Inspección de calidad de piezas y productos de titanio

La calidad de las piezas de titanio está directamente relacionada con el rendimiento, la fiabilidad y la seguridad. Por lo tanto, es fundamental establecer un sistema de inspección de calidad integral, científico y preciso.

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Sistema de inspección de calidad de piezas y productos de titanio

Wstitanium siempre se ha comprometido con la máxima calidad y se ha comprometido a convertirse en uno de los principales fabricantes de piezas de titanio en China. Gracias a la investigación y el desarrollo tecnológico continuos, la modernización de equipos y la formación de profesionales, Wstitanium no solo fabrica piezas y productos de titanio de alta calidad, sino que también aplica métodos de control de calidad exhaustivos y precisos para garantizar que cada pieza de titanio cumpla o incluso supere sus requisitos. La estrategia integral de Wstitanium para el control de calidad de piezas de titanio abarca desde el estricto control de las materias primas hasta la monitorización en tiempo real del proceso de fabricación, pasando por las pruebas multidimensionales del producto final, y un sistema de control y gestión de calidad que lo abarca todo.

Concepto avanzado de inspección de calidad

Wstitanium ha formado un equipo de inspección de calidad compuesto por expertos en ciencia de materiales, ingeniería mecánica, ensayos no destructivos y otras áreas. Dominan las características del titanio, los principios y los puntos de operación de diversos métodos de inspección, las normas y especificaciones pertinentes, etc. Se anima al personal de inspección a participar en los exámenes de certificación de cualificación de instituciones nacionales y extranjeras de prestigio, como la certificación de cualificación de personal de ensayos no destructivos de la Sociedad Americana de Ensayos No Destructivos (ASNT).

Equipos de inspección de calidad

Wstitanium ha invertido en una serie de equipos de inspección de calidad líderes a nivel internacional, como el microscopio electrónico de barrido de alta precisión (SEM) de Zeiss en Alemania, con una resolución de menos de 1 nm, que puede observar claramente las características sutiles de la microestructura de las piezas de titanio; el espectrómetro de emisión de plasma acoplado inductivamente (ICP-OES) de Thermo Electron en los Estados Unidos, que puede realizar análisis de ultratrazas de la composición química en aleaciones de titanio, con una precisión de inspección de ppm o incluso ppb; y la máquina de medición de coordenadas de alta precisión (CMM) de Mitutoyo en Japón, con una precisión de medición de ±0.5 μm, que satisface las necesidades de medición de formas complejas y dimensiones de alta precisión de piezas de titanio.

Estándares de inspección de calidad

Estándares de inspección de calidad

Wstitanium ha formulado estándares de inspección de calidad interna más estrictos, basados ​​en estándares internacionales y de la industria, y en combinación con sus propios procesos de fabricación. Por ejemplo, para la detección de defectos internos en piezas de aleación de titanio para la industria aeroespacial, el rango permitido se reduce aún más según las restricciones de tamaño y cantidad de defectos, como poros e inclusiones, de acuerdo con los estándares internacionales para cumplir con los altos requisitos de confiabilidad de los productos en el sector aeroespacial. Prestamos especial atención a la actualización de los estándares de la industria y las tendencias de desarrollo tecnológico, y revisamos y mejoramos los estándares de inspección de calidad interna de manera oportuna. Organizamos regularmente al personal técnico para revisar los estándares y recopilar datos de calidad y comentarios de los clientes durante la producción.

Inspección de calidad de la materia prima

La composición química de las materias primas de titanio se analiza mediante tres métodos: espectroscopia de emisión óptica de plasma acoplado inductivamente (ICP-OES), espectrómetro de lectura directa por chispa (OES) y espectroscopia de fluorescencia de rayos X (XRF). Como principal método de análisis cuantitativo, el ICP-OES puede determinar con precisión el contenido de varios elementos de aleación (como aluminio, vanadio, molibdeno, etc.) y elementos de impurezas (como hierro, silicio, carbono, etc.) en aleaciones de titanio, con una precisión de detección de hasta ppm. La OES se utiliza para cribar rápidamente las materias primas y realizar un análisis preliminar de la composición de cada lote en la planta de producción para garantizar que su composición básica cumpla con los requisitos. La XRF, como método de detección no destructivo, se utiliza para el análisis cualitativo y semicuantitativo de las materias primas. Especialmente para algunas muestras que son difíciles de preparar en soluciones, la XRF puede proporcionar rápidamente información de la composición elemental.

Se sigue estrictamente el sistema de gestión de calidad ISO 9001 y se comparan detalladamente los datos de composición química obtenidos en las pruebas con los documentos de certificación de calidad proporcionados por el proveedor de la materia prima para garantizar su coherencia. Asimismo, se establece un sistema completo de trazabilidad de la calidad de la materia prima para archivar los datos de las pruebas de cada lote y registrar información como el origen, el momento de compra y los resultados de las pruebas. Si se detecta un problema de calidad en el proceso de producción posterior, se puede rastrear rápidamente hasta el lote de materia prima y los datos de las pruebas correspondientes, y se pueden tomar medidas oportunas para solucionarlo.

