チタン部品・製品の品質検査
チタン部品の品質は、性能、信頼性、安全性に直接関係しています。そのため、包括的、科学的、かつ正確なチタン部品品質検査システムを確立することが非常に重要です。
- 公差: +/-0.005mm
- XRF & CMM & Ra & SEM
- ISO 9001：2016認定
- 訓練を受けた品質検査員
- フルサイズの品質検査レポート
チタンワークショップ
当社の強力な施設
チタン部品・チタン製品品質検査システム
Wstitaniumは常に品質の究極的な追求に尽力し、中国有数のチタン部品メーカーとなることを目指しています。継続的な技術研究開発、設備のアップグレード、そして人材育成を通じて、Wstitaniumは高品質なチタン部品とチタン製品を製造するだけでなく、包括的かつ正確な品質試験方法を実施することで、すべてのチタン部品がお客様の要件を満たす、あるいはそれを上回ることを保証しています。Wstitaniumのチタン部品品質試験における包括的な戦略は、原材料の厳格な管理から製造プロセスのリアルタイム監視、最終製品の多次元試験、そしてそれらすべてを網羅する品質管理・管理システムまで、あらゆるものを網羅しています。
高度な品質検査コンセプト
Wstitaniumは、材料科学、機械工学、非破壊検査などの分野の専門家で構成される品質検査チームを編成しています。メンバーはチタンの特性、各種検査方法の原理と操作ポイント、関連規格・仕様などに精通しています。検査員は、米国非破壊検査協会（ASNT）の非破壊検査員資格認定など、国内外の権威ある機関の資格認定試験への参加を奨励されています。
品質検査機器
Wstitaniumは、解像度1nm未満のドイツZeiss社製高精度走査型電子顕微鏡（SEM）など、チタン部品の微細構造の微妙な特徴を明瞭に観察できる設備、ppmまたはppbレベルの検査精度でチタン合金の化学成分の超微量分析が可能な米国Thermo Electron社製誘導結合プラズマ発光分光分析計（ICP-OES）、測定精度±0.5μmでチタン部品の複雑な形状や高精度寸法の測定ニーズを満たす日本Mitutoyo社製高精度座標測定機（CMM）など、国際的にトップクラスの品質検査設備を導入しています。
品質検査基準
Wstitaniumは、国際規格および業界規格に基づき、より厳格な社内品質検査基準を策定し、自社の製造プロセスと組み合わせています。例えば、航空宇宙用チタン合金部品の内部欠陥検出においては、国際規格に基づき、気孔や介在物などの欠陥のサイズと数量の制限に基づいて許容範囲をさらに狭め、航空宇宙分野の製品に求められる極めて高い信頼性要件を満たしています。業界規格の更新や技術開発動向を常に注視し、社内品質検査基準を適時に改訂・改善しています。また、定期的に技術者を組織し、基準の見直しや生産中の品質データと顧客からのフィードバックの収集を行っています。
原材料品質検査
チタン原料の化学組成は、誘導結合プラズマ発光分光分析法（ICP-OES）、スパーク直読分光計（OES）、蛍光X線分光分析法（XRF）の3つの方法で分析されます。主な定量分析法であるICP-OESは、チタン合金中の各種合金元素（アルミニウム、バナジウム、モリブデンなど）と不純物元素（鉄、シリコン、炭素など）の含有量を、最大ppmの検出精度で正確に測定できます。OESは、原材料を迅速にスクリーニングし、生産現場で原材料の各バッチの予備組成分析を実施して、その基本組成が要求を満たしていることを確認するために使用されます。XRFは非破壊検出法として、原材料の定性および半定量分析に使用されます。特に、溶液に調製するのが難しいサンプルの場合、XRFは元素組成情報を迅速に提供できます。
