镁铝合金铸造产品金属材料消耗工艺定额制定方法探讨

镁铝合金铸造产品金属材料消耗工艺定额制定方法探讨

李舜伦

贵州航天风华精密设备有限公司 贵州贵阳 550009

摘要：本文介绍镁铝铸造产品生产过程中金属材料的形成状态并对其进行分类，分析梳理原材料输入与输出的关系。提出利用材料损耗率和新、旧料投入及产出比例的计算方法来对研制产品金属材料消耗工艺定额进行初步制定。对批量铸造产品金属材料消耗工艺定额制定实际称量的均值数学统计方法。本文还提出如何对镁铝合金铸造产品金属材料消耗工艺定额制定的正确性进行评价。

主题词： 损耗率  可回炉料  合格率  工艺定额

1 前言

中国经济在经过多年的高速增长后，之前赖以高速增长的各种因素如人口红利、资源优势以及环境因素都发生了变化，这种变化不可避免地对铸造行业的发展造成影响，使许多铸造企业感到了前所未有的压力，企业利润空间缩小，如何降低产品成本，提高企业效益和市场竞争力是摆在每个企业面前重要而迫切的任务[1]    。铸造企业降低成本的关键因素之一是控制原材料的损耗率及合理制定产品材料消耗工艺定额。因此对镁铝合金铸造产品材料消耗工艺定额制定方法进行探讨是很有必要的，正确制定铸造产品材料消耗工艺定额，对降低物资消耗、降低铸造产品成本、加速资金周转流动以及提高企业的经济效益都有极其重要的意义。

2 镁铝合金铸造产品生产过程中材料的形成状态及其分类

熔炼用金属材料包含新鲜金属材料（纯镁铝锭块、中间合金块等）和回炉（旧）料（浇道、冒口及成分合格的废料等）。在铸造产品生产过程中，每炉次熔炼所配的原材料最终变成以下几种形态：合格交付的铸件毛坯、浇注剩余的金属液、报废铸件、浇注系统（冒口、浇道）、铸件粗车/铣废料、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、残渣废料等。

产品直接利用料：交付合格铸件毛坯，指构成铸件铸造毛坯的金属材料，包括零件设计本身重量、机械加工余量、必要的加工夹头、拔模斜度、工艺补正量等。

可回用料：浇注剩余金属液，冒口、浇道，铸造缺陷、探伤或力学性能不合格的报废铸件等。

损耗量：铸件车削和飞边毛刺打磨、锯屑废料；试棒浇注料和化学取样分析用料；熔炼沉渣料、浮渣料、残渣料和烧损（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于浇注。残渣料为熔炼过程中从坩埚中舀出的废料，熔炼烧损指熔炼过程中熔液蒸发损失）。

由以上可以得知，每炉次熔炼金属材料变成了产品直接利用料、可回用料、损耗量三部分。

3 研制铸造产品材料消耗工艺定额初步制定方法

铸件材料工艺定额与机械加工零件材料消耗工艺定额在制定方式上完全不同。机械加工材料消耗工艺定额是由零件净重、加工余量、下料切口及残料等组成[2]   ，铸件材料消耗工艺定额不能简单地做加法，每炉次熔炼配料铸件材料消耗工艺定额，不单是指铸造毛坯重量，而是要综合考虑熔炼配料、熔炼损耗、新旧料投入比例、可回炉料产生比例、合格率等，既要计算材料投入，也要考量材料生成状态。

铸造生产过程中，在能保证产品铸造质量的情况下，为节约成本，一般会投入一定比例的旧料，根据不同厂家铸造水平及铸造产品的难易程度新旧料的投入比例高低是不一致的，只能根据实际生产经验制定配料方案。

根据铸造产品材料消耗的特点，提出下面两种计算铸造产品金属材料消耗定额的初步制定方法：

方法一：利用损耗率法

适用于新料投入比例较低，每炉次投入可用回炉料（旧料）比例大于每炉次产生可用回炉料的情况，即回炉料越来越少，公司库房和生产现场不会产生大量旧料的情况，如对力学性能要求不高的铸件产品。

