Pulveregenskapers inverkan på grönkropp med avseende på sprickor

Transkript

1 ISRN UTH-INGUTB-EX-M-2011/12-SE Examensarbete 15 hp Juni 2011 Pulveregenskapers inverkan på grönkropp med avseende på sprickor Joel Erfäldt

2

3 Abstract Pulveregenskapers inverkan på grönkropp med avseende på sprickor How powder characteristics affects the cracking in inserts Teknisk- naturvetenskaplig fakultet UTH-enheten Besöksadress: Ångströmlaboratoriet Lägerhyddsvägen 1 Hus 4, Plan 0 Postadress: Box Uppsala Telefon: Telefax: Hemsida: Joel Erfäldt This thesis is a survey and also an investigation of the different factors that affects the cracking that occurs in the inserts at AB Sandvik Coromants production in Gimo. The work that has been done has focused on two main factors, namely, powder characteristics and pressing parameters. AB Sandvik Coromant produces tools and tooling systems for metal cutting. They have some problems in their production of inserts. The problem is that cracks sometimes occur in the body of the insert, after it s pressed. In order to investigate this, a preliminary study was made in which production principles were studied. A historical survey has also been made with the help of statistics from the last two years of production. This survey was then followed by a number of experiments in which different factors that possibly had an influence in the cracking was investigated. The work resulted in that one of the pressing parameters was found as a factor whose affect on the cracking is large. The investigation also led to that one of the powder characteristics could be considered as a factor whose affect on the cracking is insignificant. This finding applies to the geometries and powder varieties that were included in the experiments. Otherwise, it was found that further work is required to make any general conclusions. Handledare: Linda Rostedt Andersson Ämnesgranskare: Claes Aldman Examinator: Lars Degerman ISRN UTH-INGUTB-EX-M-2011/12-SE I

4 Examensarbete: Pulveregenskapers inverkan på grönkropp med avseende på sprickor

5 Sammanfattning Denna rapport är en kartläggning och utredning över vilka faktorer som påverkar den sprickbildningen som uppstår i grönkropp vid AB Sandvik Coromants produktion i Gimo. Det arbete som har gjorts har fokuserats på framförallt två faktorer, nämligen pulveregenskaper och pressparametrar. AB Sandvik Coromant tillverkar verktyg och verktygssystem för metallbearbetning. Vid tillverkningen har man problem med sprickbildning i det ämnen som pressas. För att utreda detta gjordes först en förstudie där produktionens grundprinciper studerades. En historisk kartläggning har gjorts med hjälp utav statistik från det senaste två årens produktion. Denna kartläggning följdes sedan upp av ett antal försök där olika faktorers möjlighet till inverkan på sprickbildningen undersöktes. Arbetet resulterade i att avlastningen konstaterades som en faktors vars inverkan på sprickbildningen är stor. Utredningen ledde även till att en krympfaktor C2, som är en pulveregenskap, kunde anses som en faktor vars inverkan på sprickbildningen är obefintlig. Detta gäller för det geometrier och pulversorter som under arbetets gång inkluderats i försöken. I övrigt konstaterades att ytterligare arbete krävs för att kunna göra några övergripande slutsatser. Nyckelord: Pressparametrar, pulveregenskaper, sprickbildning, grönkropp II

6 Examensarbete: Pulveregenskapers inverkan på grönkropp med avseende på sprickor II

7 Förord Denna rapport är ett examensarbete inom programmet maskinteknik vid institutionen för Teknikvetenskap, Uppsala Universitet. Examensarbetet syftar att kartlägga problematiken kring den sprickbildning i grönkropp som uppstår som följd av pulveregenskaper och pressparametrar i AB Sandvik Coromants produktion utav skär. Rapporten kommer att behandla den bakomliggande problematiken till arbetet, de undersökningar och försök som gjorts samt resultat och de slutsatser som fattats. Handledare för examensarbetet är Linda Rostedt Andersson, produktionstekniker på AB Sandvik Coromant. Ämnesgranskare är Claes Aldman vid institutionen för teknikvetenskap på Uppsala Universitet. Jag vill tacka Linda Rostedt Andersson, handledare, samt Sead Sabic, processingenjör vid pulvertillverkningen, som varit ett bra stöd under arbetets genomförande. Jag är också tacksam för det stöd som övriga produktionstekniker på GHB3, AB Sandvik Coromant, bistått med. Ett särskilt tack vill jag också rikta till Gunnar Lövström, GHB64, som möjliggjort de försök som utförts. Gimo, maj 2011 Joel Erfäldt III

8 III

9

10 Innehåll 1. Inledning Bakgrund Problembeskrivning Syfte Målbeskrivning Metod Avgränsningar Förstudie Praktik Teori Pulvertillverkning Pressning Sintring Statistikhistorik Kartläggning Framtagning av samband Variation av C Försök 1 - Variation av C2 i N Val av parametrar Val av pulver Val av geometri Genomförande Försöksutvärdering 1 Variation av C2 i N Kontroll och värdering av skär Slutsatser och teorier Försök 2 Variation av C2 i 266L Val av parametrar Val av pulver Val av geometri Genomförande Försöksutvärdering 2 Variation av C2 i 266L Kontroll av värdering av skär Slutsatser och teorier angående C2-försöken Variation av avlastning Teori avlastning Försök 3 Variation av avlastning i N Försöksupplägg Val av parametrar Val av pulver Val av geometri...20 IV

11 4.2.5 Genomförande Försöksutvärdering 3 Variation i avlastning N Försök 4 Variation av avlastning i 266L Val av parametrar Val av pulver Val av geometri Genomförande Försöksutvärdering 4 Variation i avlastning 266L Försök 5 Undersökning av hur C2 varierar på burknivå Försöksupplägg Genomförande Utsökning av statistik Utvärdering av statistik Vidareundersökning Provtagningar Delprov I Delprov II Delprov III Resultatsammanställning av delprov och statistik Analys Sammanställning utav försöksresultat Kartläggning av pulveregenskapers inverkan på sprickbildning i grönkropp Statistikutsökning Analys utav statistikutsökning Försök 6 Variation utav pulveregenskaper Försöksupplägg Val av parametrar Val av pulver Val av geometri Genomförande Försöksutvärdering 6 Variation utav pulveregenskaper Slutsats och resultat Allmänt Rekommendationer Fortsatt arbete Reflektioner och kommentarer V

12 Examensarbete: Pulveregenskapers inverkan på grönkropp med avseende på sprickor 11. Begrepp C1 - Viktförlust C2 - Anistropi Pressad vikt (Pv) Pressad höjd (Ph) Presstryck Hc Com Hallflow Pulverdensitet Grönkropp Referenser Figurförteckning Figur 2.1 Händelseförlopp under en presscykel...6 Figur 3.1 Corocut: N123H RM...10 Figur 3.2 Gängskär: 266LL Figur 4.1 Presscykelns och avlastningens olika steg Figur 6.1 Kassationsprocent för Corocut...32 Figur 7.1 Tendens i ökande kassationsprocent för ökat presstryck i pulversort Figur 7.2 Corocut: L123H CF...36 Tabellförteckning Tabell 3.1 Pressad höjd för det olika varianterna i försök Tabell 3.2 Pressparametrar och resultat för försök Tabell 3.3 Pressad höjd för det olika varianterna i försök Tabell 3.4 Pressparametrar och resultat för försök Tabell 4.1 Avlastning i steg X för försök Tabell 4.2 Resultat från mät- och okulärkontroll utav ämnen i försök Tabell 4.3 Avlastning i steg X för försök Tabell 4.4 Resultat från mät- och okulärkontroll för försök Tabell 5.1 Mätresultat från provtagningar av C2 i pulver Tabell 7.1 Pulveregenskaper för det valda pulvren i försök Tabell 7.2 Resultat från okulärkontroll av försök VI

13 1. Inledning 1.1 Bakgrund AB Sandvik Coromant är en del utav Sandvik Tooling som i sin tur är en del i Sandvik-koncernen. De är globalt marknadsledande tillverkare utav verktyg och verktygssystem för metallbearbetning samt industriella ämnen och komponenter. AB Sandvik Coromant största tillverkningsenhet ligger i Gimo och har omkring 1600 anställda. Deras kunder hittas inom metall-, bil- och flygindustrin. 1 Företagets produkter karaktäriseras utav en hög och jämn kvalitet, även då Sandvik Coromant har som mål att kontinuerligt förbättra de arbetsmetoder som används. Detta till trots finns det störningar mellan olika delar i tillverkningsprocessen. En utav dessa störningar uppstår mellan pulvertillverkningen och pressningen utav ämnen. Faktorer såsom olika pulveregenskaper, pressparametrar och ämnets geometri påverkar alla det resultat som erhålls efter pressningen. Defekter som då kan uppstå i ämnet är bland annat sprickor eller porositet. Vanligen är det tre olika typer utav sprickor som uppstår, nämligen: Kamsprickor, mottryckssprickor eller centrumsprickor. När pulvret tillverkas blandas olika råvaror som därefter mixas och mals samman. Därefter pressas också en provbit i en enkel geometri för att testa pulvret. Den pressade biten används för att avgöra om pulverblandningen är godkänd för att användas i produktionen. Ibland uppstår dock situationer då provpressbiten är sprickfri vilket leder till att blandningen godkänns, men att det senare i produktionen ändå uppstår sprickproblem vid pressningen. 1.2 Problembeskrivning På Sandvik Coromant i Gimo finns det i dagsläget begränsad information om hur olika pulveregenskaper och pressparametrar påverkar den sprickbildning som ibland uppstår i ämnen. Vissa uppgifter finns om vilka geometrier som sprickor oftast uppstår i, likaså vilka faktorer som troligen påverkar. En av dessa faktorer är krympfaktorn C2 2, vars värde varierar pulversorter emellan men också inom pulversorter. Uppgiften är att med utgångspunkt från historiska ordar med kassationer på grund av sprickor, ta fram statistik på de olika faktorer som eventuellt påverkar pressningens resultat. Utifrån statistiken ska sedan en kartläggning göras för att finna samband mellan pulveregenskaper, pressparametrar, geometrier och den sprickbildning som erhålls vid pressningen. Variationen utav krympfaktorn C2 som varje pulver har ska också undersökas. Det ska göras både på pulverblandnings- och burknivå. 1.3 Syfte Arbetet syftar till att kartlägga några utav dagens problematiska pulverblandningar för att utifrån kartläggningen sedan kunna se samband mellan olika pulverblandningar, geometrier, presstryck, pulverdensitet och den krympning som sker utav ämnet vid sintring. Arbetet ska sedan ligga till grund för en metod som produktionstekniker kan använda för att komma ifrån problematiken med sprickor. Således syftar arbetet också till att inhämta mer kunskap inom området som ska hjälpa företaget att belysa problematiken och också vidta åtgärder. 1 Sandvik Group (2011) Company facts summaries, ( ) 2 Definition av C2, Avsnitt 11.2 s.43 1