Inspección de calidad de dureza

Utilice con flexibilidad los métodos de ensayo de dureza Rockwell (HR), Vickers (HV) y Brinell (HB). Para materias primas de titanio en forma de bloque, se prefiere la prueba de dureza Rockwell, que es sencilla y rápida de operar, y adecuada para ensayos por lotes. Para situaciones donde es necesario medir con precisión el valor de dureza o detectar la dureza de un área microscópica, como el análisis de la dureza de diferentes fases o inclusiones en la materia prima, se utiliza la prueba de dureza Vickers. Para titanio más blando, la prueba de dureza Brinell es más apropiada. En el proceso de ensayo de dureza, no solo se presta atención a si el valor de dureza cumple con los requisitos estándar, sino también a un análisis profundo de la relación entre el valor de dureza y el rendimiento de la aleación de titanio.

Inspección de calidad de dureza

Por ejemplo, en el titanio endurecido, la variación en el valor de dureza puede reflejar cambios en su estado de procesamiento y estructura interna. Al establecer un modelo matemático entre la dureza y propiedades mecánicas como la resistencia y la plasticidad, los resultados de la prueba de dureza se utilizan para evaluar preliminarmente las propiedades mecánicas de las materias primas, proporcionando una referencia para la tecnología de procesamiento posterior.

Análisis de estructuras metalográficas

La estructura metalográfica de las materias primas de titanio se observa mediante un microscopio metalográfico de alta resolución y un microscopio electrónico de barrido (MEB). El microscopio metalográfico permite observar la estructura macroscópica, como la distribución de las fases α y β, el tamaño y la forma de los granos, etc. El MEB amplifica la microestructura, observando las características del límite de grano, la precipitación de la segunda fase y los defectos microscópicos (como dislocaciones, huecos, etc.). Simultáneamente, en combinación con la tecnología de análisis del espectro de energía (EDS), se analizan las diferentes fases de la estructura metalográfica para determinar su composición química. Se evalúan múltiples dimensiones, como el tamaño de grano, la relación de fases y la uniformidad organizativa, para determinar si la calidad de las materias primas cumple con los requisitos.

Análisis de estructuras metalográficas

En el caso de materias primas que no cumplen con los requisitos, se analizan a fondo las causas, como procesos de fundición inadecuados, defectos de fundición, etc., y se comunican y negocian soluciones con los proveedores. Al mismo tiempo, los resultados del análisis de la estructura metalográfica se correlacionan con los datos de prueba, como la composición química y la dureza, para evaluar exhaustivamente la calidad de las materias primas.

Precisión dimensional

La precisión dimensional de las piezas de titanio durante la fabricación se prueba combinando herramientas de medición tradicionales, como calibradores y micrómetros, con máquinas de medición por coordenadas (MMC) de alta precisión. En la etapa de mecanizado de desbaste, se utilizan calibradores y micrómetros para medir rápidamente las dimensiones clave, detectar desviaciones de mecanizado a tiempo y realizar ajustes. En la etapa de acabado, la MMC se utiliza para realizar mediciones tridimensionales completas de las piezas y se realizan comparaciones precisas con los modelos de diseño para garantizar que la precisión dimensional de las piezas cumpla con los requisitos de diseño. Para algunas piezas de titanio con superficies curvas complejas, como las palas de los motores de aeronaves, también se introducen equipos de medición óptica, como los instrumentos de medición de escaneo láser y los instrumentos de medición de luz estructurada, para lograr una medición rápida y de alta precisión de formas complejas.

Durante el proceso de mecanizado, se establece un sistema de monitorización de la precisión dimensional en tiempo real que transmite los datos detectados al sistema de control del equipo de mecanizado en tiempo real. Si se detecta una desviación dimensional fuera del rango permitido, el sistema emite automáticamente una alarma y ajusta los parámetros de mecanizado en tiempo real según la estrategia de ajuste preestablecida. Por ejemplo, en un centro de mecanizado CNC, la velocidad de avance de la herramienta y la profundidad de corte se ajustan automáticamente mediante un sistema de control de retroalimentación para garantizar que la precisión dimensional de las piezas esté siempre bajo control.

Rugosidad de la superficie

La rugosidad superficial de las piezas de titanio se prueba mediante el método de aguja y el método óptico. El método de aguja utiliza un instrumento de medición de rugosidad superficial para medir con precisión la rugosidad microscópica del perfil de la superficie moviendo la aguja de diamante sobre la superficie de la pieza y obtiene parámetros de rugosidad superficial como la desviación media aritmética (Ra) y la altura máxima (Rz) del perfil. El método óptico utiliza el principio de interferencia de la luz (como el interferómetro de luz blanca) y el principio de dispersión de la luz (como el medidor de rugosidad por dispersión láser) para lograr una medición sin contacto de la rugosidad superficial. Los dos métodos se complementan entre sí. El método de aguja es adecuado para situaciones donde se requieren altos requisitos de rugosidad superficial y precisión de medición precisa; el método óptico tiene las ventajas de una velocidad de medición rápida y sin daños a la superficie, y es adecuado para la detección por lotes y la detección en línea.

