17.1 Kvalitetsstyrning i processen

17.1.1.1 Översikt

Gjutgodsets kvalitet har stor betydelse för gjuterierna men förstås i ännu högre grad för deras kunder. Ett målmedvetet kvalitetshöjande arbete gör det möjligt att tillverka gjutgods med hjälp av stabila processer, som att se till att alltid ha rätt kemisk analys på materialet och att formmassan har samma egenskaper över tid.

Kvalitetskraven varierar på olika typer av gjutna produkter och det är därför viktigt att gjuteriet och kunden kommer överens om kvalitetskraven innan gjutning påbörjas.

Tidigare komplicerades inköpsprocessen av onödigt omfattande företagsstandarder. Lyckligtvis har industrin valt att integrera sina kvalitetskrav i sina inköpsavtal för gjutgodset med nationella och internationella standarder från ISO, ASTM, DIN, etc. Istället för att själva bedriva standardiseringsarbete har det blivit vanligare att industrin deltar i t.ex. SIS standardisering kommittéer i högre utsträckning.

Dagens inköpsavtal präglas nu allt oftare av de hänvisar till huvudstandarden för materialtypen t.ex. EN-ISO-1563 för gjutjärn, samt relevanta tilläggsstandarder. De senare kan innefatta tekniska leveransbestämmelser enligt xxx, beskrivning av defektstorlek enligt yyyy etc.. Endast om det föreligger speciella krav behövs företagsunika anspråk i inköpsavtalet.

För att lyckas med kvalitetsstyrning hos gjuteriet fordras att man har full kontroll på de delar som ingår i processen.

För att ha den kontrollen behöver man kontinuerligt genomföra kapabilitets- och produktrevisioner. För varje gjutning behöver man därför mäta och dokumentera de olika stegen. Med hjälp av de värden man då får fram kan man minska variationerna och därmed få resultatet bättre och bättre för att slutligen kunna producera godset helt utan fel.

För att uppnå denna höga kvalitet bör man använda sig av ett kvalitetssystem, till exempel ISO 9000 & ISO 9001. För fordonsindustrin gäller då ISO TS 16949.

Det finns naturligtvis flera kvalitetssystem på marknaden än de ovan nämnda. Till exempel finns särskilda system för miljö respektive energi. Det nya systemet för miljö är ISO-45000.

17.1.1.2 Kvalitetsstyrning i processen

Syftet med kvalitetsstyrning är att åstadkomma en samordning av alla kvalitetspåverkande faktorer i gjuteriet. Kvalitetsstyrning syftar till att hjälpa gjuteriet att tillverka gjutgods som uppfyller kundens krav och förväntningar, både vad gäller kvalitet, leverans i rätt tid och till rätt pris. Anställda i gjuteriet och verksamheten har gemensamt ansvar för att detta sker dagligen.

Nedan beskrivs kortfattat några olika kvalitetsstyrningsrutiner, som normalt tillämpas i gjuterierna. Några rutiner beskrivs närmare i andra delar av handboken i samband med behandlingen av olika processteg.

Beredningsprocessen

Gjutprocessen börjar redan under utvecklingsarbetet men senast på beredningen av gjutgodsdetaljen. Här gäller det att få alla uppgifter från kunden hur den vill ha gjutgodset. Man behöver t ex komma överens om släppningsvinkel, arbetsmån, partlinjer och så vidare.

För att gjutgodsdetaljen ska får rätt formfyllning och för att gjutsystemen ska få rätt utförande kan man använda sig av formfyllnadssimulering. Magma är ett exempel på sådana program, men det finns flera.

Formfyllnadssimulering görs för att försöka räkna ut den exakta mängden smälta som krävs för en felfri gjutgodsdetalj.

Det är viktigt att gjutsystemet får rätt utformning så att den ger rätt mängd metall.

Formmassakontroll

Formmassan ska kontrolleras efter de parametrar man har bestämt under gjutningen, till exempel packningstal och råtryckshållfasthet.

Idag har flera gjuterier automatisk kontroll på samtliga blandningar (se kap 9).

Självstelnande formmassor bör kontrolleras med avseende på mängden syra eller harts så att det passar till den sand man använder (se kap 9).

Formningskontroll

Formningens parametrar ska vara lika under hela den aktuella gjutningen. Detta är en viktig detalj för att få ett bra gjutgods. Vilka de aktuella parametrarna är beror på vilken formningsmetod som används. Några exempel på vanligtvis viktiga parametrar är:

• Sandråge, det vill säga höjden på sanden vid påfyllning av flaska.
• Skaktid, det vill säga hur lång tid flaskan skakar vid packning av sanden.
• Presstryck, det vill säga hur hårt sanden packas i flaskan.
• Vid modelldragning är det viktigt att maskinen är rätt inställd så att dragningen sker vinkelrätt mot brättet.

Smält- och analyskontroll

Redan före smältningen kontrolleras de i chargen ingående materialen vad gäller olika legeringselement. Detta sker antingen vid gjuteriet eller genom leverantören av råmaterial. (Certifikat)

Det är viktigt och vanligt att smältans innehåll analyseras före avgjutning. För detta används ofta en spektrometer. Analysresultatet erhålls endast några få minuter efter provtagning och vid behov görs en justering av smältans sammansättning. Här är det viktigt att slipning av coinprov görs för att ta bort dess oxidskikt

Med termisk analys ges information om smältans stelningsbeteende. Denna teknik har successivt utvecklats och blivit allt mer avancerad. Med datorhjälp analyseras svalningskurvan och underlag erhålls för styrning av processen och för att önskad struktur skall erhållas i gjutgodset. Läs mer om detta i avsnittet om processtyrning.

Smältans temperatur är viktig för gjutresultatet och kontrolleras normalt därför före avgjutningen med termoelement eller strålningsmätande instrument. Det kan t.ex. uppstå sugningar i gjutgodset om järnet är för värmt. Om järnet är för kallt kan det uppstå kallflytningar. Speciellt höga krav på styrning av smältans egenskaper föreligger vid framställning av segjärn och gjutstål. Även mycket små avvikelser i sammansättning av smältan kan göra att materialegenskaperna – och därmed gjutgodsets kvalitet – försämras avsevärt.

Slaggning glöms ofta av vid kvalitetsstyrning. Bristen av slagning vid tappning, avgjutning samt innan coinprov gjuts kan komma att fördystra gjutprocessen och möjligheterna att kontrollera den. För att framkalla ett sammanhängande slaggtäcke, som är lättare att avlägsna strör man ibland slaggbindemedel på smältan i skänken före slagningen