การควบคุมคุณภาพในการทำงานของเตาหลอมสายพานตาข่าย: ความแข็ง โครงสร้าง และการลดปริมาณคาร์บอน

การควบคุมคุณภาพในการทำงานของเตาหลอมสายพานตาข่าย: ความแข็ง โครงสร้าง และการลดปริมาณคาร์บอน

การควบคุมคุณภาพในเตาอบสายพานแบบต่อเนื่องนั้นแตกต่างจากการควบคุมคุณภาพในเตาอบแบบเป็นชุด ในเตาอบแบบเป็นชุด ชิ้นส่วนทุกชิ้นจะได้รับอุณหภูมิและเวลาในการผลิตที่เหมือนกัน (ภายในข้อกำหนดด้านความสม่ำเสมอ) และคุณภาพจะถูกตรวจสอบโดยการสุ่มตัวอย่าง ในเตาอบสายพานแบบต่อเนื่อง ชิ้นส่วนจะเข้าและออกจากเตาอบอย่างต่อเนื่อง และกระบวนการจะต้องได้รับการควบคุมเพื่อให้ได้คุณภาพที่สม่ำเสมอในทุกชิ้นส่วน ไม่ใช่แค่การสุ่มตัวอย่าง นี่เป็นความท้าทายทางวิศวกรรมอย่างแท้จริง และระบบคุณภาพในสายการผลิตเตาอบสายพานแบบต่อเนื่องนี่เองที่เป็นสิ่งที่แยกแยะการดำเนินงานที่ดีออกจากการดำเนินงานที่อยู่ในระดับปานกลาง

ควรทดสอบอะไรและเมื่อใด

การทดสอบคุณภาพมาตรฐานในสายการผลิตเตาหลอมสายพานตาข่าย ได้แก่ ความแข็ง โครงสร้างจุลภาค การลดปริมาณคาร์บอน และความลึกของชั้นผิว (สำหรับชิ้นส่วนที่ผ่านกระบวนการคาร์บูไรซ์) การทดสอบแต่ละครั้งจะดำเนินการด้วยความถี่ที่แตกต่างกัน และโปรแกรมการทดสอบถูกตั้งค่าไว้เพื่อตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของกระบวนการก่อนที่จะผลิตชิ้นส่วนที่ไม่ได้มาตรฐาน

ความแข็งเป็นการทดสอบที่พบได้บ่อยที่สุด และจะดำเนินการทดสอบกับทุกชุดการผลิต (โดยทั่วไปประมาณ 30 นาทีถึง 1 ชั่วโมงของการผลิต) การทดสอบนี้รวดเร็ว (30 วินาทีต่อชิ้นบนเครื่องทดสอบ Rockwell รุ่นใหม่) และให้ผลการวัดโดยตรงของผลการอบชุบความร้อน ความแข็งเป้าหมายสำหรับชิ้นส่วนยึดที่ผ่านการชุบแข็งและอบคืนตัวโดยทั่วไปคือ HRC 38 ถึง 44 และจะทำการทดสอบกับชิ้นส่วน 5 ถึง 10 ชิ้นต่อชุดการผลิต

การตรวจสอบโครงสร้างจุลภาคจะทำไม่บ่อยนัก โดยทั่วไปจะตรวจสอบครั้งละหนึ่งครั้งต่อกะ หรือวันละครั้ง การทดสอบจะใช้เวลานาน (5 ถึง 10 นาทีต่อตัวอย่างสำหรับการเตรียมตัวอย่าง จากนั้น 2 ถึง 3 นาทีสำหรับการตรวจสอบจริง) และต้องใช้ช่างเทคนิคด้านโลหะวิทยา การทดสอบจะตรวจสอบเฟสที่ถูกต้อง (มาร์เทนไซต์สำหรับชิ้นส่วนที่ผ่านการชุบแข็ง เพิร์ลไลต์ละเอียดสำหรับชิ้นส่วนที่ผ่านการอบอ่อน) และจะระบุโครงสร้างที่ผิดปกติใดๆ (ออสเทนไนต์ที่ตกค้างมากเกินไป มาร์เทนไซต์ที่ไม่ผ่านการอบคืนตัว หรือคาร์ไบด์ตามขอบเกรน)