14 Examensarbete: Pulveregenskapers inverkan på grönkropp med avseende på sprickor 1.4 Målbeskrivning Arbetets primära mål är att göra en fullständig kartläggning utav de problemfaktorer som är relaterade till pulveregenskaper och pressparametrar som orsakar sprickor i ämnet. Den historiska statistiken ska tillsammans med resultaten av de försök som utförs resultera i en teori om hur de olika faktorerna samverkar. En slutsats ska också fattas om hur C2 varierar inom blandningar och burkar och hur det påverkar pressningen. Ett sekundärt mål som i mån om tid kommer att eftersträvas är att genomföra tester för att därigenom bekräfta de framtagna teorierna genom pressförsök. En rekommendation på vilka pressparametrar som bör användas ska eventuellt också utformas beroende på vilket resultat som fås. 1.5 Metod För att bättre förstå historiken och den bakomliggande problematiken till uppgiften ska en informationsstudie först genomföras. Studien syftar till att få förståelse för den produktion som bedrivs på företaget. Studien ska även leda till att de vanligaste pulverblandningarna och geometrierna där sprickor uppstår lokaliseras. Detta kommer att göras genom en utsökning i Sandvik Coromants databassystem (KVAS och GSSII). Efter det att utsökningen är utförd väljs ett problematiskt pulver ut. Därefter ska tre olika geometrier på ämnen väljas, varav en av geometrierna ska vara SNUN (det vill säga den testbit som pressas vid pulvertillverkningen). SNUN ska användas som jämförelse med blandningsprovet. För det valda pulvret ska sedan olika pulverblandningar användas, som ligger så långt ifrån varandra som möjligt i form av krympning, pulverdensitet 3 och presstryck 4. Repeterade försök kommer därefter att utföras med krympning och avlastning i pressningen som faktorer. Sammanlagt kommer åtta försök att utföras, fyra stycken försök för varje geometri samt blandningsprover. Alla försöken kommer att göras med ett och samma pulver för att utesluta variationer som beror på pulvret. Ur den specifika burken ska även blandningsprov göras mellan varje försök för att undersöka om det förekommer någon variation utav C2 på burknivå. Därefter ska en analys påbörjas utav resultatet där granskning utav ämnet kommer att ske genom okulärkontroll med hjälp av mikroskop. Alla bitar ska även sintras i en och samma ugn på ett och samma ställe tillsammans med de blandningsprov som gjorts. Sedan ska ytterligare en analys av det pressade ämnet vid ämneskontrollen ske för att kontrollera om och vilka sprickor som finns. Syftet med analysen är att avgöra vilken typ av sprickor som uppkommit efter sintringen och hur de ser ut. Även en bedömning om några gamla sprickor läkts ihop eller om några nya har uppkommit skall göras. Slutligen skall också en undersökning om ämneskontrollen och pressoperatörerna bedömer skären på samma sätt göras. 3 Definition pulverdensitet, Avsnitt 11.9 s.44 4 Definition presstryck, Avsnitt 11.5 s.43 2

15 Kap. 1 Inledning 1.6 Avgränsningar För att begränsa ner arbetet så att tidsramen kan hållas kommer försök endast att utföras på två stycken geometrier utöver blandningsproven. Då en del av arbetets aktiviteter var svåra att uppskatta tidsåtgången på fastställdes inte avgränsningarna helt. Istället valdes att uppgiftens omfång eventuellt kunde utökas under arbetets gång om det uppenbarade sig att utrymme fanns till detta. 3

16 Examensarbete: Pulveregenskapers inverkan på grönkropp med avseende på sprickor 4

17 Kap. 2 Förstudie 2. Förstudie 2.1 Praktik Arbetet inleddes med en guidad tur på fabriken följt utav en praktikperiod under en vecka. Praktiken genomfördes på de avdelningar och processer i produktionen som arbetet skulle komma att beröra. Praktikperioden inleddes med en dags genomgång och rundvandring vid pulvertillverkningen med Sead Sabic, processingenjör vid pulvertillverkningen. Den andra dagen på praktiken utfördes vid pressningen tillsammans med pressoperatörerna Jonas Käll och Tom Karlsson. Pressoperatörerna gick igenom och visade hur verktygsmontering, pressningen och okulärkontroll fungerar och utförs. Tredje dagen genomfördes praktik vid sintringen där dess grundprinciper gicks igenom. Slutligen genomfördes också en kortare praktik vid ämneskontrollen där ämnen granskades i mikroskop. Olika typer av ämnen, med och utan sprickor, observerades för att senare inneha vetskapen om hur dessa ser ut och var de uppträder. Syftet med praktiken var att få en uppfattning om hur produktionen fungerar vilket var en grundförutsättning för att kunna fortsätta med arbetet. 2.2 Teori Utöver praktiken gjordes också en kortare teoretisk studie över hur produktionen fungerar och över de parametrar som pressningen berör. På Sandvik Coromant i Gimo bedrivs bland annat hårdmetallämnestillverkning, där pressning och sintring är två utav processerna. Nedan följer en kort beskrivning över produktionen Pulvertillverkning Det finns omkring 70 olika pulversorter med unika recept som används i dagens produktion. Även då recepten är unika för varje sort är många utav råvarorna som pulvren blandas samman av desamma, det är endast mängden som varierar. Huvudbeståndsdelarna är Volframkarbid och Kobolt men även andra metaller förekommer som tillsatser. När de olika råvarorna blandas samman tillsätts också bindemedel, vars syfte är att vara ett sammanbindande medel och hålla ihop ämnet vid pressning. När alla råvaror blandats samman mals blandningen i stora kvarnar tillsammans med hårdmetallbitar och sprit till dess att kornstorleken ligger omkring några µm. Därefter spraytorkas pulvret och fördelas på burkar med cirka 100 kg i varje burk. Efter det att labbet vid pulvertillverkningen testat pulverblandningen och godkänt denna skickas pulvret vidare till pressningen. 5 5 Sandvik Coromant (2004) Manus för visning av skärtillverkning, ( ) 5

18 Examensarbete: Pulveregenskapers inverkan på grönkropp med avseende på sprickor Pressning Vid pressningen pressas ett hårdmetallpulver till ämnen som sedan sintras och efterbehandlas till skär. Pressningen sker i två olika typer av pressar, en hydraulisk och en mekanisk press. Produktionen är på väg att flyttas över helt till den hydrauliska typen av press. Detta i och med att den hydrauliska pressen har bättre styrning och således också kontroll vilket också bidrar till förbättringsarbetet i pressningen. 5 Både den mekaniska och hydrauliska pressen använder samma pressverktyg. Förenklat består pressarna i princip utav en stämpel, en dyna och en utstötare. I figur 1.1 nedan illustreras händelseförloppet under en presscykel. Figur 2.1 Händelseförlopp under en presscykel Som figuren illustrerar inleds presscykeln av att en fyllskopa går in över dynan och fyller på med pulver. Den mängd pulver som fylls på regleras efter vilken geometri som ska pressas och bestäms genom den så kallade pressade vikten 6, Pv. Efter fyllningen reduceras pulvernivån genom att utstötaren går ned. Detta dels för att underlätta för stämpeln att kunna gå ned i dynan men också för att säkerhetsställa att inget pulver går förlorat. Stämpeln går sedan ner till pressläget och pressningen inleds därefter med bottenpressning och toppressning. När den pressade höjden 7 är nådd inleds hålläget. Efter pressning sväller ämnet något och hålläget syftar till att motverka detta och se till att ämnet erhåller önskad höjd. Därefter startar avlastningen som består utav flertalet steg och utformas olika beroende på vilken geometri som pressas. Detta förklaras mer utförligt i ett senare skede av rapporten. Simultant med avlastningen sker också utstötningen av ämnet ur dynan. Slutligen avslutas cykeln med att ämnet plockas, vilket vanligen sker automatiskt med hjälp utav en robot. Efter att biten plockats sjunker utstötaren ned igen och cykeln startar om på nytt med fyllning utav pulver. 6 Definition av pressad vikt, Avsnitt 11.9 s.44 7 Definition av pressad höjd, Avsnitt 11.4 s.43 6

19 Kap. 2 Förstudie Sintring Efter pressningen skickas tallrikarna med ämnen till sintringen. Där sorteras först tallrikarna upp I olika processer efter vilket pulver det är, detta i och med att olika pulver kräver olika temperaturer och tid för sintring. Det olika travar som tallrikarna blivit uppsorterade i lastas sedan in i den ugn som är avsedd för respektive process, normalt lastas sex staplar med tallrikar i varje ugn. Sintring är en tidskrävande process och kräver också höga temperaturer. Både tid, temperatur, tryck och gas varierar mellan processer, samtliga processer ligger dock omkring 1500 C och 13 timmar. Sintring är upphettning utav materialet till minsta bindemedlets (Kobolt) smältpunkt i vakumatmosfär, då den ihopsintras med Volframkarbiden. Före sintring är ämnen mycket porösa och hålls endast ihop utav det bindemedel som blandats ihop med pulvret. Sintringsprocessen innebär att bindemedlet sintras bort. Detta medför att ämnet krymper under sintring. Således innebär sintringen en volym minskning, vilket leder till att pressverktygen måste tillverkas med hänsyn till detta för att rätt mått på skäret ska erhållas. Sintringens huvudsakliga syfte är ge ämnena dess goda hållfasthet Statistikhistorik För att sortera och strukturera upp problemen som förekommer med avseende på sprickor gjordes en statistikundersökning. Till en början söktes statistik ut ur Sandviks produktionssystem på alla ordar som producerats de senaste två åren. I statistiken så ingick parametrar såsom ordernummer, pulverblandning, pressverktyg, orderlagd kvantitet och kassationskvantitet för ordern. Kassationskvantiteten utgjordes endast av antalet skär som kasserats på grund utav sprickor. Först gjordes en utsortering på de olika pulversorter som finns för att kunna se vilka pulver som är problematiska och intressanta att undersöka vidare. Utsorteringen visade på att det var ett fåtal pulver som hade majoritet vad gäller kassationer på grund av sprickor. Av dessa pulver hade pulversort 465 flest och 473 näst flest kassationer till antalet. Men i och med att hänsyn togs till totalt antal producerade skär kunde kassationsprocenter jämföras pulvren emellan. Då visade det sig att pulver 473 hade en större kassationsprocent än pulver 465. Således valdes pulversort 473 att undersökas vidare. En ny statistisk utsökning ur produktionssystemet gjordes sedan för endast pulver 473 där fler parametrar togs med. Förutom de parametrar som fanns i den första utsökningen lades även pressnummer, blandningsnummer och geometri till. Av statistiken gjordes sedan en sammanställning över de olika parametrarna för att lättare kunna se vilka pulverblandningar, geometrier, pressar etc. som hade störst kassationskvantitet. Även den totalt producerade kvantiteten togs hänsyn till vilket resulterade i en kassationsprocent för varje geometri, blandning, pressverktyg och så vidare. 7

