Millised on metalli survevalu kvaliteedi hindamise meetodid?

Igaüks, kes on MIM-i tootmisliini piisavalt kaua juhtinud, teab seda pettumust: osade partii näeb pärast paagutamist täiuslik välja, mõõtmed on kontrollitud, pinnaviimistlus on puhas,{0}}ja kolm nädalat hiljem helistab klient, kuna osad ei läbi soolapihustustesti. Algpõhjus? Mittetäielikust lahtiühendamisest tekkinud jääksüsinik, mida keegi ei tabanud, kuna kaalukaotusandmed tundusid "piisavalt lähedal".

Täpselt selliste olukordade vältimiseks on olemas MIM-i kvaliteedihindamine. Kuid siin on see, mida enamik ülevaateartikleid teile ei ütle: kõige olulisemad meetodid sõltuvad suuresti sellest, mida te loote ja kellele te seda teete.

MIM-protsessi kontrollimise tegelikkus

Olgem otsekohesed selle kohta, mida MIM tegelikult hõlmab. Segate metallipulbri-juuksest väiksemaid osakesi-mahusuhtega ligikaudu 60/40 polümeersideainetega, süstite segu vormi, eemaldate sideaine keemiliselt või termiliselt, seejärel soojendate kõike veidi alla sulamistemperatuuri, kuni pulbriosakesed sulanduvad. Osa kahaneb paagutamisel igas suunas ca 15-20%.

Igaüks neist sammudest võib põhjustada defekte, mis ilmnevad alles hiljem. Veidi erineva osakeste suuruse jaotusega pulbripartii muudab teie lähteaine viskoossust. See viskoossuse muutus tähendab, et teie eile toiminud süstimisparameetrid ei täida täna vormi samamoodi. Lühike kaadri või tiheduse kõikumine ilmneb alles pärast paagutamist, kui olete kogu töötlemiskulu juba investeerinud.

Sissetulevad materjalikontrollid, mis tegelikult probleeme ennetavad

Pulbritarnijad annavad iga partiiga analüüsisertifikaadid. Küsimus on selles, millised numbrid on teie taotluse jaoks tegelikult olulised?

Süsiniku- ja hapnikusisaldus on roostevaba terase puhul tohutult oluline. Oleme näinud samast vormist, samade töötlemisparameetritega 17-4PH osi, mille kõvaduse kõikumine on 8-10 HRC punkti, kuna pulbripartiide süsinikusisaldus oli vahemikus 0,02% kuni 0,07%. Mõlemad olid tehniliselt normide piires. Ei pulbri tarnija ega meie saabuv kontroll ei märkinud seda. Kliendi kvaliteedikontrolli osakond leidis selle oma kontrolli käigus ja veetsime kaks nädalat inventuuri sorteerimisel.

Osakeste suuruse jaotus mõjutab kõike allavoolu. Peenemad pulbrid paagutuvad kiiremini ja saavutavad suurema tiheduse, kuid suurendavad ka lähteaine viskoossust, mis muudab täitmise käitumist. Kui pulbri tarnija vahetab pihustusseadmeid või kohandab oma klassifitseerimisprotsessi, võib D50 jääda samaks, kuni jaotuskuju muutub täielikult. ASTM B822 järgi sissetulevate partiide laserdifraktsioonianalüüsi käivitamine võtab 20 minutit ja on meid säästnud mitmest tootmiskatastroofist.

Lähteaine puhul-olgu see siis, kui segate ise või ostate tarnijalt-tiheduse mõõtmine püknomeetri või Archimedese meetodiga annab teile kohe teada, kas pulbri- ja{4}}sideaine suhe on õige. 2% tiheduse hälve ei tundu palju enne, kui mõistate, et see tähendab pärast paagutamist mõõdetavat mõõtmete kõikumist.

Mida vormimise ajal jälgida

Osakaal on survevalu ajal kõige kasulikum reaalajas{0}}kvaliteediindikaator. See korreleerub otseselt täitemahuga ja täitemaht määrab paagutatud mõõtmed. Osade kaalumine iga 15-20 võtte järel võtab sekundit. Kui kaal hakkab triivima, on midagi muutunud-materjali temperatuur, vormi temperatuur, sissepritse kiirus, tagasilöögiklapi kulumine – ja saate uurida enne sadade kahtlaste osade valmistamist.

