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精密模锻材料的选择

发布时间:2016-5-9
   世界很大,材料很多,也许我们很难去发现最合适的模锻材料,却可以尽可能地采用较好和较经济实用材料的方法。没有最好,只有更好,永远适用于材料改善法则
下面还是说说比较实在的模锻材料改善原则吧。
(1)寻找更廉价的精密模锻材料
  人类社会文明的进步很大程度上是跟新材料有着巨大关联的。在工业界,开发加工与处理材料盼新工艺是一个永恒的主题。比如早期的坦克是全钢铁的,为了加强防护,就加钢的厚度,这其中最典型的就是二战时德国的虎式坦克。其实自从1936年破甲弹诞生以来,坦克被迫不断加厚装甲厚度。破甲弹对轧制均质装甲( RHA)‘的破甲威力约为其弹头直径的6到7倍。一枚120mm的破甲弹,其破甲厚度为720~840mm。如果设计师把坦克四周装甲都搞到这一厚度,那么,坦克的战斗全重会大于100t,会成为名副其实的铁乌龟。实际上,随着时代的发展,现在的坦克,更多的是采用复合装甲,金属材料和非金属材料混用,按照一定的层次比例复合而成(图6-3),依靠各个层次之间物理性能的差异来干扰来袭弹丸(射流)的穿透,消耗其能量,并最终达到阻止弹丸(射流)穿透的目的。
  很显然复合装甲所用的东西比一味增加坦克钢板厚度更便宜,性能翅其实汽车也是一个道理,最早的汽车也是全钢铁模锻制件,现在的汽车很多零部件上了塑料和合成材料。所以不是便宜没好货。生产也一样,市场竞争的压力迫使很多工厂都在努力地改善自己的制造工艺,如果我们应该努力地去寻找物美价廉的东西,我们自己不也是一直在让我们的产品物美价廉吗?
  选择更便宜的物料,有两个前提:一是要保证产品质量,不能为了便宜而便宜,卖次等货以次充好。也许很多豆腐渣工程都违背了这个原则;二是要确保可以生产,不能说东西便宜了,但规格变异太大,买回来组装变得困难了。我们可以让生产变得更复杂。
(2)寻找更容易加工的模锻材料
  物料的改变,从而使生产方式变得更方便、更容易,实现改善生产的目的,实现缩短生产时间,提高生产效率。比如光缆制造中使用油膏阻水的方式就没有纯干式无油膏的制造方法简单;使用强化复合物一般要比金属成形方便,比如树脂传递模塑法,这种将树脂注入到闭合模具中浸润增强材料并固化,可以不用预浸料、热压罐,有效地降低设备成本和成型周期。
  有一些模锻原材料通常会比其他的材料易于加工。我们去查阅材料的物理特性,应该很容易辨别出哪种材料更适于将原料变化到产品的工艺过程。比如,可加工性与材料的硬度成反比,而材料的硬度又与强度有直接关系。
  古时候,欧洲人一般都用金属器皿,特别是餐具,很多都是银制的。我们想象一下,是中国的瓷器好制造还是银器好制造?银器需要去有银子的地方挖矿,然后再敲敲打打,还只能手工单个制造;相比之下,我要造瓷器,只要找一个有泥巴的地方建个窑,塑胎烧造就可以了,还可以批量生产。
(3)更经济地使用模锻材料
  经济地使用材料,提高材料利用率,针对那些物质形态转换流程比较多的模锻工厂可以说应该是关注的重点。物质转换流程,就是类似于能把一些混合液体变成一个冰淇林的流程,比如我们常见的注塑挤塑等工艺。对于这些工艺来讲,塑料颗粒、色母料的耗用量很大程度上决定了制造成本的高低。有时候我们会因为工艺参数或者使用方法的不合理导致生产过程中耗用了过多的原料,也会因为停机导致原料的浪费。所以我们需要通过科学的研究找到合理的参数和方法,尽可能地在保证质量的情况下少耗用物料;或者我们要想办法避免机器的停顿,因为停顿除了带来产能的损失,还直接让很多原料报废,比如每一次启动都需要清模,清模本身就会去除残余的原料,还会耗用清模料。
  针对很多外形转变流程比较多的模锻工厂,比如冲压、切割等工艺,要减少废料比,不能说一块金属板件,你最后只需要20%,剩下80%被冲掉了,或者切割掉了,工程师应尽可能避免这种情况的发生。可以考虑改变工艺,比如采用复合模,就说刚刚那个情况,10%用于零件A,80%用于零件B,一次冲压可完成两个零件,实现材料的最大限度利用。
  针对装配流程比较多的工厂,减少原材料消耗的主要方向应该在保证产品的高品质,避免装配到一半出现很多废品,导致里面的原件全废掉。而这又好像回到了品质改善的层面上,其实改善就是这个样子,成本的节约很多时候都和品质息息相关,所以我们不能在搞精益生产的时候,孤立地看待问题,认为要节约材料就是耗用少,拼命地降低产品标准。实际上,很多时候,我们换个角度想问题,会豁然开朗。
