Örgü Bantlı Fırın İşlemlerinde Kalite Kontrolü: Sertlik, Yapı ve Karbonsuzlaştırma
Sürekli ağ bantlı fırında kalite kontrolü, parti fırınındaki kalite kontrolünden farklıdır. Parti fırınında, her parça aynı zaman-sıcaklık profiline (homojenlik spesifikasyonu dahilinde) maruz kalır ve kalite örnek bazında kontrol edilir. Ağ bantlı fırında ise parçalar fırına sürekli olarak girer ve sürekli olarak çıkar; bu nedenle, sadece örneklerde değil, her parçada tutarlı kalite sağlamak için sürecin kontrol edilmesi gerekir. Bu gerçek bir mühendislik zorluğudur ve ağ bantlı fırın hattındaki kalite sistemi, iyi bir işletmeyi vasat bir işletmeden ayıran şeydir.
Neyi ve Ne Zaman Test Etmeli
Bir ağ bantlı fırın hattında standart kalite testleri şunlardır: sertlik, mikroyapı, dekarbürizasyon ve kasa derinliği (karbürlenmiş parçalar için). Her test farklı bir sıklıkta yapılır ve test programı, spesifikasyon dışı parçalar üretmeden önce proses sapmasını yakalayacak şekilde ayarlanmıştır.
Sertlik testi en yaygın olanıdır ve her partide (tipik olarak 30 dakika ile 1 saatlik üretim süresi arasında) yapılır. Test hızlıdır (modern bir Rockwell test cihazında parça başına 30 saniye) ve ısıl işlem sonucunun doğrudan bir ölçümünü verir. Sertleştirilmiş ve temperlenmiş bağlantı elemanları için hedef sertlik genellikle HRC 38 ila 44 arasındadır ve test, parti başına 5 ila 10 parça üzerinde yapılır.
Mikro yapı daha seyrek kontrol edilir, genellikle vardiya başına veya günde bir kez. Test daha yavaştır (numune hazırlığı için numune başına 5 ila 10 dakika, ardından gerçek inceleme için 2 ila 3 dakika) ve metalurji teknisyeni gerektirir. Test, doğru fazı (sertleştirilmiş parçalar için martensit, tavlanmış parçalar için ince perlit) kontrol eder ve anormal yapıları (aşırı kalıcı östenit, temperlenmemiş martensit veya tane sınırı karbürleri) işaretler.
Sertleştirme işlemlerinde dekarbürizasyon günlük olarak kontrol edilir. Bu test, karbonun çelikten dışarı yayılmasıyla oluşan yumuşak yüzey bölgesi olan dekarbürize tabakanın derinliğini ölçer. Standart test, yüzeyden çekirdeğe doğru mikro sertlik ölçümüdür ve dekarbürizasyon derinliği, sertliğin bir eşik değerinin (genellikle çekirdek sertliğinin %90'ı) altına düştüğü derinlik olarak tanımlanır.
Karbürlenmiş parçalar için sertleşme derinliği genellikle günlük olarak kontrol edilir. Test, mikro sertlik ölçümü olup, sertleşme derinliği, sertliğin bir eşik değere (genellikle sertleştirilmiş parçalar için 50 HRC) düştüğü derinlik olarak tanımlanır. Sertleşme derinliği, işlem reçetesine ve parça özelliklerine uygun olarak belirlenir.
Proses Kontrol Parametreleri
Bir ağ bantlı fırının çalışma kalitesi, aşağıdaki proses parametrelerinin kontrolüne bağlıdır: bant hızı, bölge sıcaklıkları, atmosfer kimyası ve soğutma koşulları. Her parametrenin bir hedef değeri ve bir toleransı vardır ve kontrol sistemi parametreyi tolerans dahilinde tutar.
Bant hızı, her bölgedeki kalış süresini kontrol eden ana değişkendir. Hız, işlem reçetesine göre ayarlanır ve gerçek hız sürekli olarak izlenir. Bant hızında ayar noktasından %5'ten fazla bir sapma, kalite uyarısı olarak işaretlenir ve sapma sırasında üretilen parçalar kalite incelemesi için bekletilir.
Bölge sıcaklıkları, her bölgedeki bağımsız PID döngüleri tarafından kontrol edilir. Ayar noktaları, proses reçetesine uygun olarak belirlenir ve gerçek sıcaklıklar sürekli olarak kaydedilir. Ayar noktasından artı veya eksi 10 santigrat dereceden fazla sıcaklık sapması alarmı tetikler ve sapma sırasında üretilen parçalar bekletilir.
Atmosfer kimyası, gaz akış hızları, karbon potansiyeli kontrolörü ve fırın basıncı ile kontrol edilir. Temel parametreler şunlardır: oksijen içeriği (parlak işlemler için 10 ppm'den az), çiğ noktası (hidrojen içeren atmosferler için -40 santigrat dereceden az) ve karbon potansiyeli (endo gaz atmosferleri için ayar noktasının %0,05 C'si içinde).