20 Examensarbete: Pulveregenskapers inverkan på grönkropp med avseende på sprickor Kartläggning Sammanställningen utav statistiken visade på att det var särskilt fyra stycken blandningar utav pulversort 473 som hade höga kassationsprocenter, dessa valdes ut för att undersökas vidare. För de olika blandningarna togs ny statistik ut ifrån det mätdata som pulvertillverkningen sparar från sina tester utav alla blandningar. Tre faktorer för varje blandning valdes ut att studera tillsammans med kassationsprocenten för varje blandning. Faktorerna var pulverdensitet, vilken presstryck som ska användas för den blandningen och det C2-värde 2 som är uppmätt. Även kassationsprocent för olika geometrier som producerats i pulver 473 togs fram. Det visade sig att en utav det geometrier som hade hög kassationsprocent också var vanligt förekommande i det blandningar som hade en hög kassationsprocent. Sammanställningen utav pressverktygen visade på samma sak som sammanställningen av geometrierna. Detta var inte överraskande då pressverktygen är geometriberoende och således hänger dess kassationsprocenter ihop. Vissa verktyg har dock så kallade systerverktyg, med det menas ett verktyg som har en eller flera uppsättningar av identiska verktyg. På så vis var det ändå viktigt att sammanställa kassationsstatistiken för pressverktygen för att kunna avgöra om kassationerna beror på ett specifikt verktyg. Vidare undersöktes också vilken presstyp som var vanligast förekommande gällande kassationer. Den presstyp som hade överlägset flest kassationer var den mekaniska. Den presstypen är till skillnad från den nyare inte helt hydraulisk. Både att den är äldre och mekanisk skulle kunna vara förklarande orsaker till den mycket högre kassationsprocenten. För att också undersöka om det var någon specifik mekanisk press som hade väldigt höga kassationer så sammanställdes även kassationsstatistik på specifika pressnummer. Även då vissa specifika pressar stod ut i denna sammanställning kan inga säkra slutsatser dras om att det beror på den specifika pressen. Detta i och med att vissa geometrier är olika vanligt förekommande på olika pressar, och på så vis också pulverblandningar och pressverktyg Framtagning av samband Samtliga sammanställningar som gjordes utav den framtagna statistiken studerades sedan för att försöka se ett samband bland de olika parametrarna. Samband som möjligen orsakar kassationer med avseende på sprickor. Sammanställningen utav det tre faktorer som gjordes för de pulver som hade högst kassationsstatistik visade inte på några tydliga samband. Det ända som gick att urskilja var att de två bra blandningarna med väldigt låg kassationsprocent, som togs ut som referensblandningar, båda hade högre presstryck än resterande dåliga blandningar. Detta sågs som anmärkningsvärt i och med att det inte överensstämde med det tidigare existerande uppfattningar som fanns på företaget. Den allmänna uppfattningen var att kassationer på grund av sprickor ökar proportionellt med presstrycket. Att jämföra med det framtagna sambandet som snarare visade på ett omvänt proportionellt förhållande. Övriga två faktorer varierade utan ett urskiljbart mönster eller samband mellan de olika blandningarna. Det samband som gick att urskilja bland kassationsstatistiken för olika geometrier, pressverktyg och presstyp valdes att utgöra grundförutsättningar för det första försöken som planerats. 8

21 Kap. 3 Variation av C2 3. Variation av C2 I och med att inga tydliga samband kunde ses i sammanställningen utav statistik med avseende på pulveregenskaper hölls samråd med produktionstekniker 8. Detta ledde till att försök skulle genomföras där påverkan från krympfaktorn och avlastningen skulle undersökas. Syftet till att dessa två faktorer valdes var att de bland produktionsteknikerna förmodades ha inverkan. 3.1 Försök 1 - Variation av C2 i N Val av parametrar För att börja skala ner antalet parametrar som ansågs vara möjliga orsaker till sprickbildningen i ämnena valdes krympfaktorn C2 som första och enda variabel i försöket. Syftet att bara använda en parameter som varierar var att på så vis kunna låsa denna till ett bra värde och sedan fortsätta med nästa test där en annan parameter väljs som variabel. Genom att variera C2 i försöket förväntades sprickor provoceras fram och syftet var att undersöka vid vilka värden som sprickor erhölls. I samband med att pulvertillverkningen producerar de olika blandningarna utförs också blandningsprover där ett antal parametrar fastställs. Beroende på hur stor blandningen är så tas olika antal burkar från blandningen ut, normalt tas varannan burk ut med undantag från första och sista burken. Ett fåtal SNUN-plattor pressas sedan med pulver ifrån varje burk, medelvärdet från alla olika SNUN-plattor utgör sedan värdet för hela blandningen. För att bestämma det intervall som C2 skulle variera i under försöket användes de C2-värden som fanns för det blandningar av pulversort 473 som historiskt sett haft höga kassationer. Intervallet bestämdes därför till -0,22 som övre gräns och -0,68 som undre gräns. De generella toleranserna för pulversorten ligger på - 0,10 till -0,70 vilket innebär att i princip hela toleransintervallet innefattas av försöket. Anmärkningsvärt var att de två blandningar med väldigt låga kassationsprocenter som togs ut som referenser var det som utgjorde max och min-värdena för det valda intervallet. För att kunna genomföra försöket i pressningen behövdes C2-intervallet beräknas om till parametrar som används vid pressningen. I pressningen ställs vikten på skäret in och även den pressade höjd som skäret ska ha. Det är just den pressade höjden som styrs utav C2 enligt en formel. På grund av sekretesskäl så kan formeln inte redovisas här. Max och min-värden för den pressade höjden som skulle användas i försöket beräknades genom insättning av C2 i formeln. Det resulterade i åtta olika varianter med avseende på pressad höjd, i de åtta varianterna är tre stycken mittpunktsvarianter inkluderade. I tabell 3.1 nedan redovisas samtliga varianter och dess värde på pressad höjd. 8 Andersson Rostedt, L (2011) GHB3, AB Sandvik Coromant (Muntlig information) Sabic, S (2011) GRP, AB Sandvik Coromant (Muntlig information) 9

22 Examensarbete: Pulveregenskapers inverkan på grönkropp med avseende på sprickor Tabell 3.1 Pressad höjd för det olika varianterna i försök 1 Variant Pressad höjd (mm) 1 7, , , , , Val av pulver Till försöket valdes det sedan tidigare lokaliserade problempulvret med avseende på just sprickor, med beteckningen 473. Det optimala hade varit om en av de specifika blandningar utav pulvret som enligt statistiken hade högst kassationsprocent kunde ha används i försöket. Dock hade de blandningarna redan används i produktionen och således tagit slut. På grund av detta valdes en senare blandning av samma pulver. I och med att det var samma pulversort och bara olika blandningar var de tillverkade enligt samma recept. Trots att samma recept används erhålls en viss variation mellan de olika pulvren, även variation inom samma blandning finns genom att blandningarna fördelas och förvaras i olika burkar. För att vara så konsekvent som möjligt valdes en specifik burk, , ut för att användas i försöket Val av geometri Den geometri som valdes för det första försöket betecknas N123H2-400-RM. Vilken är en geometri som vanligen kallas för Corocut och är ett stickstål. Geometrin valdes för att den under de senaste två åren har relativt höga produktionsvolymer. Kassationsprocenten för geometrin var inte den högsta. Men med hänsyn till den höga produktionsvolymen kasseras överlägset flest skär utav denna geometri, inom pulversorten. I figur 3.1 nedan går att se hur geometrin ser ut. Figur 3.1 Corocut: N123H RM De pressverktyg som används vid pressning hänger ihop med vilken geometri det är genom att verktygen är tillverkade för produktion av endast en geometri. Statistiken visade på att ett av verktygen för ovan nämnda geometri hade hög produktionsvolym. Dessutom hade det också en väldigt hög kassationsprocent, vilket bidrog ytterligare till valet av geometri Genomförande Försöket valdes att genomföras i press 576 som är av den hydrauliska typen. Det första som gjordes var att montera pressverktyget i pressen och ställa in det så det var redo för att pressa. Därefter testades först en bit i taget att pressas medan pressoperatören laborerade med de olika 10

23 Kap. 3 Variation av C2 pressparametrarna och avlastningen för att få till pressen såsom den skulle ha ställts in vid vanlig produktion. I huvudsak togs det hänsyn till sprickor och inte andra defekter såsom gradkanter och skräp på ämnets yta (burr). När pressoperatören ställt in pressen såsom han önskade låstes alla parametrar i det läget. En referensorder (ordernr ) på tjugo bitar kördes sedan i enlighet med hur de skulle ha körts i produktion. Under referensorderns tjugo bitar behölls alla parametrar inklusive pressade höjden konstant. Detta gjordes med syfte att stabilisera pressen och processen samt för att sedan i den efterkommande kontrollen av skären ha referensämnen att jämföra med. Efter referensorden startade testordern (ordernr ) på åtta olika varianter, det tre mittpunktsvarianterna inkluderade. För att utesluta tillfälliga och slumpartade fel i pressningen så pressades två stycken skär av varje variant. Under testordern användes exakt samma press- och avlastningsparametrar som för referensordern med undantag för den pressade höjden som varierades enligt det framtagna intervallet. I och med att den önskade höjden och vikten inte går att erhålla exakt vid pressningen mättes och antecknades både höjd och vikt för varje ämne. Både referensordern och testordern kontrollerades ytligt i mikroskop efter pressningen. Överlag för samtliga skären fanns det en del till storleken mindre sprickor, framförallt under kammen på skärens kortsida. Efter observationen och noterandet av höjd och vikt placerades ämnena i ordning på tallrikar som också märktes upp. När alla skär pressats, observerats, mätts och placerats på tallriken skickades tallrikarna till sintringen. Sintringen utav ämnena skedde i process DA1410 som är standardprocessen för pulversorten som användes i försöket. Det två tallrikarna med skär och det blandningsprov som gjordes på burken efter pressningen kördes således i samma process de skulle ha körts om de gått i produktionen. Efter sintringen plockades ämnena om från grafittallrikarna till skumgummitallrikar som används vid okulärkontroll av ämnena. Vid omplockningen märktes även ämnena upp för att i efterhand kunna veta vilken variant av ämnena som innehar sprickor. De båda ordnarna skickades sedan till ämneskollen där samtliga ämnen kontrollerades med avseende på sprickor. Blandningsprovet skickades till labbet vid pulvertillverkningen för fastställande av C2, HC 9 och COM Försöksutvärdering 1 Variation av C2 i N Kontroll och värdering av skär Samtliga ämnen i både testordern och referensordern kontrollerades utav samma personal som skulle ha utfört okulärkontrollen om de körts i produktion. Okulärkontrollen var till en början tänkt att utföras enligt de föreskrifter och instruktioner 11 som finns angående gällande geometri. Instruktionerna innefattar olika zoner på ämnet där mått på hur stora sprickor som får förekomma är angett. Exempelvis har ämnen med sprickor, liknande dem som observerades under skäreggens 9 Definition av HC, Avsnitt 11.6 s Definition av COM, Avsnitt 11.7 s Sandvik Coromant (2009) Kontrollinstruktion N123XX, Regnr Sandvik Coromant (2010) Kontrollinstruktion Q-Cuts och Corocut, Regnr,

