Kokie yra metalo įpurškimo liejimo kokybės vertinimo metodai?

Kiekvienas, pakankamai ilgai naudojęs MIM gamybos liniją, žino šį nusivylimą: dalių partija po sukepinimo atrodo nepriekaištinga, matmenys patikrinti, paviršiaus apdaila švari-, o po trijų savaičių skambina klientas, nes nepavyko patikrinti dalių druskos purškimo testo. Pagrindinė priežastis? Likutinė anglis, atsiradusi dėl nepilno pašalinimo, kurios niekas nepagavo, nes svorio metimo duomenys atrodė „pakankamai artimi“.

MIM kokybės vertinimas yra skirtas užkirsti kelią būtent tokioms situacijoms. Tačiau štai ko dauguma apžvalginių straipsnių jums nepasakys: svarbiausi metodai labai priklauso nuo to, ką kuriate ir kam juos kuriate.

MIM proceso tikrinimo realybė

Pakalbėkime tiesiai apie tai, ką iš tikrųjų apima MIM. Paimate metalo miltelių-daleles, mažesnes už žmogaus plauką-, sumaišydami juos su polimeriniais rišikliais maždaug 60:40 tūrio santykiu, įpurškiate tą mišinį į formą, chemiškai arba termiškai pašalinate rišiklį, tada viską kaitinate iki žemiau lydymosi temperatūros, kol miltelių dalelės susilieja. Detalė sukepinant susitraukia apie 15-20% visomis kryptimis.

Kiekvienas iš šių žingsnių gali sukelti defektų, kurie pasirodys tik vėliau. Miltelių partija su šiek tiek kitokiu dalelių dydžio pasiskirstymu keičia jūsų žaliavos klampumą. Šis klampumo pokytis reiškia, kad jūsų įpurškimo parametrai, kurie veikė vakar, šiandien neužpildo formos taip pat. Trumpas kadras arba tankio pokytis išryškės tik po sukepinimo, kai jau investuosite visas apdorojimo išlaidas.

Gaunami medžiagų patikrinimai, kurie iš tikrųjų užkerta kelią problemoms

Miltelių tiekėjai kiekvienai partijai pateikia analizės sertifikatus. Kyla klausimas: kurie skaičiai iš tikrųjų svarbūs jūsų paraiškai?

Anglies ir deguonies kiekis nerūdijančiam plienui yra labai svarbus. Mes matėme 17-4PH dalis iš tos pačios formos, tų pačių apdorojimo parametrų, kurių kietumas skiriasi 8-10 HRC taškų, nes miltelių partijose anglies kiekis svyravo nuo 0,02% iki 0,07%. Abu techniškai atitiko specifikaciją. Nei miltelių tiekėjas, nei mūsų atvykusi patikra to nepažymėjo. Kliento QC skyrius jį rado per patikrinimą, o mes dvi savaites praleidome rūšiuodami inventorių.

Dalelių dydžio pasiskirstymas turi įtakos viskam pasroviui. Smulkesni milteliai sukepina greičiau ir pasiekia didesnį tankį, tačiau jie taip pat padidina žaliavos klampumą, o tai keičia užpildymo elgesį. Kai miltelių tiekėjas pakeičia purškimo įrangą arba pakoreguoja savo klasifikavimo procesą, D50 gali likti toks pat, o paskirstymo forma visiškai pasikeičia. Lazerinės difrakcijos analizė pagal ASTM B822 gaunamose partijose užtrunka 20 minučių ir išgelbėjo mus nuo daugelio gamybos nelaimių.

Jei naudojate žaliavą,-nesvarbu, ar maišote-namuose, ar perkate iš tiekėjo,-tankio matavimas naudojant piknometrą arba Archimedo metodą iš karto praneš, ar miltelių-ir{4}}rišiklio santykis yra teisingas. 2 % tankio nuokrypis neatrodo toks didelis, kol nesuvokiate, kad po sukepinimo jis reiškia išmatuojamą matmenų pokytį.

Ką stebėti liejimo metu

Dalies svoris yra vienintelis naudingiausias{0}}kokybės indikatorius realiuoju laiku liejant įpurškiant. Jis tiesiogiai koreliuoja su užpildymo tūriu, o užpildymo tūris nustato sukepinimo matmenis. Dalių svėrimas kas 15{5}}20 kadrų užtrunka sekundes. Kai svoris pradeda svyruoti, kažkas pasikeitė-medžiagos temperatūra, formos temperatūra, įpurškimo greitis, atbulinio vožtuvo susidėvėjimas – galite ištirti prieš gamindami šimtus įtartinų dalių.