การตรวจสอบการลดปริมาณคาร์บอนจะดำเนินการเป็นประจำทุกวันในกระบวนการชุบแข็ง การทดสอบจะวัดความลึกของชั้นที่ลดปริมาณคาร์บอน ซึ่งเป็นบริเวณผิวที่อ่อนนุ่มที่เกิดขึ้นเมื่อคาร์บอนแพร่กระจายออกจากเหล็ก การทดสอบมาตรฐานคือการวัดความแข็งระดับไมโครจากผิวไปยังแกนกลาง โดยความลึกของการลดปริมาณคาร์บอนจะกำหนดไว้ที่ความลึกที่ความแข็งลดลงต่ำกว่าเกณฑ์ (โดยทั่วไปคือ 90 เปอร์เซ็นต์ของความแข็งที่แกนกลาง)

โดยทั่วไปจะตรวจสอบความลึกของชั้นผิวสำหรับชิ้นส่วนที่ผ่านกระบวนการคาร์บูไรเซชันเป็นประจำทุกวัน การทดสอบเป็นการวัดความแข็งระดับไมโคร โดยความลึกของชั้นผิวจะกำหนดไว้ที่ความลึกซึ่งความแข็งลดลงถึงเกณฑ์ที่กำหนด (โดยทั่วไปคือ 50 HRC สำหรับชิ้นส่วนที่ผ่านการชุบแข็งชั้นผิว) ความลึกของชั้นผิวจะถูกกำหนดให้ตรงกับสูตรการผลิตและข้อกำหนดของชิ้นส่วน

พารามิเตอร์ควบคุมกระบวนการ

คุณภาพการทำงานของเตาหลอมสายพานตาข่ายขึ้นอยู่กับการควบคุมพารามิเตอร์กระบวนการต่อไปนี้: ความเร็วสายพาน อุณหภูมิในแต่ละโซน เคมีในบรรยากาศ และสภาวะของสารหล่อเย็น แต่ละพารามิเตอร์มีค่าเป้าหมายและค่าความคลาดเคลื่อน และระบบควบคุมจะรักษาค่าพารามิเตอร์ให้อยู่ภายในค่าความคลาดเคลื่อนนั้น

ความเร็วของสายพานเป็นตัวแปรหลักที่ควบคุมระยะเวลาที่ชิ้นงานอยู่ในแต่ละโซน ความเร็วจะถูกกำหนดตามสูตรการผลิต และความเร็วที่แท้จริงจะถูกตรวจสอบอย่างต่อเนื่อง หากความเร็วของสายพานเบี่ยงเบนไปจากค่าที่ตั้งไว้มากกว่า 5 เปอร์เซ็นต์ ระบบจะแจ้งเตือนคุณภาพ และชิ้นส่วนที่ผลิตในช่วงที่ความเร็วเบี่ยงเบนจะถูกเก็บไว้เพื่อตรวจสอบคุณภาพ

อุณหภูมิในแต่ละโซนถูกควบคุมด้วยวงจร PID อิสระในแต่ละโซน โดยค่าที่ตั้งไว้จะตรงกับสูตรการผลิต และอุณหภูมิที่แท้จริงจะถูกบันทึกอย่างต่อเนื่อง หากอุณหภูมิเบี่ยงเบนเกินกว่าบวกหรือลบ 10 องศาเซลเซียสจากค่าที่ตั้งไว้ ระบบจะส่งสัญญาณเตือน และชิ้นส่วนที่ผลิตในช่วงที่เกิดการเบี่ยงเบนจะถูกระงับไว้