24 Examensarbete: Pulveregenskapers inverkan på grönkropp med avseende på sprickor kam på kortsidan utav ämnet innan sintringen, toleranser på just sprickor som måste uppfyllas för att undgå kassering. Vilka specifika toleranser som finns för gällande geometri kan ej redogöras för på grund av sekretesskäl. För att bättre kunna se samband mellan de olika varianterna och dess påverkan på sprickor valdes sedan att kontrollen skulle utföras med nolltolerans vad gäller sprickor. På så vis fanns förhoppningar på att kunna jämföra dels förekomsten av sprickor men också dess storlek mellan de olika testvarianterna av ämnen. Efter kontrollen visade det säg att samtliga ämnena, både i referens- och testordern, var helt och hållet sprickfria. Samtliga varianter, dess pressparametrar och resultatet redovisas nedan i tabell 3.2. Tabell 3.2 Pressparametrar och resultat för försök 1 PW nominal (g) PH nominal (mm) PH Uppmätt (mm) PW Uppmätt (g) Variant OB Sprickor (mm) 1.1 5,926 7,095 0,16 7,095 5,926 Inga 1.2 5,926 7,095 0,16 7,098 5,926 Inga 2.1 5,926 7,115 0,16 7,117 5,931 Inga 2.2 5,926 7,115 0,16 7,114 5,933 Inga 3.1 5,926 7,095 0,16 7,093 5,922 Inga 3.2 5,926 7,095 0,16 7,091 5,920 Inga 4.1 5,926 7,095 0,16 7,094 5,925 Inga 4.2 5,926 7,095 0,16 7,092 5,927 Inga 5.1 5,926 7,075 0,16 7,080 5,924 Inga 5.2 5,926 7,075 0,16 7,073 5,926 Inga 6.1 5,926 7,095 0,16 7,096 5,932 Inga 6.2 5,926 7,095 0,16 7,097 5,933 Inga 7.1 5,926 7,085 0,16 7,084 5,924 Inga 7.2 5,926 7,085 0,16 7,088 5,924 Inga 8.1 5,926 7,105 0,16 7,102 5,937 Inga 8.2 5,926 7,105 0,16 7,098 5,931 Inga Slutsatser och teorier Utifrån det första försöket och dess utfall kunde en teori skapas. Teorin var att C2-värdet eventuellt inte hade någon befintlig påverkan på sprickbildningen hos ämnen. Det som beaktades var dock att testet endast utfördes på en och samma geometri vilket skulle kunna vara missvisande då risken fanns att teorin bara gällde för just den geometrin. På grund utav detta valdes att avvakta med några slutsatser angående C2s inverkan på sprickbildningen hos ämnen till det att ytterligare ett test gjorts med en annan geometri. Vissa funderingar på om C2 skulle kunna ha någon inverkan om den samverkade med någon annan parameter ägde också rum. Men även där valdes att inte dra några förhastade slutsatser innan ytterligare tester utförts. 12

25 Kap. 3 Variation av C2 3.3 Försök 2 Variation av C2 i 266L Val av parametrar Med det slutsatser som togs efter det första försöket som grund beslutades att ytterligare försök skulle göras med samma upplägg som försök ett. Därför valdes C2 åter igen som varierande parameter i det andra försöket. Detta med syftet att inhämta mer bakomliggande material till att grunda en slutsats av C2s inverkan på sprickbildning i ämnen. Det intervall som C2 valdes att variera inom var detsamma som i försök ett. Detta genom att det gränser som sattes upp där återspeglar merparten av det toleransintervall som finns för pulversorten. På grund av detta finns inget utrymme till att öka intervallet ytterligare för att på så vis försöka provocera fram sprickor. Vilket annars skulle kunna vara ett alternativ då inga sprickor lyckades provoceras fram i det första försöket. Men i och med att historiken visade på att sprickor har förekommit frekvent med pulver som legat inom toleransen för C2, antogs att intervallet för C2 var tillräckligt även för andra försöket. Liksom i första försöket behövdes även här C2-värdena beräknas om till pressad höjd för att pressen ska kunna ställas in. Detta gjordes med samma formel som tidigare. Det som ändrades var den sintrade höjden (T), som är individuell för varje geometri. I övrigt gjordes beräkningen identiskt. Det resulterade även här i åtta olika varianter med avseende på pressad höjd, med tre stycken mittpunktsvarianter inkluderade. I tabell 3.3 nedan redovisas den beräknade pressade höjden för respektive variant. Tabell 3.3 Pressad höjd för det olika varianterna i försök 2 Variant Pressad höjd (mm) 1 5, , , , , Val av pulver För att hålla förutsättningarna så lika som möjligt med första försöket valdes samma burk att användas till försök två. Således var det precis samma pulversort och blandning men framför allt burk. Att det var samma burk som användes var viktigt då pulvrets egenskaper kan variera mellan olika burkar även om det är samma blandning. För att även kontrollera variationen inom burken valdes att ett nytt blandningsprov skulle tas efter att pressningen slutförts. På så vis skulle pulvrets egenskaper kontrolleras i olika skikt inom burken Val av geometri För att kontrollera det teorier som sågs och det tendenser som kunde urskiljas efter det första försöket valdes en annan geometri för försöket. Detta med anledning att undersöka om C2s 13

26 Examensarbete: Pulveregenskapers inverkan på grönkropp med avseende på sprickor inverkan skulle kunna vara geometriberoende. För det andra försöket valdes en geometri som historiskt sett har lägre kassationsprocent än den första geometrin som användes. Geometrin som valdes betecknas 266LL och ansågs vara en snällare geometri än den tidigare. Det vill säga en geometri som är enklare att pressa. Anledningen till att en snällare geometri valdes var att på så vis kunna avgöra om sprickbildningen berodde mer på vilken geometri ämnet har, än på vilket pulver som ändvänds och dess egenskaper. I figur 3.2 nedan illustreras geometrins utseende Genomförande Figur 3.2 Gängskär: 266LL Försöket valdes att genomföras i samma press som i det tidigare försöket, nämligen press 576 som är av hydraulisk typ. Tillvägagångssättet var därefter också detsamma som för det första försöket. Verktyget monterades och ställdes in, pressoperatören fick laborera med pressparametrar och avlastning tills det att eftersträvade ämnen kunde pressas. Utgångsvärden för geometrin användes och anpassades sedan i enlighet med hur den skulle ha ställts in i vanlig produktion. Även i detta försök var det i huvudsak sprickor som togs hänsyn till vid inställningen. När pressen ställts in så önskat resultat kunde erhållas låstes pressparametrar och avlastning. Därefter startades en referensorder (ordernr ) på tjugo bitar. Denna kördes som en vanlig order skulle ha gjorts om den körts i produktion. Även i detta försök behölls alla pressparametrar inklusive den pressade höjden konstant för alla tjugo bitarna. Detta i syfte att stabilisera pressen och processen, samt för att under efterkommande okulärkontroll ha ett referensämne att jämföra med. Allt eftersom ämnena pressats inspekterades de med hjälp av mikroskop ytligt efter sprickor, innan de placerades på en efter varje variant uppmärkt tallrik. När referensordern var färdigpressad påbörjades testordern (ordernr ) med det åtta olika varianterna. Alla parametrar behölls konstanta med undantag för den pressade höjden som varierades enligt det beräknade värdena för de olika varianterna. Även referensorderns ämnen mättes, vägdes och inspekterades på samma sätt som tidigare innan de placerades på en uppmärkt tallrik. När de båda ordnarna var färdiga vid pressningen skickades de vidare till sintringen tillsammans med det blandningsprov som togs på pulvret direkt efter att pressningen avslutats. Det tre tallrikarna placerades i process DA1410, vilket är den process som är standard för det pulver som användes. Efter att ämnena sintrats plockades de över till tallrikar som används vid ämneskollen. Samtliga ämnen märktes även upp för att möjliggöra identifikation innan de sedan skickades till ämenskontrollen. Vid ämneskontrollen utfördes en okulärkontroll med hjälp utav mikroskop. Okulärkontrollens huvudsakliga syfte var att kontrollera förekomsten av sprickor. Det blandningsprov som sintrades i samma process som det två övriga ordnarna skickades till labbet för uppmätning av C2, HC och COM. 14

27 Kap. 3 Variation av C2 3.4 Försöksutvärdering 2 Variation av C2 i 266L Kontroll av värdering av skär Även för detta försök utfördes en okulärkontroller av ämnena utav personalen vid ämneskontrollen. Okulärkontrollen utfördes endast med hänsyn till sprickor och således inga andra defekter som gradkanter, burr eller urrivningar. Den instruktion 12 som beskriver förförandet av okulärkontrollen beskådades även för att få insikt om vilken typ av sprickor som skulle kunna uppstå och också var någonstans på geometrin. På så vis förväntades lokaliseringen utav sprickor förenklas. Efter att kontrollen hade genomförts visade det sig precis som i det första försöket att samtliga ämnen i både referens- och testordern hade total avsaknad av sprickor. De små sprickor som lokaliserades efter pressningen hade således läkt ihop under sintringen. Tabell 3.4 Pressparametrar och resultat för försök 2 Variant PW nominal (g) PH nominal (mm) PH Uppmätt (mm) PW uppmätt (g) Sprickor OB (mm) 1.1 5,191 5,213 0,75 5,214 5,198 Inga 1.2 5,191 5,213 0,75 5,204 5,210 Inga 2.1 5,191 5,206 0,75 5,207 5,195 Inga 2.2 5,191 5,206 0,75 5,202 5,202 Inga 3.1 5,191 5,213 0,75 5,212 5,204 Inga 3.2 5,191 5,213 0,75 5,202 5,190 Inga 4.1 5,191 5,228 0,75 5,225 5,200 Inga 4.2 5,191 5,228 0,75 5,220 5,194 Inga 5.1 5,191 5,213 0,75 5,214 5,199 Inga 5.2 5,191 5,213 0,75 5,215 5,196 Inga 6.1 5,191 5,198 0,75 5,203 5,188 Inga 6.2 5,191 5,198 0,75 5,207 5,188 Inga 7.1 5,191 5,213 0,75 5,210 5,195 Inga 7.2 5,191 5,213 0,75 5,210 5,187 Inga 8.1 5,191 5,221 0,75 5,227 5,193 Inga 8.2 5,191 5,221 0,75 5,227 5,195 Inga I tabell 3.4 ovan redogörs för de pressparametrar som användes i försöket samt resultatet av okulärkontrollen. Tabellen tar endast upp testordern och utelämnar således referensordern. 12 Sandvik Coromant (2009) Kontrollinstruktion 266L, Regnr

28 Examensarbete: Pulveregenskapers inverkan på grönkropp med avseende på sprickor 3.5 Slutsatser och teorier angående C2-försöken Utifrån det båda genomförda försökens utfall fastslog den teori som tog form efter det första försöket. Detta i och med att C2 varierades inom hela det intervall som kunde tillåtas för pulvret och att försök har gjorts på olika geometrier. Slutsatsen är således att C2-värdet för pulvret inte har någon inverkan på sprickbenägenheten hos ämnen. Teorin har dock kriteriet att C2-värdet måste ligga inom toleransen för det aktuella pulvret. En reservation från teorin gjordes också genom att försöken är begränsade till ett och samma pulver och också baserat på endast två geometrier. Detta medförde att C2s inverkan på sprickbildningen hos andra pulversorter eller geometrier inte kan garanteras som obefintlig. För att kunna säkerhetsställa C2s inverkan även för andra pulver och geometrier rekommenderades att ytterligare tester skulle genomföras. 16