Slėgio kreivės stebėjimui reikalinga sudėtingesnė įranga, tačiau ji anksčiau įspėja apie problemas. Įpurškimo slėgio profilio forma rodo pripildymo elgseną{1}}nuosekli kreivė su tuo pačiu didžiausiu slėgiu ir didėjimo greičiu reiškia nuoseklų užpildymą. Šiuolaikinės liejimo mašinos šiuos duomenis registruoja automatiškai. Kreivių peržiūra užtrunka, ko dažnai neleidžia gamybos slėgis, tačiau svarbių dalių arba trikčių šalinimo informacija yra neįkainojama.

Vizualiai apžiūrėjus žaliąsias dalis, pastebimi akivaizdūs defektai: trumpi kadrai, blyksnis, grimzlės žymės, suvirinimo linijos matomumas. Sudėtinga dalis yra žinoti, kurios vizualinės charakteristikos numato problemas po sukepinimo, o kurios yra kosmetinės problemos, kurios išnyksta apdorojimo metu. Šios žinios gaunamos iš patirties, siejančios žalios dalies išvaizdą su sukepintos dalies kokybe-to nėra pakaitalo.

Patvirtinimo panaikinimas

Debinding yra ta vieta, kai daugelis MIM operacijų praranda kontrolę to nesuvokdami. Polimerinis rišiklis turi išeiti visiškai, bet per greitai ir jūs įtrūkstate dalių; per lėtas ir prarandate pralaidumą.

Svorio metimo matavimas yra paprastas: pasverkite dalis prieš atrišimą, pasverkite jas po to, apskaičiuokite pašalintą procentą. Jei žaliava turi 40 % rišiklio pagal tūrį (maždaug 8 % masės nerūdijančiam plienui), svorio netekimas artėja prie 8 %. Tik 6% svorio netekimas reiškia, kad dalyje lieka daug rišiklio. Šis likutinis rišiklis sukepinimo metu tampa anglies likučiais, o nerūdijančio plieno likutinė anglis sunaikina atsparumą korozijai.

JPMA specifikacija reikalauja, kad galutinis anglies kiekis sukepinto nerūdijančio plieno dalyse būtų mažesnis nei 0,03 %. Norint pasiekti šį tikslą, reikia visiškai išjungti. Matėme, kad parduotuvėse vykdomi terminio atrišimo ciklai, kurių operatoriai prisiekia, kad jie yra teisingi, tačiau dalys nuolatos neveikia, nes tikrasis krosnies temperatūros profilis neatitinka užprogramuoto profilio. Vienintelis būdas tiksliai žinoti yra termoporos patikrinimas ir retkarčiais atliekami bandomieji važiavimai su dalimis įterptomis termoporomis.

Defektų patikrinimas po rišiklio pašalinimo, nes šiame etape matomi įtrūkimai, susidarantys šalinant rišiklį. Sugavus juos prieš sukepinant, sutaupoma krosnies talpa ir išvengiama painiavos, kada atsirado defektas.

Sukepintų dalių įvertinimas

Matmenų matavimas po sukepinimo patikrina, ar visa proceso grandinė pagamino dalis, atitinkančias brėžinio reikalavimus. CMM tikrinimas dėl kritinių matmenų, optinis profilių palyginimas, go/no{1}}gamybos kiekio matavimas-konkretus metodas priklauso nuo tolerancijos reikalavimų ir tikrinimo apimties.

Svarbus kontekstas: MIM matmenų galimybė paprastai yra ±0,3% iki ±0,5% vardinio matmens. 10 mm funkcija palaiko ±0,03–±0,05 mm. Tai geriau nei dauguma liejimo procesų, bet ne taip griežtai kaip tikslus apdirbimas. Dalims, kurioms reikia didesnių leistinų nuokrypių, reikia atlikti antrines apdirbimo operacijas ir atitinkamai keičiasi sąnaudų apskaičiavimas.

Tankio matavimas naudojant Archimedo metodą pagal ASTM B962 patvirtina, kad sukepinant pasiektas tinkamas konsolidavimas. Tikslinis santykinis tankis struktūrinėms reikmėms paprastai yra mažiausiai 96 %, o daugeliui specifikacijų reikalaujama 97 % ar daugiau. Mažesnis tankis reiškia didesnį vidinį poringumą, o tai sumažina mechanines savybes ir gali susidaryti nuotėkio kelius skysčių{5}}tvarkymo komponentuose.

