4 bước chính để khắc phục các khuyết tật bề mặt vật liệu

Cái gì" không có lỗi" thực sự có nghĩa?

Một vấn đề cơ bản phát sinh khi bản vẽ kỹ thuật nêu" Không có khuyết tật" ;," không có cặn" ;," không có dầu, mỡ và các hạt" ;," không vụn" ;," không xước" hoặc chỉ ra rằng một khuyết tật bề mặt vật liệu là không thể chấp nhận được. Các bản vẽ thường được đánh dấu bằng các đặc điểm như" không có đường vẽ" ;," không khoét lỗ" và" không có đường cắt dọc" ;.

Vấn đề với những yêu cầu này là, khi bạn nhìn vào bề mặt của bộ phận, điều này thực sự có nghĩa là gì?

Nếu bạn nhìn kỹ vào bất kỳ bề mặt nào, bạn sẽ tìm thấy những khuyết tật. (Bạn đã bao giờ nhìn vào da của mình trong gương thông thường, sau đó nhìn vào da của bạn bằng kính lúp 10x? Điều này đúng với cả tác phẩm kim loại chính xác nhất.

Sự khác biệt ở cấp độ vi mô

Từ quan điểm hiển vi, bề mặt có thể có các đường không nhìn thấy được ở độ phóng đại 10x, nhưng trông giống như các thung lũng chính khi được kiểm tra dưới độ phóng đại 50x. Bề mặt của ống cắt có thể trông đồng nhất ở độ phóng đại 10 x, nhưng các khuyết tật trong sắp xếp hạt sẽ được phát hiện bằng cách sử dụng kính hiển vi điện tử quét (SEM) ở độ phóng đại 500 x.

Ở độ phóng đại rất cao, hầu hết mọi vật liệu đều có vấn đề về bề mặt. Tuy nhiên, khi một bề mặt được yêu cầu là" không có khuyết tật" ;, các bản vẽ thường không chỉ rõ bề mặt của một bộ phận cần được kiểm tra cẩn thận như thế nào hoặc quan trọng hơn, nó sẽ được kiểm tra cẩn thận như thế nào khách hàng.

Vậy khắc phục khuyết điểm bề mặt vật liệu như thế nào? Áp dụng bốn bước sau!

1. Xác định độ phóng đại

Để đảm bảo rằng các bộ phận được kiểm tra ở mức độ chi tiết thích hợp, điều quan trọng là phải xác định độ phóng đại của bề mặt vật liệu cần được kiểm tra. Độ phóng đại là tỷ lệ giữa kích thước biểu kiến ​​của đối tượng' (hoặc kích thước của nó trong hình ảnh) và kích thước thực của nó, được biểu thị bằng 5x, 10x, 20x, 50x, v.v.

Bằng cách chỉ ra tỷ lệ phóng đại trên bản vẽ, bạn và nhà cung cấp của bạn sẽ đạt được mức thỏa thuận có thể được sử dụng để đo xem bề mặt vật liệu' có đáp ứng nhu cầu của bạn hay không.

Nhưng điều gì cần được xem xét khi chỉ định độ phóng đại?

Khi chọn mức độ phóng đại, điều quan trọng là nó có ý nghĩa đối với mục đích sử dụng cuối cùng. Vì việc kiểm tra kỹ hơn sẽ làm tăng thêm chi phí, bạn cần đảm bảo rằng bạn không chế tạo quá mức các bộ phận và yêu cầu hoàn thiện bề mặt vượt quá yêu cầu của bạn, điều này có thể vượt quá ngân sách của bạn.

Ví dụ, có thể là quá mức khi kiểm tra chi tiết ở độ phóng đại 100 nếu các rãnh nhỏ trong ống hoặc thanh không ảnh hưởng đến tính năng của chi tiết. Tuy nhiên, nếu bạn đang sản xuất ổ bi sẽ được sử dụng trong các bộ phận quan trọng của máy bay, có thể yêu cầu mức độ phóng đại cao để đảm bảo chức năng và đáp ứng các yêu cầu an toàn.

Xem xét góc của nguồn sáng

Hãy nhớ rằng Góc của nguồn sáng cũng ảnh hưởng đến sự xuất hiện của bề mặt vật liệu ở cấp độ vi mô.

Góc của ánh sáng có thể gây ra bóng và phản xạ có thể làm tăng hoặc giảm kích thước cảm nhận của các đường vẽ, vết nứt, rãnh, vết lõm và các khuyết tật hoàn thiện bề mặt khác. Góc cũng có thể thay đổi giao diện hoặc ẩn sự hiện diện của sự đổi màu.

Kính hiển vi ánh sáng có thể dựa vào nhiều nguồn sáng khác nhau, chẳng hạn như đèn tròn, sợi quang nhúng, ống huỳnh quang song song và thậm chí cả đèn chiếu ngược - tất cả đều tạo ra các bóng khác nhau.