29 Kap. 4 Variation av avlastning 4. Variation av avlastning 4.1 Teori avlastning För att få förståelse för hur avlastningen fungerar intervjuades två stycken pressoperatörer 13 samt en produktionstekniker 14. Avlastning används vid pressning för att undvika att ämnet pressas sönder. Avlastningen är inkluderad i den presscykel som beskrevs i tidigare avsnitt och är uppdelad i fyra steg, vilket kan ses i figur 4.1. Figur 4.1 Presscykelns och avlastningens olika steg. I figuren representerar den övre linjen stämpeln och den under linjen utstötaren. Således representerar linjerna också deras rörelse under presscykeln. Stegens olika bredd symboliserar den tid det tar för stämpeln och utstötaren att förflytta sig till nästa läge. På så vis kan också hastigheten de förflyttar sig med utläsas. Höjdskillnaden mellan de olika punkterna på linjerna representerar förflyttningen i z-led för stämpel respektive utstötare. Avlastningen styrs med ett antal parametrar via produktionssystemet, Press Support System (PSS). Den första parametern för avlastning ställs in individuellt för varje steg som ett procentuellt värde utav den pressade höjden. Även hastigheterna i varje steg kan ställas in individuellt och anges i mm/s. Den tredje avlastningsparametern anger i procent hur stor del av avlastningen som ska ske utav stämpeln. 13 Lövström, G. (2011) GHB64, AB Sandvik Coromant. (Muntlig information) Mattson, J. (2011) GHB4, AB Sandvik Coromant (Muntlig information) 14 Carlsson, L. (2011) GHB3, AB Sandvik Coromant. (Muntlig information) 17

30 Examensarbete: Pulveregenskapers inverkan på grönkropp med avseende på sprickor Samtliga parametrar har grundvärden som laddas in automatiskt för varje geometri. Grundvärdena ger inte alltid optimal pressningen i och med att olika pressar, verktyg och pulverburkar används. I och med detta är det vanligt att operatörer laborerar något med grundvärdena för att komma ifrån defekter som uppstår i och på ämnet. Vad gäller sprickor uppger operatörerna att de vanligen ändrar på avlastningens parametervärden samt avlastningshastigheten för att få bort sprickor. Hur de ändrar parametrarna är beroende på vilken geometri som skall pressas och vilket pulver som används. Men operatörerna uppger att de oftast ökar avlastningen och minskar hastigheten. 4.2 Försök 3 Variation av avlastning i N Försöksupplägg För att vidare undersöka vilka parametrar som har inverkan på sprickbildningen i ämnen valdes att ytterligare försök skulle utföras. På samma sätt som i försöken där C2 varierades valdes även i detta försök endast en parameter som varierades. Syftet var att försöka låsa ännu en parameter till ett värde som är så optimalt som möjligt med avseende på sprickbildning. En av grundtankarna med de första försöken var att hitta ett värde för C2 som var optimalt och där inga sprickor uppstod. Det värdet skulle sedan användas i de fortsatta försöken. I och med att C2 i de första försöken konstaterades som en faktor vars påverkan av sprickbildningen är obefintlig bestämdes inget optimalt värde. Därför valdes det C2-värde som vanligen är standard för pulverblandningen att användas i detta försök. Syftet med försöket var att finna ett optimalt värde för avlastningen med avseende på sprickbildning. I och med detta fanns en risk att en optimering skulle göras endast med avseende på sprickor och inte med hänsyn till andra defekter såsom grader, burr och formförändringar. Ingen uppfattning fanns om avlastningen styrde fler defekter än just sprickbildningen. För att kontrollera detta beslutades att göra en mer utförlig okulärkontroll av ämnena efter sintringen. Till skillnad emot det två föregående försöken där endast sprickförekomst i ämnen kontrollerades valdes att ämnena också skulle mätas enligt det existerande föreskrifter 15 som finns för den aktuella geometrin Val av parametrar Förutom C2 var avlastningen den parameter som från början förväntades ha stor inverkan över vilken sprickbildning som erhålls i ämnen i samband med pressning. På grund av detta valdes avlastning som varierande parameter i detta försök. Avlastningen består av flera inställbara parametrar som teoridelen ovan beskriver. För att förenkla försöksupplägget och också göra försöket mer genomförbart valdes vissa avlastningsparametrar att hållas konstanta under försöket. 15 Sandvik Coromant (2011) KVAS, Mått-toleranser för N123H RM 18

31 Kap. 4 Variation av avlastning Intervjuer med pressoperatörer 16 och samråd med produktionstekniker 17 ledde till vilken avlastningsparameter som skulle varieras. Pressoperatörer laborerar ofta med avlastningsparametrarna utifrån de grundvärden som finns för ordern. Detta görs för att eliminera defekter som uppstår i ämnet vid pressningen. Intervjuernas syfte var att få inblick i vilka av avlastningsparametrarna som operatörer vanligen laborerar med. Efter intervjuer med främst två operatörer stod det klart att det vanligen är avlastningen för stämpeln i ett utav stegen (steg X) som laboreras med för att eliminera sprickbildning i ämnet. Detta var gemensamt för det flesta typer av geometrier. För vissa mer svårpressade geometrier laborerades också med den hastighet som stämpeln och dynan går med mellan de olika avlastningsstegen. Vanligen sänks hastigheten något relativt ursprungshastigeheten som är satt för en snabb och produktiv produktion och på så vis kan skapa problem med vissa geometrier. De produktionstekniker som talades med delade operatörernas uppfattning. Med det som grund valdes därför avlastningen av stämpeln i avlastningssteg X som varierande parameter i försöket. Avlastningen mäts som en funktion utav den pressade höjden och ligger för geometri N123 vanligen på 3 mm. För att säkerhetsställa att inga verktyg skulle komma till skada gjordes ytterligare samråd med samma produktionstekniker som tidigare i valet av intervall som avlastningen skulle variera inom. Intervallet som avlastningen i steg X skulle varieras inom valdes sedan till 0,5-4,2 mm. Exakt vilka värden inom intervallet som valdes redogörs för i tabell 4.1. Tabell 4.1 Avlastning i steg X för försök 3 Variant Avlastning i steg X (mm) 1 0,5 2 1,2 3 2,0 4 2,7 5 3,5 6 4,2 Sammantaget inkluderades sex olika värden på avlastningen i intervallet och således sex olika varianter på ämnen som försöket skulle resultera i. För att eliminera slumpmässiga fel valdes fem ämnen av varje variant att pressas. Det valdes också att mellan varje variant köra ett fåtal ställbitar för att ställa in pressen ordentligt. Förutom avlastningen av stämpeln i avlastningssteg X valdes alla andra parametrar såsom pressad höjd, pressad vikt och övriga avlastningsparametrar att hållas konstanta enligt de värden som en normal order för geometrin skulle generera. 16 Lövström, G. (2011) GHB64, AB Sandvik Coromant. (Muntlig information) 16 Mattson, J. (2011) GHB4, AB Sandvik Coromant (Muntlig information) 17 Högblom, C; Berglund, M; Carlsson, L. (2011) GHB3, AB Sandvik Coromant. (Muntlig information) 19

32 Examensarbete: Pulveregenskapers inverkan på grönkropp med avseende på sprickor Val av pulver För att hålla förutsättningarna så lika som möjligt med försöken där C2 varierades valdes samma burk och således samma pulversort och blandning att användas även till detta försök, nämligen Att samma burk användes möjliggjorde också att ytterligare blandningsprov kunde utföras efter det att försöket var färdigpressat, som en del i försök Val av geometri Enligt samma princip som för pulvret valdes även samma geometri för detta försök. På så vis kunde både samma förutsättningar hållas. Således var geometrin N123H2-400-RM den som valdes. Det faktum att denna geometri historiskt sett varit problematisk gällande sprickbildning var också en betydande faktor som påverkade valet Genomförande Även för detta försök användes samma press som i tidigare försök (press 576) för att behålla samma förutsättningar. Verktyg och pulver monterades i pressen innan ordern (ordernr ) startades. Efter monteringen kördes ett antal ställbitar till de att pressad höjd och vikt antog önskade värden. För att underlätta och spara tid valdes också att köra med automatisk plockning. I och med det monterades även plockmunstycke och ett läggmönsters programmerades in. När pressen körts in med ställbitar och läggmönstret var inlagt ställdes avlastning i steg X in på det enligt försöksupplägget förutbestämda värdet. Därefter startades pressens automatikläge och kördes tills fem ämnen blivit godkända med avseende på toleranserna för höjd och vikt. Sedan plockades tallriken ut manuellt och märktes upp. Pressen matade sedan in en ny tallrik och avlastningen i steg X ställdes även om till variant tvås värde. Ett antal ställbitar kördes sedan på det nya värdet innan automatikläget startades på nytt. Samma procedur upprepades sedan till det att alla planerade varianter var pressade. Två utav varianterna visade sig ha extrema värden på avlastningen att det inte gick att pressas. Efter utstötningen hade ämnet så mycket sprickor att det inte kunde hålla ihop utan gick sönder vid plockning. Dessa två varianter var de med lägst respektive näst lägst värde på avlastningen. I och med det valdes att utöka intervallet och lägga till en variant med värdet 5,1 mm i avlastningssteg X. När även den varianten var pressad skickades samtliga tallrikar till sintringen. Efter att sintringen genomförts märktes samtliga varianter på ämnen och plockades om till tallrikar avsedda för okulärkontroll. Det tallrikarna lämnades sedan till ämneskontrollen tillsammans med dokument med måttoleranser och en tabell att fylla i mätvärden samt observationer som gjorts för varje ämne. 20