เคมีของบรรยากาศถูกควบคุมโดยอัตราการไหลของก๊าซ ตัวควบคุมศักยภาพคาร์บอน และความดันในเตาเผา พารามิเตอร์หลัก ได้แก่ ปริมาณออกซิเจน (น้อยกว่า 10 ppm สำหรับกระบวนการที่ต้องการความสว่างสูง) จุดน้ำค้าง (น้อยกว่า -40 องศาเซลเซียสสำหรับบรรยากาศที่มีไฮโดรเจน) และศักยภาพคาร์บอน (ภายใน 0.05 เปอร์เซ็นต์ C จากค่าที่ตั้งไว้สำหรับบรรยากาศก๊าซภายในเตาเผา)

สภาวะของสารหล่อเย็นมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับชิ้นส่วนที่ผ่านการชุบแข็ง อุณหภูมิ ความเข้มข้น และการกวนของสารหล่อเย็นต้องอยู่ในขอบเขตข้อกำหนดของกระบวนการ โดยทั่วไป อุณหภูมิของสารหล่อเย็นที่เป็นน้ำมันจะอยู่ที่ 60 ถึง 80 องศาเซลเซียส และอัตราการกวนอยู่ที่ 0.5 ถึง 1.0 เมตรต่อวินาที ส่วนสารหล่อเย็นที่เป็นโพลิเมอร์จะใช้สำหรับเหล็กกล้าที่มีความสามารถในการชุบแข็งต่ำ โดยมีความเข้มข้น 5 ถึง 15 เปอร์เซ็นต์ และอุณหภูมิ 30 ถึง 50 องศาเซลเซียส

ปัญหาคุณภาพที่พบได้ทั่วไป

ปัญหาคุณภาพที่พบบ่อยที่สุดในการทำงานของเตาหลอมสายพานตาข่ายคือความแข็งต่ำเกินไป สาเหตุโดยทั่วไปเกิดจากเวลาในการอบออสเทนไนซ์ไม่เพียงพอ อุณหภูมิในการอบออสเทนไนซ์ต่ำเกินไป หรือการลดคาร์บอนมากเกินไป วิธีแก้ไขคือการตรวจสอบพารามิเตอร์ของกระบวนการและปรับความเร็วของสายพาน อุณหภูมิในแต่ละโซน หรือองค์ประกอบทางเคมีของบรรยากาศ

ปัญหาที่พบได้บ่อยเป็นอันดับสองคือ การลดปริมาณคาร์บอนมากเกินไป สาเหตุส่วนใหญ่มักเกิดจากค่าศักยภาพคาร์บอนที่ตั้งไว้ต่ำเกินไป บรรยากาศภายในเตาเผามีการปนเปื้อนของออกซิเจนหรือไอน้ำ หรืออุณหภูมิของเตาเผาสูงเกินไป วิธีแก้ไขคือ ตรวจสอบเครื่องกำเนิดก๊าซภายในเตาเผา ระบบจ่ายก๊าซ และซีลของเตาเผา

ปัญหาประการที่สามคือการแตกร้าวจากการชุบแข็ง สาเหตุโดยทั่วไปเกิดจากอุณหภูมิการอบออสเทนไนซ์ที่สูงเกินไป การระบายความร้อนที่ไม่เพียงพอในระหว่างการชุบแข็ง หรือความรุนแรงของสารชุบแข็งที่มากเกินไป วิธีแก้ไขคือการลดอุณหภูมิการอบออสเทนไนซ์ เพิ่มการกวน หรือใช้สารชุบแข็งที่มีความรุนแรงน้อยลง

ความสามารถของกระบวนการและ SPC

การทำงานของเตาหลอมสายพานตาข่ายสมัยใหม่ใช้การควบคุมกระบวนการทางสถิติ (SPC) เพื่อตรวจสอบกระบวนการและตรวจจับการเปลี่ยนแปลงก่อนที่จะผลิตชิ้นส่วนที่ไม่ได้มาตรฐาน ข้อมูลความแข็งจะถูกพล็อตลงในแผนภูมิ X-bar และ R โดยกำหนดขีดจำกัดการควบคุมไว้ที่บวกหรือลบ 3 ซิกมา หากพบแนวโน้มของจุดต่อเนื่อง 7 จุดขึ้นไปบนด้านใดด้านหนึ่งของเส้นกึ่งกลาง จะถูกตั้งสัญญาณเตือน และผู้ปฏิบัติงานจะต้องตรวจสอบ