ISO9001品質管理システムを厳格に遵守し、試験で得られた化学組成データと原材料サプライヤーが提供する品質認証文書を詳細に比較することで、両者の整合性を確保しています。同時に、原材料品質トレーサビリティシステムを構築し、原材料バッチごとの試験データをアーカイブ化し、原材料の供給元、調達時期、試験結果などの情報を記録します。その後の製造工程で品質問題が発見された場合、原材料バッチと関連する試験データを迅速に追跡し、タイムリーな対策を講じることができます。
硬度品質検査
ロックウェル硬度（HR）、ビッカース硬度（HV）、ブリネル硬度（HB）の試験方法を柔軟に活用します。ブロック状のチタン原料の場合、操作が簡単で迅速であり、バッチ試験に適したロックウェル硬度試験が推奨されます。原料中の異なる相や介在物の硬度を分析するなど、硬度値を正確に測定したり、微細領域の硬度を検出したりする必要がある場合は、ビッカース硬度試験が使用されます。より柔らかいチタンの場合、ブリネル硬度試験がより適しています。硬度試験プロセスでは、硬度値が標準要件を満たしているかどうかだけでなく、硬度値とチタン合金の性能との関係を詳細に分析することも重要です。
例えば、硬化チタンの場合、硬度値の変化は加工状態や内部構造の変化を反映します。硬度と強度、塑性などの機械的特性との間の数学モデルを構築することで、硬度試験結果を用いて原材料の機械的特性を予備的に評価し、その後の加工技術の参考資料として活用することができます。
金属組織分析
チタン原料の金属組織は、高解像度金属顕微鏡と走査型電子顕微鏡（SEM）を用いて観察されます。金属顕微鏡は、α相とβ相の分布、結晶粒の大きさや形状などのマクロ組織を観察するために使用されます。SEMはさらに微細組織を拡大し、粒界、第二相の析出、微細欠陥（転位、ボイドなど）の特性を観察します。同時に、エネルギースペクトル分析（EDS）技術と組み合わせて、金属組織中の異なる相を分析し、それらの化学組成を決定します。粒径、相比、組織の均一性など、複数の側面から評価し、原料の品質が要件を満たしているかどうかを判断します。
要求を満たさない原材料については、不適切な製錬工程、鋳造欠陥など、原因を詳細に分析し、サプライヤーと協議して解決策を検討します。同時に、金属組織分析結果を化学組成や硬度などの試験データと相関させ、原材料の品質を総合的に評価します。
寸法精度
製造中のチタン部品の寸法精度は、ノギスやマイクロメータなどの従来の測定ツールと高精度座標測定機（CMM）を組み合わせてテストされます。部品の荒加工段階では、ノギスとマイクロメータを使用して主要な寸法を迅速に測定し、加工偏差を適時に検出して調整を行います。仕上げ段階では、CMMを使用して部品の包括的な3次元寸法測定を実行し、設計モデルと正確に比較して、部品の寸法精度が設計要件を満たしていることを確認します。航空機エンジンブレードなど、複雑な曲面を持つ一部のチタン部品については、レーザースキャン測定器や構造化光測定器などの光学測定装置も導入され、複雑な形状の高速かつ高精度な測定を実現しています。
加工工程では、寸法精度をリアルタイムで監視するシステムが構築されており、検出データを加工装置の制御システムにリアルタイムで送信します。寸法偏差が許容範囲を超えると、システムは自動的にアラームを発し、事前に設定された調整戦略に従って加工パラメータをリアルタイムで調整します。例えば、CNC加工センターでは、フィードバック制御システムによって工具の送り速度と切込み深さが自動的に調整され、部品の寸法精度が常に制御されている状態が保たれます。
表面粗さ