33 Kap. 4 Variation av avlastning 4.3 Försöksutvärdering 3 Variation i avlastning N123 Efter den okulärkontroll som utfördes av ämneskontrollen visade det sig att flertalet varianter hade öppna sprickor under den hylla som finns under skäreggen på ämnet. Vissa utav ämnena hade även en del urrivningar på kanterna och ett fåtal hade även gradkanter på skäreggen. I och med att samtliga mått också kontrollerades kunde det avgöras om variation utav avlastningen, förutom sprickor, också orsakade formförändring av ämnet. Mätningarna visade på en liten varians för samtliga mått och att måtten även låg med god marginal inom tolerans. Således konstaterades att avlastningen i steg X inte påverkar ämnets form. Samtliga mätvärden och de defekter som försöket resulterade i redovisas i tabell 4.2. Det mätvärden som redovisas är avvikelser från det nominella måtten i millimeter. Tabell 4.2 Resultat från mät- och okulärkontroll utav ämnen i försök 3 Variant Längd (L) Bredd (B) Planhet botten (PLHB) Höjd skäregg (H1) Höjd kropp (H2) Sprickor Burr Urrivningar Grader 2.1 0,06 0,02-0,010-0,01-0,003 Under hyllan 2.2 0,05 0,02 0,020 0,00-0,003 Under hyllan 2.3 0,05 0,02-0,015 0,01-0,011 Under hyllan 2.4 0,06 0,03-0,014 0,00-0,008 Under hyllan 2.5 0,08 0,01-0,015-0,02 0,005 Under hyllan 3.1 0,06 0,00-0,008 0,00-0,010 Under hyllan 3.2 0,07 0,00-0,003-0,01-0,003 Under hyllan 3.3 0,05 0,01-0,018-0,01-0,001 Under hyllan 3.4 0,05 0,02-0,007-0,01-0,007 Under hyllan 3.5 0,06 0,01-0,014 0,01-0,003 Under hyllan 4.1 0,06 0,01-0,026 0,00 0,004 Under hyllan Kantskada 4.2 0,07 0,00-0,016 0,01-0,002 Under hyllan Kantskada 4.3 0,07 0,01-0,023 0,00 0,005 Under hyllan 4.4 0,07 0,00-0,019 0,00 0,003 Under hyllan Kantskada 4.5 0,08 0,00-0,020 0,03 0,007 Under hyllan Kantskada 5.1 0,06 0,01-0,013 0,03 0,011 Inga Skäregg 5.2 0,07 0,00-0,010 0,07 0,017 Inga 5.3 0,07 0,01-0,014 0,02 0,013 Inga 5.4 0,07 0,01-0,012 0,03 0,012 Inga 5.5 0,07 0,01-0,009 0,05 0,012 Inga 6.1 0,05 0,01-0,012 0,01 0,007 Inga Skäregg 6.2 0,05 0,01-0,019 0,01 0,010 Inga 6.3 0,05 0,00-0,016 0,02 0,014 Inga 6.4 0,05 0,00-0,019 0,01 0,010 Inga 6.5 0,05 0,01-0,017 0,01 0,008 Inga 7.1 0,04 0,01-0,025 0,01 0,015 Inga 7.2 0,05 0,00-0,025 0,00 0,018 Inga 7.3 0,05 0,01-0,027 0,01 0,017 Inga 7.4 0,04 0,01-0,030 0,00 0,019 Inga Skäregg 7.5 0,04 0,01-0,025-0,01 0,015 Inga 21

34 Examensarbete: Pulveregenskapers inverkan på grönkropp med avseende på sprickor I tabellen är variant 1 exkluderar i och med att dess värde på avlastningen i steg X gjorde den opressbar. Anmärkningsvärt med resultatet i övrigt var att grundvärdet för avlastningssteg X som brukar användas vid pressning motsvarade värdet för den första godkända varianten i försöket. Med tanke på att alla varianter med avlastning på mindre än 3,5 mm blev underkända och att ingen övre gräns för avlastningen gick att utläsa rekommenderas att grundvärdet bör höjas till 4 mm för den aktuella geometrin. På så vis ligger man längre ifrån den kritiska gränsen för sprickor och får således en säkerhetsmarginal. 4.4 Försök 4 Variation av avlastning i 266L I och med att försök tre resulterade i ett intressant och användbart utfall valdes att ett ytterligare försök skulle genomföras med ett identiskt försöksupplägg. Pressen skulle således först köras in med ett antal ställbitar och sedan köras på automatik med manuella tallriksbyten mellan varje variant. Det valdes också att pressa fem stycken bitar av varje variant för att få en bättre statistisk säkerhet Val av parametrar Även i detta försök valdes avlastningen i steg X att varieras. För den gällande geometrin var grundvärdet 3 mm. I och med det lämpade sig det intervall som användes i försök tre också bra även för detta försök. Således valdes avlastningen i steg X att varieras inom intervallet 0,5-4,2 mm. Inom intervallet valdes sex olika värden att pressa med under försöket vilket innebar sex olika varianter i enlighet med det tidigare försöket. De avlastningsparametrar som valdes att använda i försöket redogörs för i tabell 4.3. Tabell 4.3 Avlastning i steg X för försök 4 Variant Avlastning i steg X (mm) 1 0,5 2 1,2 3 2,0 4 2,7 5 3,5 6 4, Val av pulver Samma pulver ( ) valdes att användas även i detta försök. Detta i syfte att pulveregenskaperna skulle varieras så minimalt som möjligt jämfört med avlastningsförsöket i Corocut. Att använda samma burk underlättade också genomförandet utav försök 5 som fortlöpte parallellt med de övriga försöken Val av geometri Den geometri som valdes för försöket var 266L och är samma gängskär som pressades i försök 2. Även denna gång valdes geometrin på grund av dess låga kassationsprocent relativt Corocut. 22

35 Kap. 4 Variation av avlastning Genomförande Pressen som användes för försöket var åter igen press 576 i provpressgruppen. Försöket kördes i direkt samband med försök 3. Efter att försök 3 var slutfört plockades det verktyget ut och det nya monterades in. Ett nytt plockmunstycke avsett för gängskäret monterades även och plockmönster för geometrin programmerades. Därefter startades ordern (ordernr ). I övrigt utfördes försöket identiskt med försök 3 med automatisk körning av pressen och manuella tallriksbyten mellan varje variant. Ett antal ställbitar pressades även mellan varje variant för att ställa in pressen på önskad pressad vikt och höjd. Det visade sig att även för detta försök innebar de två första varianternas inställning av avlastningen att ämnena ej kunde hålla ihop på grund av den omfattande sprickbildningen. Till följd av ovanstående valdes att även i detta försök utöka intervallet för avlastningen och höja den övre intervallgränsen till 5,1 mm. Således lades en variant till i försöket utöver de sex varianter som ursprungligen var planerade. När alla varianter var pressade skickades samtliga ämnen iväg för sintring i process DA

36 Examensarbete: Pulveregenskapers inverkan på grönkropp med avseende på sprickor 4.5 Försöksutvärdering 4 Variation i avlastning 266L Efter att sintringsprocessen avslutats utfördes en okulärkontroll med hjälp av mikroskop utav ämneskontrollen. Det visade sig att förutom det två första varianterna som över huvud taget inte gick att pressa blev även den sista varianten underkänd enligt befintliga spricktoleranser för geometrin. För omnämnd variant var avlastningen i steg X 5,1 mm under pressningen vilket resulterade i sprickor i hålet efter sintring. Liksom i försök 3 mättes och kontrollerades även ämnets mått för att avgöra om någon formförändring erhållits till följd av förändringen i avlastningen. Det mått som kontrollerades var skäreggens höjd samt ämnets centrering (IC). Precis som för Corocuten i föregående försök var också här spridningen i måtten liten och samtliga mått låg även med god marginal inom toleransintervallet. Det femte ämnet av variant fyra med avlastning på 2,7 mm hade efter sintringen burr på undersidan av ämnet. I övrigt var variant tre till sex godkända. Samtliga mätvärden och de defekter som ämnena hade efter sintring redogörs för i tabell 4.4. Liksom i föregående försök exkluderas det två första varianterna ur tabellen då det ej var pressbara. Likaså är det avvikelser i millimeter från de nominella mätvärdena som redovisas. Tabell 4.4 Resultat från mät- och okulärkontroll för försök 5 Variant Höjd skäregg(s) IC Sprickor Burr Urrivningar Grader 3.1-0,04 0,037 Inga 3.2-0,05 0,034 Inga 3.3-0,06 0,037 Inga 3.4-0,07 0,034 Inga 3.5-0,06 0,028 Inga 4.1-0,05 0,030 Inga 4.2-0,03 0,034 Inga 4.3-0,03 0,030 Inga 4.4-0,07 0,034 Inga 4.5-0,06 0,033 Inga På undersidan 5.1-0,02 0,037 Inga 5.2-0,04 0,033 Inga 5.3-0,06 0,033 Inga 5.4-0,07 0,033 Inga 5.5-0,04 0,045 Inga 6.1-0,06 0,040 Inga 6.2-0,05 0,036 Inga 6.3-0,05 0,036 Inga 6.4-0,07 0,034 Inga 6.5-0,04 0,035 Inga 7.1-0,04 0,042 I hål 7.2-0,06 0,044 I hål 7.3-0,05 0,044 I hål 7.4-0,09 0,047 I hål 7.5-0,06 0,046 I hål 24

37 Kap. 4 Variation av avlastning Den avlastning i steg X som är standard för gällande geometri har värdet 3 mm. Det ligger mitt emellan variant fyra och fem och således också i mitten av det godkända intervallet som försöket resulterade i. Vilket visar på att geometrin är väl testad och inkörd vad gäller avlastning och därför rekommenderas också att standardvärdet behålls även i framtiden. Att jämföra med Corocuten i försök tre där standardvärdet låg precis på gränsen i det godkända intervallet. 25

38 Examensarbete: Pulveregenskapers inverkan på grönkropp med avseende på sprickor 26

39 Kap. 5 Undersökning av hur C2 varierar på burknivå 5. Försök 5 Undersökning av hur C2 varierar på burknivå Vid arbetets start misstänktes C2 vara en av de parametrar som påverkade den sprickbildning som förekommer på ämnen. Med anledning av detta beslutades att som en komplettering till försök ett och två också göra en parallell undersökning. Denna undersökning syftade till att kartlägga hur stor variation på C2 som finns inom blandningar och också inom burkar. Ingen kunskap fanns om hur stor inverkan C2 hade på sprickbildningen innan de två första testerna genomfördes. På så vis fanns inte heller någon kunskap om de tester som utfördes för att mäta C2 på de olika pulvren var tillräcklig. När ett pulver tillverkas blandas först de olika råvarumaterialen ihop. Varje material vägs noga innan det tillsätts så att det överensstämmer med receptet för pulvret. Varje sats som tillverkas av en pulversort kallas för en blandning och tilldelas ett löpande nummer. När alla material är tillsatta mals blandningen samman i en kvarn tills att önskad storlek på pulverkornen fåtts. Efter malningen spraytorkas blandningen för att få bort den etanol som är tillsatt för malningen. När blandningen är torkad töms den upp på olika burkar som också tilldelas ett löpande nummer. Det pulvertillverkningen därefter gör är att ta ut en liten mängd pulver ifrån slumpvis utvalda burkar, med undantag från första och sista burk. Av det pulver som plockats ut pressas en enkel fyrkantig geometri med bestämd höjd och vikt, en så kallad SNUN-platta. Det pressade ämnena mäts sedan med en mätmetod som inkluderar 48 stycken mätpunkter. De erhållna måtten sparas i en databas. Därefter skickas SNUN-plattorna på sintring i den process som är avsedd för respektive pulversort. Efter sintring har ämnena krympt och därför mäts de åter igen med samma mätmetod. De nya måtten jämförs med de mått som sparats från innan sintringen. Genom en formel 2 beräknas sedan ett krympförhållande ut. I formeln ingår ämnets mått före och efter sintring, för både höjd och bredd. C2 är således ett värde på hur mycket ämnet krymper i höjdled relativt hur mycket de krymper på bredden. 27