Rõhukõvera jälgimine nõuab keerukamaid seadmeid, kuid annab probleemidest varasema hoiatuse. Sissepritse rõhu profiili kuju näitab täitmiskäitumist{1}}ühtlane kõver sama tipprõhu ja tõusukiirusega tähendab ühtlast täitmist. Kaasaegsed vormimismasinad logivad need andmed automaatselt. Kõverate ülevaatamine võtab aega, mida tootmissurve sageli ei võimalda, kuid kriitiliste osade või tõrkeotsingu puhul on teave hindamatu.

Roheliste osade visuaalne kontroll tuvastab ilmsed vead: lühivõtted, välklamp, vajumise jäljed, keevisjoone nähtavus. Keeruline osa on teada, millised visuaalsed omadused ennustavad probleeme pärast paagutamist ja millised on kosmeetilised probleemid, mis töötlemise käigus kaovad. Need teadmised pärinevad kogemusest, mis korreleerib roheliste detailide välimust paagutatud detailide kvaliteediga-seda ei saa asendada.

Kinnituse tühistamine

Debinding on koht, kus paljud MIM-i toimingud kaotavad kontrolli ilma seda teadvustamata. Polümeersideaine peab täielikult välja tulema, kuid liiga kiiresti ja osad purunevad; liiga aeglane ja te kaotate läbilaskevõime.

Kaalukaotuse mõõtmine on lihtne: kaaluge osad enne lahtiühendamist, kaaluge pärast, arvutage eemaldatud protsent. 40 mahuprotsenti sideainet sisaldava lähteaine puhul (roostevaba terase puhul ligikaudu 8 massiprotsenti) peaks kaalulangus lähenema sellele 8%-le. Ainult 6% kaalukaotus tähendab, et osasse jääb märkimisväärne sideaine. See jääksideaine muutub paagutamise ajal jääksüsinikuks ja roostevaba terase jääksüsinik hävitab korrosioonikindluse.

JPMA spetsifikatsioon nõuab paagutatud roostevabast terasest osade lõplikku süsinikusisaldust alla 0,03%. Selle eesmärgi tabamine nõuab täielikku lahtiühendamist. Oleme näinud kauplusi, kus käitatakse termilise sideme eemaldamise tsükleid, mille operaatorid vannuvad olevat õiged, kuid osade keemia ei toimi pidevalt, kuna ahju tegelik temperatuuriprofiil ei vasta programmeeritud profiilile. Termopaari kontrollimine ja aeg-ajalt katsetamine osade kaupa sisseehitatud termopaaridega on ainus viis kindlalt teada saada.

Defektide ülevaatus pärast sidemete eemaldamist on oluline, sest selles etapis on nähtavad sideaine eemaldamisel tekkivad praod. Nende püüdmine enne paagutamist säästab ahju võimsust ja hoiab ära segaduse selle üle, millal defekt tekkis.

Paagutatud osade hindamine

Mõõtmete mõõtmine pärast paagutamist kinnitab, et kogu protsessiahel tootis joonise nõuetele vastavaid osi. CMM-i kontroll kriitiliste mõõtmete jaoks, profiilide optiline võrdlus, go/no{1}}go/no{1}}tootmiskoguste mõõtmine-konkreetne meetod sõltub tolerantsinõuetest ja kontrollimahust.

Oluline kontekst: MIM-i mõõtmete võime on tavaliselt ±0,3% kuni ±0,5% nimimõõtmest. 10 mm funktsioon hoiab ±0,03 kuni ±0,05 mm. See on parem kui enamik valuprotsesse, kuid mitte nii tihe kui täppistöötlus. Suuremat tolerantsi vajavad osad vajavad sekundaarset töötlemist ja vastavalt muutub kuluarvestus.

Tiheduse mõõtmine Archimedese meetodil ASTM B962 järgi kinnitab, et paagutamine saavutas piisava konsolideerimise. Struktuursete rakenduste suhteline sihttihedus on tavaliselt 96% ja paljud spetsifikatsioonid nõuavad 97% või rohkem. Madalam tihedus tähendab suuremat sisemist poorsust, mis vähendab mehaanilisi omadusi ja võib tekitada lekketeid vedelikku{5}}käitlevates komponentides.

Tootmismärkus: tiheduse mõõtmiseks on vaja täpseid teadmisi teie konkreetse sulami koostise teoreetilise tiheduse kohta. Kui kasutate "316L roostevaba terase" käsiraamatu üldisi väärtusi, kui teie pulbri tarnija tegelik koostis erineb, võib teie arvutused olla piisavalt kehvad, et aktsepteerida halbu osi või lükata tagasi head.