  最后总结一下,要想经济地使用材料,一是找到更精确使用材料的方法。二是要尽可能避免或减少废料。
 4)选用可回收的精密锻造材料
  收破烂的家伙成了亿万富翁,其实在告诉我们一个很简单很实在的道理,这个世界上大多数材料都是可以回收的,很多公司的废料都被当做垃圾处理掉了,还要偿付一定的垃圾费,好一点就低价贱卖了。实际上,回收物料有时可以节约很多成本。
 处理回收料或者我们通常所说的废料有几种方法:一是废料处理后可重新变为原材,二是废料可以发展为生产副产品。例如火电站以前需要耗费高价成本去处理炉渣,炉灰,实际上利用炉渣、炉灰可以生产标准砖,把炉灰加工成干灰,还可以作为生产水泥的原材料炉灰。三是废料进行分离,创造最大的残余价值。很多金属物件,都被当作废铁废铜给处理掉了。我曾经工作过的一个公司,每天会产生大量的废黄铜,最早的时候就是当普通废铜卖出去了。实际上,我们稍微辛苦一点,将黄铜分类,铜含量较低的黄铜为一类,铜含量比较高的磷青铜为一类,分别卖出去,因为磷青铜的价格比普通黄铜价格高,单单卖黄铜一项,每胩月就能为公司节约几十万。
(5)更经济地使用消耗品和工具
  消耗品和工具的耗用是很容易被工厂管理层所忽略的东西。实际上,很多企业成本浪费的很大一部分来自于这里。你不知道为什么每个月要用5000张打印纸?为什么一年螺丝刀的用量是3000把?或许有1500把螺丝刀被员工拿回家了,我们根本就监控不到。
  要经济地耗用工具,其实有一个挺“卑鄙”的办法,那就是以旧换新。你要领新的焊条,对不起,你得拿使用过并低于5cm的电焊条来换;你要领新的扳手,你得带上你用坏掉的扳手;如果你说搞丢掉了,你好歹也要来解释一下,相信任何人都不好意思三番五次去说自己的东西搞丢了,丢过三把扳手之后你可能都要自己找个绳子把扳手系在身上
  另外,不要工具或者备件一损坏就要求更换,尽量将其修复,比如利用铜焊或者焊接技术,对钻头、成型刀、铣刀等进行修理都是非常经济的做法。笔者以前工作过的一个公司,需要耗用一种只有日本才能生产的伺服马达,每次坏掉一个就要花几万块去重新买一个,后来有工程师找到修复这种伺 服马达的办法,坏了就修,修好了就等于哗啦啦的钱。
  对于像手套和抹布等用品,也不要直接扔掉,因为扔了会是一种污染。把它们收集起来,洗洗再用,它们就不是垃圾,还是手套和抹布,再次利用比替代它们好得多。
(6)标准化锻造材料
  所谓标准化材料,尽可能地减少或降低生产和装配过程中所使用材料的规格、形状、等级。比如机器设备用于印字的墨水,有四五种型号,每种型号由于性能不一致,导致使用时需要频繁调整机器设置,这显然是墨水没有标准化所带来的浪费。有时即便选择了一家供应商,也要注意材料的标准化,比如封装所用的封带载带,每隔几天拉力变动都很大,让机械师经常都在调参数,究其原因,就是供应商虽然是一家,但是用的材料经常在变,旦然产品牌子还是那个,但是性能参数已经有很大的差异了。所以给原材料一个明确的有数据支持可以监控的标准,使得供应商尽可能符合这个标准,也是很重要的因素。否则供应商天天变,我们真的伤不起。
(7)选择更好的精密锻压供应商
  对于制造者来说,肯定希望供应商能够提供物美价廉的价格;对于供应商来说,即便有成本节约的机会,它也希望能够多赚钱,所以一味去压低供应商的价格未必是一件好事,有可能我们会得到一个偷工减料的结果,有时候甚至要选择更贵的原材料,因为我们需要获得更好的价格和质量。
  日本人喜欢搞锻压企业联盟,建立一种许多企业间的长期连锁合作关系。这个玩意,在中国不一定行得通,因为中国行业内的变化非常大,竞争有时候是白热化的,所以对于在中国搞制造的厂商来说,选择能够提供优良质量的供应商应该是首先要考虑,其次才是价格。
  供应商的本地化也是节约成本的一个方面,以前需要进口或者从很远的地方购入的原材料,现在从很近的地方就可以获得,节约了物流成本;因为距离近,那么每次订货的批量也相应可以减小,这样就减少了仓储成本。但是本地化最核心的问题,就是产品的性能指标和规格不一定能达到我们需求的标准,在这种情况下,一是要帮助供应商提升制造能力,达到标准;二是衡量产品标准是否合理,用新的供应商的原材料是否会降低品质,需要试验或者一些数据。Sf6气体回收装置设计的公差与规格

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