Rugosidad de la superficie

Estudio a fondo de la relación entre la rugosidad superficial y el rendimiento de las piezas de titanio, y establecimiento de un modelo matemático que evalúe su influencia en el rendimiento de fricción, la resistencia a la fatiga y la resistencia a la corrosión, entre otros aspectos. De acuerdo con los diferentes escenarios de aplicación y requisitos de rendimiento, se determina un rango razonable de rugosidad superficial. Por ejemplo, en el caso de las palas de aleación de titanio para motores de aviación, la rugosidad superficial influye significativamente en su rendimiento aerodinámico y su resistencia a la fatiga. Optimizando la tecnología de procesamiento y los métodos de tratamiento superficial, se puede controlar la rugosidad superficial entre Ra0.1 y 0.8 μm para cumplir con los altos requisitos de rendimiento de los motores de aviación.

Detección de defectos internos

En el proceso de fabricación de piezas de titanio, se utilizan tecnologías de pruebas no destructivas como las pruebas ultrasónicas (UT), las pruebas de rayos X (RT), las pruebas de partículas magnéticas (MT) y las pruebas penetrantes (PT) para detectar de forma exhaustiva defectos dentro y sobre la superficie de las piezas. UT se utiliza principalmente para detectar defectos como grietas, poros, inclusiones, etc. en el interior de las piezas. Utiliza las características de propagación de las ondas ultrasónicas en los materiales para detectar defectos detectando la señal de las ondas reflejadas. RT penetra las piezas a través de rayos X y forma diferentes imágenes en la placa o película de imagen según los diferentes grados de absorción y atenuación de rayos X de las piezas defectuosas, mostrando así la forma, el tamaño y la posición de los defectos. MT es adecuado para detectar defectos en la superficie y cerca de la superficie de materiales de aleación de titanio ferromagnético. Utiliza el campo magnético de fuga en el defecto para absorber partículas magnéticas y formar trazas magnéticas visibles para mostrar defectos. PT se utiliza principalmente para detectar defectos de apertura de la superficie. Al aplicar un penetrante que contiene un tinte de color o un agente fluorescente a la superficie de la pieza, el penetrante penetra en el defecto, luego elimina el exceso de penetrante en la superficie y luego aplica un revelador para adsorber el penetrante en el defecto, mostrando así la posición y la forma del defecto.

Se utilizan técnicas avanzadas de procesamiento de señales y análisis de imágenes para realizar análisis cualitativos y cuantitativos de los defectos detectados. El tipo (como grietas, poros, inclusiones, etc.), el tamaño, la profundidad y la ubicación de los defectos se determinan mediante el análisis característico de señales de reflexión ultrasónica, el análisis en escala de grises de imágenes de rayos X y el análisis de la morfología de los defectos mediante pruebas de partículas magnéticas y líquidos penetrantes.

Seguimiento y respuesta rápidos

Wstitanium ha establecido un sistema integral de trazabilidad de calidad para registrar información detallada sobre todo el proceso de fabricación de piezas de titanio, desde la adquisición de la materia prima hasta la entrega del producto terminado. En la etapa de fabricación de la materia prima, se registra el proveedor, el número de lote, los resultados de las pruebas de composición química y otra información de la materia prima; en el proceso de fabricación, se registran los parámetros de procesamiento, el número de equipo, el operador y otra información de cada proceso; en el enlace de inspección, se registran los datos de inspección, la hora de inspección, el personal de inspección y otra información de cada elemento de inspección. Gracias al registro exhaustivo de esta información, se puede rastrear la calidad de las piezas durante todo el proceso.

Inspección de calidad de piezas de titanio
Inspección de calidad de piezas de titanio
Inspección de calidad de piezas de titanio
Inspección de calidad de piezas de titanio
Inspección de calidad de piezas de titanio
Inspección de calidad de piezas de titanio

Al detectar un problema de calidad en una pieza de titanio, el sistema de trazabilidad de calidad permite identificar rápidamente la causa del problema. Por ejemplo, si se detectan grietas en el interior de la pieza durante la inspección del producto terminado, el sistema de trazabilidad puede consultar rápidamente la información relevante de la pieza durante el forjado, el tratamiento térmico y otros procesos para determinar si se trata de un defecto interno causado por un proceso de forjado inadecuado o de una grieta causada por un enfriamiento excesivo durante el tratamiento térmico. Según la causa del problema, se toman rápidamente las medidas correctivas correspondientes, como ajustar los parámetros del proceso, sustituir equipos, capacitar al personal pertinente, etc., y, al mismo tiempo, se realiza una investigación exhaustiva del mismo lote u otras piezas afectadas para evitar que se repitan problemas de calidad similares.

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