40 Examensarbete: Pulveregenskapers inverkan på grönkropp med avseende på sprickor 5.1 Försöksupplägg För att undersöka variationen av C2 mellan och i olika blandningar beslutades att historik skulle tas fram på det värden som beräknats. I och med att de värdena är medelvärden baserade på flertalet burkar valdes också att varje burks värde skulle granskas för att se variationen inom blandningar. Förutom granskning av historik gjordes också provtagningar på den burk som användes vid det övriga försöken. Provet planerade att utföras i samband med att försöken genomfördes och var på så vis uppdelat i fyra stycken delprov. Proven valdes att tas direkt efter att varje försök var färdigpressat. 5.2 Genomförande Utsökning av statistik Den historiska utsökningen valdes att göra på den pulversort som användes till de olika försöken, pulver 473. Av denna pulversort valdes blandning 032, 044, 053 samt 056 ut för att granskas, utöver det test som planerade göras med blandning 067. Det två första blandningarna valdes på grund av deras, relativt andra blandningar, höga kassationsprocenter. Blandning 053 och 056 valdes som referens på grund av deras låga kassationsprocent. Specifikt för samtliga blandningar som valdes var även att det för dessa blandningar fanns dokumenterat ifrån vilka burkar som pulver tagits ut för blandningsprov. Vilket också var en anledning till att det valdes. I och med dokumenteringen kunde också en tydligare kartläggning möjliggöras. Statistiken över C2-mätningarna och dess beräkningar för de valda blandningarna hämtades från labbets databas. Från statistiken gjordes sedan ett selektivt urval där mätvärdena för samtliga blandningsprov sorterades bort. Således återstod endast det för varje SNUN-platta beräknade C2- värde. Dessa värden sammanställdes och illustrerades också med grafer över variationen inom varje blandning Utvärdering av statistik Efter sammanställning granskades resultatet och utvärderades. I diagram illustreras variationen för de olika blandningarna. Spridningen var relativt lika för alla tre blandningarna med undantag för några enstaka mätningar. Dessa undantag valdes att bortse ifrån då det med högsta sannolikhet rör sig om ett fel i mätprocessen. Att medelvärdena av C2 för samtliga blandningar låg inom toleranserna var känt redan innan undersökningen startades. Efter genomförandet fastslogs att toleransen kunde hållas även med den variation som fanns. Endast de mätvärden som valdes att bortse ifrån låg utanför tolerans. Av de båda blandningarna med hög kassationsprocent låg blandning 032 relativt nära den övre toleransgränsen medan blandning 044 låg nära den undre toleransgränsen. Även blandning 053 med den lägre kassationsprocenten låg nära den undre toleransgränsen. Detta tolkades som att inga samband mellan var C2-värdena befinner sig i toleransintervallet och dess kassationsprocent existerade. Spridningen av C2 var likvärdig för de olika blandningarna vilket föranledde att en slutsats gjordes om att variationen utav C2 inom burken inte har någon inverkan på sprickbildningen av ämnen. 28

41 Kap. 5 Undersökning av hur C2 varierar på burknivå Vidareundersökning För att kontrollera den slutsatsen som togs valdes en ytterligare undersökning att göras. Syftet var att undersöka om de ordar som haft kassationer inom de olika pulverblandningarna också gick att koppla till en specifik burk. Om det sedan visade sig att så var fallet kunde en utvärdering göras om varför kassationerna uppstod med just den burken. Om kassationerna berodde på variationen i C2 eller på någon annan faktor skulle på så vis kunna fastställas. För att göra detta togs först ordernummer ut för det ordar som körts med det tre olika pulvren och därefter endast för det ordar med kassationer. I produktionssystemet GSSII gjordes sedan en manuell utsökning för varje order med kassationer. Dessvärre visade det sig att för dem ordar som det önskades fås fram vilken burk som används saknades information. Utav nitton ordar med kassationer för de tre olika blandningarna hade endast ett fåtal uppgifter om vilken burk som används. I och med detta så strandade konceptet för vidareundersökningen och inga slutsatser eller kopplingar mellan kassationer och specifika burkar kunde göras. För att i senare undersökningar och även i produktionen i stort öka spårbarheten av problem och kassationer som berör pulver rekommenderades därför att vilken burk som används alltid ska registreras. 5.3 Provtagningar Delprov I Det första provet togs direkt efter att försök ett var färdigpressat. Ur den slang som går från pulverburken till pressen tömdes en liten mängd pulver i en provburk. Därefter märktes provburken med pulversort, blandning och burknummer. Provburken togs sedan ut till labbet där blandningsprov påbörjades enligt den procedur som beskrevs i ovanstående avsnitt (avsnitt 5). Av det uttagna pulvret pressades alltså fyra stycken SNUN-plattor vars höjd och bredd sedan mättes med 48 punkter. Plattorna skickades sedan till sintringen där de placerades i samma sintringsprocess och ugn som både test- och referensordern. Efter sintring togs ämnena tillbaka till labbet och mättes åter igen. C2 beräknades sedan enligt den för ändamålet avsedda formeln 5. Förutom C2 testades även HC och COM för provet som en komplettering till försöket Delprov II Det andra provet valdes även det att tas direkt efter att försök två var färdigpressat. Detta i och med att burken låstes för användning till förmån för försöken. För att då inte ta prov från samma segment i burken togs provet efter de två ordnarna i försök två var körda. I övrigt utfördes provet identiskt med delprov I ett för att förutsättningarna för mätningarna skulle vara desamma Delprov III I och med att försök fyra genomfördes i direkt följd till försök tre och samma pulverburk användes valdes att ta pulverprov tre efter det att båda försöken var slutförda. Detta innebar att ett av delproven uteblev. I övrigt skedde delprovet enligt samma princip och tillvägagångssätt som de övriga delproven. Den enda skillnaden jämfört med tidigare var att pulvret som togs ut kom från ett segment längre ned i burken. 29

42 Examensarbete: Pulveregenskapers inverkan på grönkropp med avseende på sprickor 5.4 Resultatsammanställning av delprov och statistik Efter det tre delproven var genomförda jämfördes dess beräknade C2-värden med varandra för att avgöra om någon skillnad i C2 fanns i olika segment i pulverburken. Värdena jämfördes också med det medelvärde som ursprungligen togs fram för hela blandningen när den tillverkades. Det C2-värde som delprov ett resulterade i stämde väl överens med det medelvärde som angetts för blandningen och differerade på endast tre hundradelar. De kompletterande mätningarna som gjordes utav HC och COM skilde sig relativt mycket från det medelvärde som angetts för blandningen och låg dessutom precis utanför de toleranser som finns för pulversorten. Efter utredning visade det sig att tallriken inte placerats i sintringsugnen i enlighet med de riktlinjer som finns för blandningsprov. Tallriken hade placerats långt upp i en stapel och inte i mitten utav den som den annars borde ha gjorts. I och med felplaceringen påverkades HC och COM för blandningsprovet och därför valdes att bortse från det resultatet. Det andra delprovet fick även de ett C2-värde som stämmer väl överens med det medelvärde som angetts för hela blandningen. Det uppmätta värdet differerade med tre hundradelar men åt motsatt håll relativt delprov ett. Samtliga provvärden och de medelvärden som angivits för blandningen redovisas i tabell 5.1. Tabell 5.1 Mätresultat från provtagningar av C2 i pulver Blandningsprov 067 Beräknat medelvärde, C2: 0,48 Burk Delprov C , , ,52 Som tabellen visar blev resultatet av delprov tre även väl överensstämmande med det ursprungliga beräknade medelvärdet för blandningen. Samtliga för delproven uppmätta C2-värden låg även med god marginal inom tolerans. Med grund av detta fastställdes variationen av C2 inom burken som ringa. Med grund av resultaten av provtagningarna och den statistikundersökning som gjordes antogs C2 vara en faktor vars inverkan på sprickbildning i grönkropp är obefintlig. Att statistikundersökningen och provtagningarna endast gjordes i pulver 473 bör dock beaktas. För att fastställa variationen av C2 och dess inverkan på sprickbildning i andra pulversorter rekommenderas ytterligare tester och undersökningar. 30

43 Kap. 6 Analys 6. Analys 6.1 Sammanställning utav försöksresultat Efter att samtliga försök var genomförda gjordes en analys utav försöksresultaten. Resultaten från försöken där C2 varierades såväl som försöken där avlastningen varierades granskades parallellt med undersökningen av C2s variation på burknivå. Förhoppningen var att kunna finna ett eller flera samband som klargjorde vilka parametrar som påverkar sprickbildningen i grönkropp. Efter det som försök 3-5 klargjorde antogs C2s inverkan på sprickbildningen vara obefintlig. Därför lades fokus istället på avlastningen som hade visat sig ha uppenbar inverkan på den sprickbildning som erhålls vid pressning. För att kontrollera det resultat som fåtts i försöken valdes avlastningen att undersökas närmare. Från det försök som gjordes var det känt vilka värden på avlastningen som gav sprickor. I det skedet kunde dock inga slutsatser dras om vilka värden som gav sprickor i andra geometrier eller pulver än de som användes i försöken. Tanken var därför att undersöka detta för att eventuellt finna samband i avlastningsparametrar och värden på dessa som generellt ger sprickor i grönkropp. För att göra detta utgicks det från den statistik som tidigare hade tagits fram på alla det ordar som producerats sedan mars Från statistiken söktes sedan ordar som körts i samma pulversort som försöken ut. Nitton stycken ordar med höga kassationsprocenter plockades sedan ut ifrån dessa. De utplockade ordnarna kollades sedan upp i produktionssystemet PSS. Detta gjordes manuellt för varje enskild order på grund av att en gemensam utsökning med avseende på avlastningsparametrar ej gick att göra i PSS. Det som ville fås fram var vilka värden på avlastningsparametrarna som används i dem ordar med höga kassationer, för att sedan kunna jämföra dessa med det värden som användes i försöken. Under utsökningens gång upptäcktes dock att för de nitton uttagna ordnarna fanns det angivet vilka avlastningsparametrar som använts för endast en order. Efter utredning om varför ingen loggning på parametrarna fanns för det övriga ordnarna visade det sig att dessa ordar var körda i den mekaniska pressen. I och med att den inte har någon CNC-styrning har de heller ingen loggning av press- eller avlastningsparametrar. På grund av detta kunde inte någon jämförelse göras. Som följd av ovanstående spekulerades det istället i om det höga kassationerna på grund av sprickor endast berodde på att de pressats i den mekaniska pressen. Därför gjordes en ny undersökning för att ta reda på detta. Från den redan framtagna statistiken sorterades kassationerna upp med avseende på vilken presstyp det körts i. Sammanställningen begränsades även till kassationer för endast Corocut då det var den svåra geometri som användes i försöken. I figur 6.1 visas ett diagram över detta. 31

