任工艺师，从事金属成型、模具设计及工艺管理工作。