3. Nhận biết nhiệt độ màu của ánh sáng

Một biến số khác là nhiệt độ màu của ánh sáng, đây là một cách nhìn tổng thể hơn về nguồn sáng thay vì chỉ xác định xem kính hiển vi sử dụng đèn LED, đèn huỳnh quang hay đèn sợi đốt.

Tính chất này của ánh sáng nhìn thấy được biểu thị bằng kelvin (K). Nhiệt độ trên 5.000 K được gọi là màu lạnh (trắng xanh) và nhiệt độ thấp hơn (2.700-3.000 K) được gọi là màu ấm (vàng-trắng đến đỏ).

Sự khác biệt về nhiệt độ màu sẽ ảnh hưởng đến hình thức bề mặt của các bộ phận. Điều này có thể dẫn đến sự mâu thuẫn trong:

Làm thế nào hai người có thể nhìn vào cùng một bộ phận dưới ánh sáng khác nhau, làm thế nào họ có thể nhìn và mô tả bề mặt vật liệu

Trong ảnh hoặc video được chia sẻ, sự xuất hiện của bề mặt có mục đích rõ ràng là xác nhận phần" sẽ trông như thế nào"

Xem xét sự hiện diện của ánh sáng

Tuy nhiên, một biến số khác cần xem xét là hoàn toàn không có ánh sáng - hay cụ thể hơn là không có ánh sáng như trong trường hợp của SEM.

Tất cả các kính hiển vi đều liên quan đến việc xem xét các vật thể và / hoặc các khu vực trên bề mặt của chúng mà mắt thường không nhìn thấy được. Kính hiển vi ánh sáng sử dụng sự nhiễu xạ, phản xạ hoặc khúc xạ của chùm ánh sáng khả kiến ​​để tạo ảnh.

Tuy nhiên, SEM kiểm tra một mẫu bằng cách quét nó bằng một chùm điện tử hội tụ được phản xạ từ địa hình' của mẫu để tạo ra hình ảnh ba chiều của vật thể và / hoặc bề mặt. Nói cách khác, đối với mắt người, SEM quan sát các bộ phận trong bóng tối hoàn toàn và hoàn toàn!

Điều này có nghĩa là không có hiệu ứng đổ bóng khó hiểu.

SEM có phù hợp với ứng dụng của bạn không?

Bởi vì bước sóng của các electron nhỏ hơn nhiều so với bước sóng của ánh sáng nhìn thấy, SEM có thể tạo ra chi tiết lớn hơn nhiều ở độ phân giải cao hơn nhiều so với bước sóng được tạo ra bởi kính hiển vi quang học. Ngoài ra, SEM có độ sâu tiêu cự lớn hơn và do đó hình ảnh 3D chi tiết hơn.

Tuy nhiên, SEM có những nhược điểm lớn, bao gồm nguồn điện tử, thấu kính và mẫu đều phải ở trong môi trường chân không. SEM cũng rất đắt, phức tạp và khó sử dụng cho các ứng dụng hàng ngày.

Ngoài ra, bởi vì SEM về cơ bản khác với các phương pháp kính hiển vi thông thường, SEM không thể được so sánh với những gì mắt thường sử dụng các phương pháp kính hiển vi ánh sáng điển hình hơn. Do đó, mặc dù mức độ chi tiết do SEM tạo ra là đáng kinh ngạc, nhưng nó không tương thích với các tài nguyên thông thường trong nhà máy hoặc cửa hàng.

Điều này có nghĩa là yêu cầu cấp SEM" không có khuyết tật" là không thực tế, ít nhất là cho bây giờ.

Suy nghĩ về nó bây giờ giúp đảm bảo chất lượng sau này

Tin tốt là bạn có thể và luôn phải chỉ định mức độ phóng đại cho các bề mặt bộ phận bằng cách sử dụng các phương pháp kính hiển vi điển hình hơn.

Kính hiển vi ánh sáng thông thường có thể đo ở mọi nơi từ 5x đến 50x, và có những tùy chọn khác nâng cao hơn. Ví dụ: Metal Cut Corporation có kính hiển vi quang học có khả năng phóng đại lên đến 200 lần và thiết bị kiểm tra video của chúng tôi có thể hiển thị mức độ chi tiết cao hơn.

Quan trọng nhất, hãy xem xét bề mặt vật liệu, độ phóng đại và cách chúng liên quan đến các yêu cầu sử dụng cuối sớm trong quá trình sản xuất - ví dụ: khi bạn tạo bản vẽ hoặc hoàn thành RFQS. Điều này không chỉ giúp bạn tránh được các sự cố mà còn giúp đảm bảo rằng các bộ phận của bạn vượt qua kiểm tra và đáp ứng nhu cầu của bạn.

Vui lòng liên hệ với chúng tôi tại zhang@pride-cnc.com