ค่าดัชนีความสามารถของกระบวนการ (Cpk) สำหรับการทำงานของเตาหลอมสายพานตาข่ายที่ควบคุมอย่างดี โดยทั่วไปจะอยู่ที่ 1.33 ถึง 1.67 สำหรับความแข็ง ค่า Cpk ที่ต่ำกว่า 1.0 แสดงว่ากระบวนการนั้นไม่เหมาะสมและต้องปรับปรุงก่อนที่เตาหลอมจะสามารถผลิตชิ้นส่วนคุณภาพสูงได้

ระบบควบคุมเตาหลอมสายพานตาข่าย MONTE INTELLIGENCE มีเครื่องมือ SPC ในตัวที่คำนวณค่า Cpk โดยอัตโนมัติและแสดงแผนภูมิควบคุมบน HMI ของผู้ปฏิบัติงาน ระบบยังสร้างรายงานคุณภาพรายวันพร้อมผลการทดสอบ ค่า Cpk และการแจ้งเตือนกระบวนการใดๆ ด้วย

เอกสารคุณภาพและการตรวจสอบย้อนกลับ

โรงงานผลิตชิ้นส่วนด้วยเตาหลอมสายพานตาข่ายส่วนใหญ่ผลิตชิ้นส่วนให้กับลูกค้าในอุตสาหกรรมยานยนต์ การบินและอวกาศ หรืออุตสาหกรรมอื่นๆ ซึ่งต้องการการตรวจสอบย้อนกลับได้อย่างครบถ้วน บันทึกการตรวจสอบย้อนกลับประกอบด้วย: เวลาและวันที่ผลิต พารามิเตอร์การทำงานของเตาหลอม องค์ประกอบทางเคมีของบรรยากาศ ผลการทดสอบความแข็ง และชื่อผู้ปฏิบัติงาน บันทึกนี้จะถูกเก็บรักษาไว้เป็นเวลา 5 ถึง 10 ปี และลูกค้าสามารถตรวจสอบได้ตามคำขอ

ระบบควบคุม MONTE INTELLIGENCE จะจัดเก็บข้อมูลกระบวนการทั้งหมดไว้ในเซิร์ฟเวอร์ภายในองค์กร โดยสามารถกำหนดระยะเวลาการเก็บรักษาได้ ระบบสามารถสร้างใบรับรองการอบชุบความร้อนสำหรับทุกชุดการผลิต พร้อมด้วยพารามิเตอร์กระบวนการและผลการทดสอบ ใบรับรองจะถูกจัดรูปแบบให้ตรงตามข้อกำหนดของลูกค้าส่วนใหญ่

ปรึกษา MONTE INTELLIGENCE เกี่ยวกับระบบคุณภาพ

สำหรับผู้ซื้อที่กำลังพิจารณาเตาหลอมสายพานตาข่ายที่มีข้อกำหนดด้านคุณภาพที่เข้มงวด MONTE INTELLIGENCE engineering สามารถออกแบบระบบคุณภาพที่ตรงตามข้อกำหนดดังกล่าวได้ เยี่ยมชมเว็บไซต์ของเราwww.cnlymonte.com/products-mesh-belt-furnace.html สำหรับกรณีศึกษาเกี่ยวกับการควบคุมคุณภาพ หากต้องการพูดคุยเกี่ยวกับโครงการ โปรดส่งอีเมลไปที่ helenxu@cnlymonte.com โดยระบุหัวข้ออีเมลว่า "คุณภาพสายพานตาข่าย" และรายละเอียดเกี่ยวกับข้อกำหนดด้านคุณภาพและความต้องการของลูกค้า