Inverkan av processvariationer på spridning i egenskaper hos hårdmetallämnen (aw)

Bakgrund

Verktyg för skärande bearbetning av metaller är kärnområdet för Secotools verksamhet. Majoriteten av de verktyg som tillverkas består av hårdmetall, ett kompositmaterial av hårdämnen sammanfogade av en metallisk bindefas. Hårdämnena utgörs främst av wolframkarbid och bindefasen är oftast baserad på kobolt. Andra exempel på hårdämnen är kubiska karbider och karbonitrider baserade på Ti, Ta och Nb. Hårdmetall tillverkas med hjälp av pulvermetallurgiska metoder; hårdämne och bindefaskorn blandas och mals vått i kulkvarnar tillsamman med organiska tillsatser, slurryn sprejtorkas till hanterbara agglomerat som kompakteras till s.k. presslingar, materialsyntesen sker sedan genom smältfassintring vid temperaturer där bindefasen är uppsmält och resulterar i ett i stort sett porfritt ämne, slutligen måste verktygen färdigställas genom slipning, eggbehandling och beläggning.

Hårdmetallsorter kan designas för olika applikationer så att varmhårdhet och förslitningsmotstånd kan optimeras med specifika krav på seghet. Materialets egenskaper och produktens prestanda styrs bl. a. av mängdförhållandet mellan hårdämnen och bindefas, hårdämnets sammansättning och kornstorlek, bindefasens sammansättning och eventuella defekter. I vår strävan att förse våra kunder med marknadens bästa verktyg lägger vi stor vikt vid att kontrollera och styra produktionen och arbetar aktivt med att minska spridning i egenskaper hos våra produkter.

Vid kvalitetskontroll av sintrade ämnen förlitar vi oss bland annat på oförstörande mätningar av magnetiska egenskaper som indirekt ger värdefull information om metallurgiska egenskaper. Från mätning av koercivkraft, Hc, och mättnadsmagnetisering, MM, kan man få information om hårdämnets kornstorlek respektive bindefasens sammansättning. Dessa egenskaper beror på ett flertal faktorer som råvarors kornstorlek, pulversammansättning samt korntillväxt och växelverka med ugnsatmosfären under sintring. Totala spridningen i produktionsutfall för ämnen i en specifik sort kan därför hänföras till ett flertal faktorer som spridning mellan råvaru- och pulverbatcher, ugnsindivider samt inverkan av ugnslast och position i ugnen.

Det är av mycket stor vikt att kartlägga olika processparametrars bidrag till den totala spridningen i produktionsutfall för att optimera och förfina befintlig produktionapparat och produktionsmetoder.

Uppgift
Att utnyttja befintliga datoriserade produktionsuppföljningssystem för att extrahera relevant information om sortspecifikt metallurgiskt utfall som funktion av relevanta produktionsparametrar som exempelvis råvarubatch, pulverbatch, ugnsindivid, ugnslast (total massa och sortblandning) samt position i ugnen.

Att utnyttja befintlig information om produktionsutfall för statistiskt analys där målsättningen är att bestämma olika faktorers inverkan på den totala spridningen samt utföra hypotesprövning av korrelationer mellan spridning i processparametrar och spridning i produktionsutfall.

Att komplimentera tillgänglig information om produktionsutfallet med kritiska välkontrollerade experiment i vår produktionsapparat.

Att utföra kritiska experiment för att testa slutsatser baserade på den statistiska analysen.