チタン部品の表面粗さは、スタイラス法と光学法によって試験されます。スタイラス法は、表面粗さ測定器を使用して、ダイヤモンドスタイラスを部品の表面上で移動させることにより、表面プロファイルの微視的粗さを正確に測定し、プロファイルの算術平均偏差（Ra）や最大高さ（Rz）などの表面粗さパラメータを取得します。光学法は、光の干渉原理（白色光干渉計など）と光散乱原理（レーザー散乱粗さ計など）を使用して、非接触で表面粗さを測定します。2つの方法は互いに補完し合います。スタイラス法は、高い表面粗さ要件と正確な測定精度が求められる状況に適しています。光学法は、測定速度が速く、表面に損傷がないという利点があり、バッチ検出とオンライン検出に適しています。
チタン部品の表面粗さと性能の関係を徹底的に研究し、表面粗さが部品の摩擦性能、疲労性能、耐食性などに与える影響に関する数学モデルを確立しました。様々な用途シナリオと性能要件に応じて、適切な表面粗さの範囲を決定します。例えば、航空機エンジンのチタン合金ブレードの場合、表面粗さは空力性能と疲労寿命に重要な影響を及ぼします。加工技術と表面処理方法を最適化することで、表面粗さをRa0.1～0.8μmの範囲に制御し、航空機エンジンの高い性能要件を満たすことができます。
内部欠陥検出
チタン部品の製造工程では、超音波探傷試験（UT）、X線探傷試験（RT）、磁性粒子探傷試験（MT）、浸透探傷試験（PT）などの非破壊検査技術を用いて、部品内部および表面の欠陥を総合的に検出します。UTは主に部品内部の亀裂、気孔、介在物などの欠陥を検出するために使用されます。UTは、材料中の超音波の伝播特性を利用し、反射波の信号を検出することで欠陥を検出します。RTは、X線を通して部品を透過し、欠陥部分のX線吸収および減衰の程度に応じて、イメージングプレートまたはフィルム上に異なる画像を形成し、欠陥の形状、サイズ、および位置を表示します。MTは、強磁性チタン合金材料の表面および表面近傍の欠陥を検出するのに適しています。欠陥部分の漏洩磁場を利用して磁性粒子を吸収し、目に見える磁気痕跡を形成することで欠陥を表示します。PTは主に表面の開口欠陥を検出するために使用されます。着色染料または蛍光剤を含んだ浸透液を部品の表面に塗布することで、浸透液が欠陥部に浸透し、表面の余分な浸透液を除去し、現像液を塗布することで欠陥部に浸透液を吸着し、欠陥の位置や形状を浮かび上がらせます。
高度な信号処理技術と画像解析技術を用いて、検出された欠陥の定性・定量分析を行います。超音波反射信号の特性分析、X線画像のグレースケール解析、磁性粒子探傷試験および浸透探傷試験による欠陥形態解析により、欠陥の種類（ひび割れ、気孔、介在物など）、サイズ、深さ、位置を特定します。
迅速な追跡と対応
Wstitaniumは、原材料調達から完成品出荷に至るまで、チタン部品の全工程における詳細な情報を記録する包括的な品質トレーサビリティシステムを構築しています。原材料段階では、原材料の供給元、バッチ番号、化学組成試験結果などの情報を記録し、製造工程段階では、各工程の処理パラメータ、設備番号、オペレーターなどの情報を記録し、検査工程段階では、各検査項目の検査データ、検査時間、検査担当者などの情報を記録します。これらの情報を包括的に記録することで、部品の品質を工程全体にわたって追跡することができます。
チタン部品に品質問題が見つかった場合、品質トレーサビリティシステムを活用することで、問題の関連性と原因を迅速に特定できます。例えば、完成品検査中に部品内部に亀裂が見つかった場合、トレーサビリティシステムは、鍛造、熱処理などの工程における部品の関連情報を迅速に照会し、不適切な鍛造工程による内部欠陥なのか、熱処理時の過冷却による亀裂なのかを判断できます。問題の原因に応じて、工程パラメータの調整、設備の交換、関係者の教育など、適切な是正措置を迅速に講じるとともに、同一ロットまたは影響を受けた他の部品を徹底的に調査し、同様の品質問題の再発を防止します。