CD=（MZ+PZ×SHL/HGL）/LJ       （公式1）

CD-铸件材料定额；

MZ-每炉浇注铸件毛坯重量；

PZ-每熔炼炉次配料重量；

SHL-材料损耗率；

HGL-合格率；

LJ-每炉浇注铸件数。

每炉浇注铸件毛坯重量利用三维软件，铸造工艺设计时根据理论体积计算得到，铸件材料损耗率和合格率根据工厂实际经验确定。从公式1可以看出，因为回炉料越来越少，意味着单产品种类情况下每次投入的新料比例越高，每炉浇注铸件毛坯重量MZ这部分即使铸造产品不合格，也可以作为下一炉次熔炼的回炉料，损耗的部分不管铸件产品合格与否已经不能再回收利用被损失掉了。针对每炉次投入可用回炉料（旧料）比例大于每炉次产生可用回炉料的情况，此种计算方式是最贴合生产实际情况，也是材料消耗工艺定额最少的。

方法二：利用新料投入比例法

适用于力学性能要求高、难度较大的产品的铸件产品，新料投入比例往往较高，每炉次投入可用回炉料（旧料）比例小于于每炉次产生可用回炉料，即回炉料越来越多，利用公式（2）。

   CD=PZ×A％/HGL/LJ     （公式2）

CD-铸件材料定额；

PZ-每熔炼炉次配料重量；

A％-每炉新料投入比例；

HGL-合格率；

LJ-每炉浇注铸件数。

针对每炉次投入可用回炉料（旧料）比例低于每炉次产生可用回炉料的情况，每炉次产生回炉料的一部分可作为下一炉次熔炼的可用回炉料，且会有剩余，回炉料会越来越多，公式二的计算方式只考虑每熔炼炉次投入的新料即可。

4 批量铸造产品金属材料消耗工艺定额数学统计方法

批量铸造产品的材料消耗工艺定额不能直接套用研制产品的制定方法，原因是研制产品的理论铸件毛坯质量、实际损耗、可回用比例、合格率都是工厂以往铸造经验所得，与某种产品铸造生产实际情况有所差别，此种计算方式得出的是单件产品的金属材料消耗定额，本是初步预估的结果，某种具体铸造产品批量很大时，用公式1和公式2算出的定额会产生一定的偏差。例如使用公式1计算时，一开始是没有回炉料的，回炉料是通过新料才能获得，需要几个炉次后产生的回炉料才能用于下一炉的熔炼，但一般铸造部门都有一些回炉料储备，部门在能使用回炉料的情况不会用新料代替，所以批量铸造产品金属材料消耗工艺定额需要重新统计分析。

某种铸造产品批量生产的材料消耗工艺定额主要通过称量法，然后计算算术平均值来得到。需要称量的有熔炼投入配料重量、毛坯出炉重量、剩余金属液重量、浇道冒口重量、去除浇道、冒口重量毛坯重量、机加铸件毛坯重量。上述数值出来后可以计算材料损耗，再统计铸件合格炉次/熔炼炉次得到产品合格率，最后利用G  总=G                  可利用料+损耗料/平均合格率，

G       单件定额=G  总/统计数量，得到单件产品材料平均消耗工艺定额。

5 铸造产品材料消耗工艺定额制定的评价

    通常情况镁铝合金铸造企业研制、批产的铸造产品种类都会很多，对铸造来说，因为每炉次熔炼的金属料较铸件毛坯重量往往会重很多，不能按照机械加工那种模式，投产一个零件，领取一个零件的加工毛坯料，每炉次产生的回炉料会用于其它产品的熔炼回炉料，因此铸造产品产品材料消耗工艺定额制定正确与否不能从单个产品上来衡量。能满足工厂投入的金属原材料在产品熔炼时有料可以领用，没有原金属材料积压现象说明企业消耗工艺定额的制定是合理的。另外，铸造部门可以根据《JB/T6983-93 铸件材料消耗工艺定额计算方法》来计算铸造金属炉料的各项经济技术指标，从而综合考量工艺定额是否正确。

6 结论

    铸造产品金属消耗工艺定额是否先进合理，直接关系到企业物资的节约、成本的降低及其经济效益的提高。因此，进一步加强铸造产品消耗工艺定额的管理，这是摆在企业面前的重要任务，及时发现工艺定额存在的问题，定期修订，才能提高企业对工艺定额的管理水平。

参考文献

[1]裴柯兴.建立成本管理体系，推进铸企创新发展[C].2015年中国铸造行业第七届高层论坛，2015

[2]吴达成.铸件及金属炉料消耗工艺定额的制定[J].中国物资流通，1989