Gamybos pastaba: norint matuoti tankį, reikia tiksliai žinoti teorinį jūsų konkrečios lydinio sudėties tankį. Jei naudojate bendrąsias vadovo „316L nerūdijančio plieno“ vertes, kai jūsų miltelių tiekėjo tikroji sudėtis skiriasi, jūsų skaičiavimai gali pakenkti, kad būtų galima priimti blogas dalis arba atmesti geras.

Mechaninis bandymas ir metalografija

Metalografinis tyrimas-pjaunant detalę, sumontuojant, poliruojant ir tyrinėjant mikroskopu-atskleidžia mikrostruktūros detales, kurių neparodo joks kitas metodas. Grūdelių dydis, porų pasiskirstymas, sukepinimo kaklelio susidarymas, fazinė struktūra, karbido nusodinimas: visa tai matoma tinkamai paruoštame skerspjūvyje. Tai žalinga ir{5}}atima daug laiko, todėl paprastai skirta proceso plėtrai, trikčių šalinimui ir periodiniam patvirtinimui, o ne gamybai tikrinti.

Kritinėms reikmėms metalografija patvirtina tai, ką siūlo jūsų proceso stebėjimas. Trikčių šalinimo tikslais jis dažnai atskleidžia pagrindinę priežastį, kai kiti metodai rodo tik simptomus.

Neardomieji vidinių defektų{0}}metodai

Rentgeno spindulių patikra ir pramoninė kompiuterinė tomografija aptinka vidines tuštumas, intarpus ir įtrūkimus, nepažeidžiant dalių. Medicininiams implantams ir kosmoso komponentams, kuriuose vidiniai defektai yra nepriimtini, šie metodai dažnai yra privalomi.

Praktinė realybė: pramoninė KT su pakankama skiriamąja geba MIM{0}}atitinkamam poringumui matyti yra brangi, lėta ir reikalauja kvalifikuoto interpretavimo. Tai pateisinama didelės-vertės dalims, kurių gedimo pasekmės yra rimtos. Prekių komponentų statistinis mėginių ėmimas su destruktyviu metalografiniu tyrimu dažnai suteikia pakankamą garantiją mažesnėmis sąnaudomis.

Apžiūros derinimas su paraiška

316 l laikikliui, laikančiam kosmetinį dangtelį plataus vartojimo prietaise, nereikia tokio pat intensyvumo, kaip 17-4PH užrakinimo mechanizmui orlaivio duryse. Tai pripažinus ir tinkamai įvertinus kokybišką veiklą, ekonomiškai efektyvios operacijos yra atskiriamos nuo tų, kurios paskęsta nereikalingose ​​patikrinimo išlaidose arba, dar blogiau, siunčiamos sugedusios dalys, nes jos praleido būtinus patikrinimus.

Vartojimo produktams gali prireikti tik matmenų patikrinimo ir vizualinės apžiūros, o mechaninės savybės patvirtinamos atliekant projektavimo kvalifikaciją ir stebimos naudojant proceso valdymą, o ne dalinį-pa-dalies testavimą.

MPIF standartas 35 pateikia medžiagų savybių specifikacijas, kurios yra bendras pavyzdys visose pramonės šakose. Ji apibrėžia minimalias nuosavybės vertes pagal medžiagų paskirtį, leidžiančią pirkėjams ir tiekėjams aiškiai pranešti apie reikalavimus.

Ką tai reiškia praktiškai

MIM kokybės vertinimas nėra kontrolinis sąrašas, kurį vienodai taikote kiekvienai daliai. Tai sistema, kuri patikrina, ar kiekvienas proceso etapas duoda laukiamą produkciją, suprojektuotą taip, kad atitiktų klientą pasiekiančių defektų pasekmes.

Pagrindai išlieka nepakitę: patikrinkite gaunamas medžiagas, stebėkite formavimo nuoseklumą, patvirtinkite visišką pašalinimą, patvirtinkite sukepinimo matmenis ir tankį, patikrinkite mechanines savybes, atitinkančias taikymo reikalavimus. Tai, kaip tiksliai taikote kiekvieną elementą ir kokius papildomus metodus pridedate, priklauso nuo to, ką darote.

Vykdant operacijas su brandžiomis MIM kokybės sistemomis,{0}}įskaitant įrenginius, kuriuose šie metodai buvo tobulinami per dešimtmečius trunkančią gamybos patirtį-, sukuriami tikrinimo protokolai, kurie nustato tikras problemas nesukuriant klaidingų pavojaus signalų ir nenaudojant per daug išteklių. Šiai pusiausvyrai sukurti reikia laiko ir dėmesio, tačiau tai atskiria patikimus tiekėjus nuo tų, kurie pernelyg-tiria save siekdami pelningumo arba nepakankamai-atsižvelgia į klientų skundus.