Mehaaniline katsetamine ja metallograafia

Metallograafiline uurimine-detaili lõikamine, paigaldamine, poleerimine ja mikroskoobi all uurimine-selgitab mikrostruktuuri üksikasju, mida ükski teine ​​meetod ei näita. Tera suurus, pooride jaotus, paagutamiskaela moodustumine, faasistruktuur, karbiidi sademed: kõik on nähtav korralikult ettevalmistatud ristlõikes. See on hävitav ja{5}}aeganõudev, mistõttu on see tavaliselt ette nähtud protsessi arendamiseks, tõrkeotsinguks ja perioodiliseks valideerimiseks, mitte tootmise kontrollimiseks.

Kriitiliste rakenduste puhul kinnitab metallograafia seda, mida teie protsessi jälgimine soovitab. Tõrkeotsingu jaoks paljastab see sageli algpõhjuse, kui muud meetodid näitavad ainult sümptomeid.

Mittepurustavad meetodid sisemiste defektide korral

Röntgenkontroll ja tööstuslik CT-skaneerimine tuvastavad sisemised tühimikud, kandmised ja praod ilma osi hävitamata. Meditsiiniliste implantaatide ja kosmosekomponentide puhul, mille sisemised defektid on vastuvõetamatud, on need meetodid sageli kohustuslikud.

Praktiline reaalsus: piisava eraldusvõimega tööstuslik CT, et näha MIM{0}}asjakohast poorsust, on kallis, aeglane ja nõuab oskuslikku tõlgendamist. See on õigustatud suure-väärtusega osade puhul, mille rikke tagajärjed on tõsised. Kaubakomponentide puhul annab statistiline proovide võtmine koos destruktiivse metallograafilise uuringuga sageli piisava kindluse madalamate kuludega.

Ülevaatuse sobitamine rakendusega

316-liitrine kronstein, mis hoiab tarbeseadme kosmeetilist katet, ei vaja sama kontrolli intensiivsust kui 17-4PH lukustusmehhanism lennukiukses. Selle teadvustamine ja kvaliteeditegevuste asjakohane skaleerimine eraldab kulutõhusad toimingud nendest, mis uppuvad tarbetutesse kontrollikuludesse või, mis veelgi hullem, defektsete osade saatmisest, kuna need jätsid vajalikud kontrollid vahele.

Tarbekaubad võivad vajada ainult mõõtmete kontrollimist ja visuaalset kontrolli, kusjuures mehaanilised omadused kinnitatakse disaini kvalifitseerimise käigus ja mida jälgitakse protsesside kontrollimise, mitte osade{0}}haaval{1}}testimise kaudu.

MPIF Standard 35 pakub materjalide omaduste spetsifikatsioone, mis on ühiseks võrdlusaluseks kõigis tööstusharudes. See määratleb minimaalsed kinnisvaraväärtused materjali tähistusega, võimaldades ostjatel ja tarnijatel nõudeid selgelt edastada.

Mida see praktikas tähendab

MIM-i kvaliteedihindamine ei ole kontroll-loend, mida rakendate iga osa suhtes identselt. See on süsteem, mis kontrollib, kas iga protsessietapp annab oodatud väljundi, mis on skaleeritud vastavalt kliendini jõudvate defektide tagajärgedele.

Põhialused jäävad muutumatuks: kontrollige sissetulevaid materjale, jälgige vormimise konsistentsi, kinnitage täielikku lahtiühendamist, kinnitage paagutatud mõõtmed ja tihedus, testige rakendusnõuetele vastavaid mehaanilisi omadusi. See, kui rangelt iga elementi rakendate ja milliseid lisameetodeid lisate, sõltub sellest, mida teete.

Täiustatud MIM-kvaliteedisüsteemidega toimingud,{0}}sealhulgas rajatised, mis on neid lähenemisviise aastakümnete pikkuse tootmiskogemuse jooksul täiustanud,{1}}arendavad kontrolliprotokolle, mis tuvastavad tõelised probleemid ilma valehäireid tekitamata või liigselt ressursse kulutamata. Selle tasakaalu väljatöötamine nõuab aega ja tähelepanu, kuid just see eristab usaldusväärseid tarnijaid neist, kes kasumlikkuse huvides üle-kontrollivad end üle-või klientide kaebusi ei kontrolli.