Что больше нравится?

Вторник, 01 Декабрь 2020 19:13

методы современного анализа чистоты деталей

Автор 
Оцените материал
(1 Голосовать)

Эволюция автомобильного производства на протяжении многих лет потребовала более высокой степени контроля загрязнения на протяжении всего производственного процесса. В результате промышленность по производству силовых агрегатов постепенно перешла на гораздо более стандартизированные и обязательные требования к чистоте.


С развитием стандартов чистоты VDA 19 и ISO 16232 автомобильная промышленность начала устанавливать новые требования к наиболее чувствительным компонентам, таким как антиблокировочные тормозные системы, корпуса клапанов трансмиссии, детали впрыска топлива и подшипники.



Разработка стандартов


До принятия стандартов VDA 19 и ISO 16232 в 2004 и 2007 годах, соответственно, “требования” к чистоте состояли в основном из визуального контроля или элементарных методов анализа, таких как взвешивание загрязнений, оставленных на поверхностях деталей или внешний осмотр. Отсутствие международных или общепромышленных стандартов сделало практически невозможным сравнение результатов от одного поставщика/OEM к другому.


Металлические абразивы под микроскопом с использованием СЭМ
Металлическая стружка окружена частицами оксида алюминия. Эти твердые абразивные частицы последовательно обнаруживаются при использовании технологии сканирующего электронного микроскопа (СЭМ). Сэм создает изображения образца, сканируя его поверхность сфокусированным пучком электронов.



Хотя многие детали все еще проходят качество поверхности по старому, критические детали должны соответствовать строгим стандартам VDA 19 и ISO 16232. Эти строгие стандарты требуют ограничения загрязнения частиц до определенного максимального размера, а также распределения размеров частиц в зависимости от приемлемого качества деталей. Используя эти стандарты в качестве эталона, производители и поставщики автомобильной техники начали обобщать методы испытаний, позволяя передавать требования по цепочке поставок надежным и воспроизводимым способом.

 



Светооптический Анализ


Существует несколько методов измерения и подсчета загрязнения частиц важных деталей.

 

 

Светооптический анализ на сегодняшний день является наиболее распространенным методом, и он включает в себя четыре необходимые части:


микроскоп,
камеру,
регулируемый источник света (отражающий свет),
программное обеспечение для анализа изображений.
Сканеры и счетчики жидких частиц также включены в комплект поставки.


Как только частицы загрязнения данного компонента  извлекаются на мембрану фильтра для отбора проб (см. VDA 19.1 или ISO 16232 для описания различных процессов экстракции), система микроскопа берет серию увеличенных изображений и анализирует размер и количество частиц, присутствующих на мембране фильтра. Программное обеспечение классифицирует частицы на три основных типа:
металлические (отражающие),
неметаллические (не отражающие),
волокнистые.


Чтобы сделать результаты сопоставимыми, некоторые аспекты анализа должны быть стандартными. Это:



Фон фильтра должен быть белым.
Яркость изображения регулируется до тех пор, пока максимальный диапазон значений серого фона не составит 55% ± 5% от общего диапазона значений серого.

Частицы, подлежащие измерению/подсчету, должны составлять менее 70% от максимального значения серого цвета изображения (например, частицы не должны быть прозрачными, полупрозрачными или белыми).

Каждая система микроскопа, используемая для анализа чистоты, должна использовать одни и те же настройки для обнаружения частиц на белом фоне. Это был важный шаг в стандартизации автоматизированного микроскопического анализа, позволивший сравнить результаты между различными производителями. Это также является причиной того, что требуются дополнительные методы испытаний, когда частицы загрязнения не обнаруживаются стандартными настройками.

 


Расширенный анализ: SEM/EDX


Стандартный анализ с помощью светооптических микроскопов не позволяет надежно обнаружить присутствие некоторых абразивных материалов, которые по внешнему виду почти белые или полупрозрачные. Эти материалы используются во многих производственных процессах

Система анализа Jomesa PSE (Precision Scan for Elements)
Система анализа Jomesa PSE определяет тип сплавов, которые загрязняют образец. например, стеклянный шарик, корунд, карбид кремния и керамика.



Для борьбы с этим видом загрязнения необходимы более совершенные технологии. СЭМ (сканирующий электронный микроскоп) с EDX (энергодисперсионным рентгеновским излучением) наиболее подходит для измерения металлов и других твердых минералов. Этот анализ является следующим шагом для многих производителей, которым необходимо регистрировать и контролировать абразивные частицы в своем процессе или которым нужно идентифицировать  источник загрязнения (например, идентифицировать определенные металлические сплавы).

 



В отличие от светооптического анализа, SEM/EDX не полагается на свет или цвет. Используя специальные сенсоры, РЭМ способен генерировать изображения, основанные на реакции частиц с электронным пучком. Тяжелые элементы (металлы и абразивы) при использовании детектора электронов с обратным рассеянием выглядят намного ярче, чем более легкие элементы (углеродные/органические частицы). Детектор EDX преобразует энергию, полученную в результате этой реакции, в спектр, показывающий элементарный состав этой частицы. Используя справочную базу данных, производители могут сравнивать спектры загрязняющих частиц с известными материалами в процессе производства. С помощью этой информации можно более эффективно определить источник загрязнения.



 Некоторые производители микроскопов разработали светооптические системы,которые напрямую взаимодействуют с системой SEM/EDX для корреляции результатов обоих методов испытаний. Это экономит много времени по сравнению с традиционным процессом СЭМ и обеспечивает более полный отчет о загрязнении любой заданной детали.



Фильтр Для Отбора Проб Подготовка


Хотя автоматизированный анализ SEM/EDX относительно нов для индустрии анализа чистоты, практика идентификации частиц с использованием этой технологии не является новой. Поскольку системы РЭМ используют пучок электронов, направленный на образец, для генерации изображений и спектров материала, эти электроны нуждаются в проводящем пути для саморазряда, поэтому генерируемые изображения являются четкими и без “статических” помех.  Полиэфирные и нейлоновые фильтрующие мембраны по своей природе являются изоляционными материалами; другими словами, электроны не могут свободно разряжаться. Скорее, они накапливаются и создают искаженный образ. Этот эффект также может привести к тому, что частицы “отскакивают” от поверхности фильтра.

Этот образец подготовлен для ввода в СЭМ для анализа. Системы РЭМ используют пучок электронов, направленный на образец, для получения изображений и спектров материала.

 



Однако в соответствии со стандартами VDA19 и ISO 16232 частицы на образце фильтра должны быть зафиксированы, чтобы предотвратить скачок частиц. При надлежащем фиксирующем растворе (адгезиве), нанесенном под образец, частицы могут быть проанализированы в СЭМ более надежно. Некоторые производители также разработали решения для электропроводности, которые могут помочь в устранении эффекта зарядки.

Анализ чистоты будет продолжать развиваться по мере роста требований к выявлению загрязнений. Затраты на переделку и гарантийный ремонт значительно опережают затраты на внедрение эффективного анализа чистоты в производственный процесс.

Дополнительная информация

  • Заказчик: Организация
  • Статус: Нет исполнителя
  • Срок сдачи проекта после оплаты аванса: 01.10.2020
  • ЦЕЛЬ ПРОЕКТА: Рассказать подробней про тему проекта
Прочитано 169 раз Последнее изменение Вторник, 01 Декабрь 2020 19:21
Другие материалы в этой категории: « Как улучшить качество шлифовки Пассивация »
Авторизуйтесь, чтобы получить возможность оставлять комментарии