Sertleştirilmiş parçalar için soğutma koşulları kritik öneme sahiptir. Soğutma sıvısının sıcaklığı, konsantrasyonu ve karıştırma hızı, proses spesifikasyonları dahilinde tutulmalıdır. Tipik yağ bazlı soğutma sıvısı sıcaklıkları 60 ila 80 santigrat derece arasında olup, karıştırma hızı saniyede 0,5 ila 1,0 m'dir. Polimer soğutma sıvıları, düşük sertleşme kabiliyetine sahip çelikler için %5 ila %15 konsantrasyonlarda ve 30 ila 50 santigrat derece sıcaklıklarda kullanılır.
Sık Karşılaşılan Kalite Sorunları
Örgü bantlı fırın işlemlerinde en sık karşılaşılan kalite sorunu, yetersiz sertliktir. Bunun nedeni genellikle yetersiz östenitleme süresi, düşük östenitleme sıcaklığı veya aşırı dekarbürizasyondur. Çözüm, işlem parametrelerini gözden geçirmek ve bant hızını, bölge sıcaklıklarını veya atmosfer kimyasını ayarlamaktır.
İkinci en yaygın sorun aşırı dekarbürizasyondur. Bunun nedeni genellikle çok düşük bir karbon potansiyeli ayar noktası, oksijen veya su buharı kirliliğine sahip bir fırın atmosferi veya çok yüksek bir fırın sıcaklığıdır. Çözüm, endo jeneratörünü, gaz beslemesini ve fırın contalarını kontrol etmektir.
Üçüncü sorun ise sertleştirme çatlamasıdır. Bunun nedeni genellikle aşırı östenitleme sıcaklığı, sertleştirme sırasında yetersiz soğutma veya aşırı sertleştirici madde kullanımıdır. Çözüm, östenitleme sıcaklığını düşürmek, karıştırmayı artırmak veya daha az sert bir sertleştirici madde kullanmaktır.
Proses Yeteneği ve İstatistiksel Proses Kontrolü
Modern ağ bantlı fırın işlemlerinde, prosesi izlemek ve standart dışı parçalar üretmeden önce sapmaları tespit etmek için istatistiksel proses kontrolü (SPC) kullanılır. Sertlik verileri X-bar ve R grafiklerine işlenir ve kontrol limitleri artı veya eksi 3 sigma olarak belirlenir. Merkez çizgisinin bir tarafında 7 veya daha fazla ardışık noktanın oluşturduğu bir eğilim, proses uyarısı olarak işaretlenir ve operatörün durumu araştırması beklenir.
İyi kontrol edilen bir ağ bantlı fırın işletimi için proses yeterlilik indeksi (Cpk), sertlik açısından tipik olarak 1,33 ile 1,67 arasındadır. Cpk'nin 1,0'ın altında olması, prosesin yetersiz olduğunu ve fırının yüksek kaliteli parçalar üretebilmesi için iyileştirilmesi gerektiğini gösterir.
MONTE INTELLIGENCE ağ bantlı fırın kontrol sistemleri, Cpk değerini otomatik olarak hesaplayan ve kontrol grafiklerini operatör HMI'sinde görüntüleyen yerleşik SPC araçları içerir. Sistem ayrıca test sonuçlarını, Cpk değerlerini ve proses uyarılarını içeren günlük bir kalite raporu da oluşturur.
Kalite Dokümantasyonu ve İzlenebilirlik
Çoğu ağ bantlı fırın işletmesi, tam izlenebilirlik gerektiren otomotiv, havacılık veya endüstriyel müşterilere parça tedarik etmektedir. İzlenebilirlik kaydı şunları içerir: üretim tarihi ve zamanı, fırın çalışma parametreleri, atmosfer kimyası, sertlik testi sonuçları ve işletmecinin adı. Kayıt 5 ila 10 yıl süreyle saklanır ve talep üzerine müşteri incelemesine sunulur.
MONTE INTELLIGENCE kontrol sistemleri, yapılandırılabilir bir saklama süresiyle tüm proses verilerini yerel bir sunucuda arşivler. Sistem, proses parametreleri ve test sonuçlarıyla birlikte herhangi bir üretim partisi için ısıl işlem sertifikası oluşturabilir. Sertifika, çoğu müşteri spesifikasyon gereksinimini karşılayacak şekilde biçimlendirilmiştir.
Kalite Sistemleri Hakkında MONTE INTELLIGENCE ile Görüşün
Sıkı kalite gereksinimleri olan bir ağ bantlı fırını değerlendiren alıcılar için, MONTE INTELLIGENCE mühendisliği, spesifikasyonları karşılayan bir kalite sistemi tasarlayabilir. Ziyaret edinwww.cnlymonte.com/products-mesh-belt-furnace.html Kalite kontrolüne ilişkin vaka çalışmaları için. Proje görüşmesi için, helenxu@cnlymonte.com adresine konu satırına "örgü kayış kalitesi" yazarak ve kalite spesifikasyonunuz ile müşteri gereksinimlerinizi belirterek e-posta gönderin.