44 Examensarbete: Pulveregenskapers inverkan på grönkropp med avseende på sprickor Figur 6.1 Kassationsprocent för Corocut Som figuren visar finns det en trend det senaste två åren på att kassationsprocenten minskar. Det går också att se att kassationsprocenten för den hydrauliska pressen (presstyp B) är betydligt lägre än den för den mekaniska (presstyp A). Att kassationerna för presstyp B har en spik i början av år 2010 beror med största sannolikhet på att det var precis innan överflyttningen från presstyp A påbörjades. Spiken är således kassationer till följd av det inkörningsordnar som gjorts. En sammanställning och jämförelse gjordes också över den totalt producerade kvantiteten för Corocut de senaste två åren. Generellt sett så har produktionskvantiteten ökat, att jämföra med den minskande kassationsprocenten. Dock fanns det faktum att presstyp B hade avsevärt lägre kassationer än presstyp A över tiden. Vilket bekräftar att överflyttningen bör fortsätta för alla geometrier som är möjliga att pressa i presstyp B. Efter denna klargörelse ansågs det att det för tillfället inte gick att komma längre i undersökningen av avlastningsparametrar. Istället valdes att gå vidare med att fördjupa den tidigare undersökningen som gjorts med avseende på pulveregenskaper. Detta i och med att det redan insetts att avlastningen har stor inverkan på vilken sprickbildning som erhålls vid pressning. Även då inga exakta parametervärden eller intervall för en optimal pressning med avseende på sprickor hade kommits fram till. Det förmodades att avlastningen inte var den enda faktorn som inverkade på sprickbildningen. Därför valdes en mer övergripande undersökning av pulveregenskaper än den som gjordes tidigare att göras. 32

45 Kap. 7 Kartläggning av pulveregenskapers inverkan på sprickbildning i grönkropp 7. Kartläggning av pulveregenskapers inverkan på sprickbildning i grönkropp 7.1 Statistikutsökning Återigen gjordes en ny statistikutsökning över alla ordar som producerats sedan mars 2009 och haft kassationer på grund av sprickor (kassationskod 32). Vid utsökningen togs hjälp utav Chris Chatfield på GHT, AB Sandvik Coromant. För att underlätta utsökningen delades den upp i två steg. I det första steget söktes alla ordar med kassationer ut. För dessa ordar togs sedan det olika pulversorter och blandningar som det körts i ut. I det andra steget gjordes en utsökning på respektive pulveregenskaper för de pulverblandningar som tagits ut. I det första utsökningssteget togs parametrar såsom pulverblandning, pressnummer, kassationskvantitet och geometri med. Det pulveregenskaper som valdes att ta med i utsökningssteg två var samtliga egenskaper som vanligen mäts och kontrolleras. Det vill säga HC, COM, C1, C2, pulverdensitet, Hallflow 18 och presstryck. Statistiken från det försa utsökningssteget sammanställdes sedan och rankades med avseende på kassationskvantitet. Det fem värsta pulversorterna valdes därefter ut för att undersökas närmare. Pulvresorterna som valdes var pulver 465, 471, 473, 479 och 510. För dessa pulversorter kompletterades utsökningen även så att data för alla ordar som producerats i dessa fanns, det vill säga för alla ordar utan kassationer också. Sedan gjordes en sammanställning över dessa fem pulversorter där blandningar och dess egenskaper kopplades samman med kassationskvantitet och kassationsprocent för respektive blandning. Sammanställningen gjordes först för varje pulver individuellt i ett försök att se något anmärkningsvärt för någon av pulveregenskaperna. Det individuella sammanställningarna för respektive pulveregenskap sammanställdes sedan och jämfördes med varandra i syfte att undersöka om något övergripande samband gick att se. 7.2 Analys utav statistikutsökning Förhoppningarna var att hitta intervall för de olika pulveregenskaperna som gemensamt för alla fem pulversorter representerade höga kassationskvantiteter. Efter analysen stod det dock klart att inga sådana samband fanns. I bilaga B3 - B4 illustreras kassationskvantiteten för tre utav pulveregenskaperna, nämligen presstryck, pulverdensitet och hallflow. Som figurerna visar var kassationerna för respektive pulver utspridda och i relativt stor utsträckning skiljde sig också deras värde på pulveregenskapen ifrån varandra. I och med detta kunde inga slutsatser göras om att det fanns ett gemensamt värde för samtliga pulver som gav höga kassationer. Liknande sammanställningar gjordes även för övriga pulveregenskaper. Resultatet blev även för dem av sådan karaktär att inga slutsatser kunde göras för något gemensamt värde som orsak till kassationerna. Istället valdes att fokusera på de olika pulvren individuellt för att avgöra om det istället fanns tendenser och samband inom varje pulversort som eventuellt skulle kunna förklara kassationerna. 18 Definition av Hallflow, Avsnitt 11.8 s.47 33

46 Examensarbete: Pulveregenskapers inverkan på grönkropp med avseende på sprickor Även då inga gemensamma intervall eller värden hittades kunde ändå vissa samband ses efter den individuella granskningen. Det tycktes finnas en tendens till att både kassationskvantiteten och kassationsprocenten ökade ju högre presstrycket var. Det olika pulvren låg alltså inom olika intervall i absoluta värden men hade ändå gemensamt att kassationerna ökar intill den övre intervallgränsen. Denna tendens illustreras i figur 7.1 Figur 7.1 Tendens i ökande kassationsprocent för ökat presstryck i pulversort 465 I övrigt jämfördes också varje pulver individuellt relativt respektive pulvers toleransintervall för samtliga pulveregenskaper. Även där gjordes en del intressanta observationer. Samma observationer gjordes för olika pulversorter och olika pulveregenskaper inom dessa. Det som observerades var att kassationsprocenten ofta tenderade att öka för vissa värden på egenskaper inom pulvret. Det fanns pulver och egenskaper som resulterade i att kassationerna hade en spik i mitten utav intervallet för värdena och också vid dess extremvärden. Efter denna observation bildades en frågeställning om det vore möjligt att minska kassationerna genom att se till att undvika de specifika värden som orsakade spikar i kassationer. Det insågs också att den framtagna statistiken inte kunde tolkas som hela sanningen. Möjligheten fanns att de värden med höga kassationsprocenter eventuellt representerades av en och samma geometri, och då kanske en svårpressad geometri. Vilket skulle kunna ha varit anledningen till det ökade kassationerna. För att klargöra den frågeställning som togs fram och också undersöka möjligheten om att geometriberoendet valdes att ett ytterligare försök skulle göras. 34

47 Kap. 7 Kartläggning av pulveregenskapers inverkan på sprickbildning i grönkropp 7.3 Försök 6 Variation utav pulveregenskaper För att undersöka riktigheten i det teorier som togs fram angående att kassationsprocenten tenderar att öka intill toleransgränser för vissa pulverparametrar valdes att försök skulle utföras. Syftet var således att bekräfta eller dementera de framtagna teorierna. Resultatet ämnades också ligga till grund för de slutsatser som skulle fattas angående pulveregenskapers inverkan på sprickbildningen Försöksupplägg Till skillnad från tidigare försök valdes detta försök att inriktas emot pulveregenskaper och inte pressparametrar. I övrigt valdes att genomföra försöket på samma sätt som tidigare. Försöket pressades i samma press (576) som tidigare användes. Målet med försöket var att avgöra vilken eller vilka pulveregenskaper som inverkar på sprickbildningen Val av parametrar I och med att försöket valdes att fokusera på pulveregenskaper valdes också att samtliga pressparametrar skulle hållas konstanta. Således var pressad höjd, pressad vikt och samtliga avlastningsparametrar konstanta enligt det värden som är standard för geometrin. Utifrån tidigare framtagna teorier valdes pulverdensitet, presstryck och hallflow som styrande parametrar till försöket Val av pulver Tre olika pulver valdes ut, , samt Anledningen till att de tre pulvren valdes var att dess värden på de parametrar som valts ut överensstämde med önskade värden. Det önskade värdena i sin tur fastställdes utifrån den kassationsstatistik som tenderade att öka vid vissa värden av parametrarna. Pulvren valdes så att parametervärden var bra för två utav parametrarna och dåligt för den tredje. Med bra och dåligt menas parametervärden med låg respektive hög kassationsprocent. Det visade sig att pulver inte fanns att tillgå i och med att det var en gammal blandning och således redan slut. Inga andra blandningar som fanns att tillgå hade överensstämmande parametervärden. Till följd av detta valdes försöket att utföras med endast två pulverblandningar. Att beakta är också att pulver , som var avsett att ha ett hallflow-värde på 35 eller högre, hade värdet 34. Pulvret valdes ändå i och med avsaknaden av andra överensstämmande pulver. Likaså för pulver , där ett värde på pulverdensitet med hög kassationsprocent önskades. Således skulle pulverdensiteten ligga i intervallet 3,41 3,43, även då det optimala vore 3,41. Pulvret som valdes hade värdet 3,43 och var därför inte det optimala men valdes ändå på grund av bristen på andra överensstämmande pulver. Tabell 7.1 Pulveregenskaper för det valda pulvren i försök 6 Pulver Presstryck (Mpa) Pulverdensitet (g/cm3) Hallflow (s) , ,43 33,1 35

48 Examensarbete: Pulveregenskapers inverkan på grönkropp med avseende på sprickor Val av geometri Geometrin som valdes för försöken var L123H CF. Tanken ifrån början var att köra samma geometri som tidigare. Men efter undersökning visade det sig att den geometrin ej kördes i pulversorten. Därför gjordes en sammanställning över de geometrier som produceras i pulvret och också över dess olika kassationsprocenter. Geometrin som valdes producerade frekvent och hade relativt hög produktionsvolym och likaså en hög kassationsprocent vilket gjorde den väl lämpad för försöket. Valet av geometri innebar också att pressverktyg valdes att användas. I figur 7.2 nedan illustreras hur geometrin ser ut Genomförande Figur 7.2 Corocut: L123H CF Två stycken ordar lags till en början in i produktionssystemet, en order för respektive pulverblandning som valdes. Ordnarna kördes sedan i följd efter varandra för att inte ta upp mer tid än nödvändigt i pressningen. Det för geometrin avsedda verktyget monterades och riktades först in i pressen och pulverburken sattes upp. Därefter kördes ett antal ställbitar till de att pressad höjd och pressad vikt stabiliserats kring börvärdet. Avlastningen i steg X till Y ändrades också något i enlighet med hur det skulle ha gjort i produktion. Efter korrigeringen behölls sedan avlastningen konstant. De exakta avlastningsvärden som användes redovisas ej på grund av sekretesskäl. I den första ordern (ordernr ) pressades sedan tio stycken ämnen där pressad höjd och vikt hölls konstant. Bitarna plockades för hand och lades på en tallrik. En ytlig okulärkontroll med mikroskop utfördes även för att få en uppfattning om sprickbildning i ämnet innan sintring. Okulärkontrollen visade för första ordern att inga sprickor fanns i ämnena. Efter den första ordern byttes sedan pulverburk till den andra blandningen och den andra ordern (ordernr ) startades. Samma avlastningsparametrar användes som i den första ordern. Detta i syfte att säkerhetsställa att skillnaden i resultatet från okulärkontrollen efter sintring endast beror av pulverbytet. Även för den andra ordern pressades tio stycken ämnen där pressad höjd och vikt hölls konstant. Som innan handplockades bitarna och lades på en tallrik. Den okulärkontroll som utfördes visade att en del sprickor förekom i ämnet efter pressning. Det båda ordnarna med tillhörande tallrikar togs sedan till sintringen där de kördes i process DA1410. Efter sintring plockades ämnena om till skumgummitallrikar avsedda för okulärkontroll och märktes också upp. Därefter lämnades samtliga ämnen till ämneskontrollen där sprickförekomst kontrollerades. 36