CC BY
189Качество в обработке материалов
/ N
УДК 621.771.016.3 Лимарев А.С., Маркварт Т.Ю.
—
( N
УЛУЧШЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ПОВЕРХНОСТИ АВТОМОБИЛЬНОГО ЛИСТА
ч_____________________/
Аннотация. В статье проанализировано влияние показателей качества поверхности автомобильного листа на состояние его покрытия, выявлены основные параметры, определяющие адгезионные свойства металла, а также предложены мероприятия по обеспечение заданной шероховатости при производстве автомобильной листовой стали.
Ключевые слова: автомобильная листовая сталь, шероховатость, качество поверхности
Холоднокатаная листовая сталь является одним из наиболее востребованных видов проката на современном рынке металлопродукции. Данный вид продукции используется во многих отраслях хозяйственной деятельности, таких как машиностроение, строительство, автомобилестроение.
Высокие требования потребителей к качеству готовой продукции обуславливают необходимость поддержания на высоком уровне нормируемых показателей холоднокатаного листа. В последнее время особое значение приобретают показатели качества, характеризующие состояние поверхности и коррозионную стойкость. Именно от них в значительной степени зависит внешний вид готового изделия и, как следствие, востребованность на мировом рынке металлопродукции.
Для защиты металла от коррозии и эстетической привлекательности наносится покрытие, качество которого во многом определяется состоянием поверхности холоднокатаного автолиста. Поверхностные дефекты могут оказаться очагом разрушения металла в процессе штамповки или причиной неудовлетворительного вида покрытой декоративным слоем поверхности изделия [1].
Такие дефекты затрудняют возможность использования металла в промышленности, а также снижают адгезионные свойства, влияющие на качество наносимого покрытия.
Существенное влияние на адгезионные свойства автолиста оказывают такие дефекты: «загрязнение поверхности»,
«пятна ржавчины», «вкатанная окалина», «пригар эмульсии» и т.п. (рис. 1).
Внешний вид и прочностные характеристики покрытий определяются отделкой поверхности, оцениваемой различными параметрами, среди которых наиболее важное место занимают параметры шероховатости. Это обусловлено тем, что микротопография поверхности определяет качество штамповки, поэтому к ней предъявляются довольно жесткие требования производителями кузовов автомобилей.
С целью обеспечения высокого качества поверхности металла необходимо применять наиболее совершенные методы контроля качества поверхности. При контроле качества листовой стали устанавливается соответствие показателей качества продукции требованиям нормативных документов, регистрируются и анализируются данные производства с целью оптимизации всех технологических режимов.
Влияние шероховатости на качество автомобильного листа неоднозначно. Снижение ее к минимуму, т.е. приближение к зеркальной поверхности, позволяет достичь максимального блеска окрашиваемых деталей кузова автомобиля, что важно для потребителя.
№2 2014
Страница 65
Качество в обработке материалов
Рис. 1. Схема влияния загрязнений поверхности на адгезионные
свойства металла
В то же время чрезмерно гладкая поверхность нежелательна, поскольку развитый микрорельеф улучшает адгезию покрытия к металлу. Высокая шероховатость из-за необходимости укрытия выступающих пиков приводит к увеличению количества наносимого материала [2]. Наличие непокрытых микровыступов исходной поверхности металла приводит к возникновению коррозии и снижению эффективности защитных свойств покрытия.
Помимо обеспечения высоких адгезионных свойств шероховатость оказывает влияние на механические свойства и штампуемость металла. Увеличение шероховатости поверхности вызывает ухудшение механических свойств дрессированной листовой стали. Для повышения штампуе-мости листовой стали при одновременном обеспечении высокой чистоты поверхности готовых изделий целесообразно использовать листы с различной шероховатостью сторон.
Это обусловлено тем, что листовая сталь с разношероховатой поверхностью сторон обладает лучшей штампуемостью, по сравнению с металлом, у которого шероховатость поверхности обеих сторон одинаковая [3].
Шероховатость поверхности регламентируется в жестких границах, поэтому для обеспечения высокого качества поверхности на производстве необходимо применять технологии, позволяющие достичь оптимальных значений шероховатости металла.
Анализ технологии производства холоднокатаного листа в ЛИЦ-5
ОАО «ММК» показал, что в целом на предприятии обеспечиваются требования автопроизводителей к микрогеометрии поверхности. Тем не менее, в 2012 г. наибольшее количество претензий было получено от автозавода
ОАО «АВТОВАЗ» по коррозии и несоответствию значений шероховатости нормируемого диапазона (рис. 2) [4]. Причиной забракованного металла по шероховатости поверхности стало несоответствие диапазону, который требует потребитель, а именно завышенные значения.
В целом на основе представленных данных можно сделать вывод, что при производстве исследуемой продукции проблема получения оптимальных значений шероховатости поверхности существует и является актуальной.
№2 2014
Страница 66
Качество в обработке материалов
45
40
о
1 2 3 4 5 6
Номер дефекта
Рис. 2. Процентное распределение дефектов автомобильного листа:
1- коррозия; 2 - шероховатость;
3 - отпечатки; 4- продиры;
5 - полосы-линии скольжения;
6 - излом
Кроме того, все больше требований потребителей предъявляется к качеству поверхности автомобильного листа, а именно наличию защитных покрытий. Поэтому решение данной проблемы является важнейшей предпосылкой для долговечной коррозионной защиты автомобильного листа слоем покрытия, а также соблюдения заданных механических свойств и штампуемости.
Среди мероприятий, позволяющих достичь оптимальных значений шероховатости холоднокатаного автомобильного листа, можно выделить следующие [5]:
• совершенствование способов подготовки поверхности рабочих валков для прокатки и дрессировки;
• повышение стойкости рабочих валков за счет увеличения твердости их рабочего слоя;
• совершенствование технологических процессов, осуществляемых при производстве холоднокатаного листа;
• совершенствование методов контроля шероховатости в условиях непрерывного производства;
• разработка методов математического моделирования для прогнозирования и
получения заданных параметров шероховатости.
При производстве автомобильного листа в условиях ЛПЦ №5 ОАО «ММК» используется ручной контактный метод определения шероховатости. Использование этого способа не позволяет измерять шероховатость поверхности в процессе производства, что существенно снижает эффективность данного контроля. В связи с этим целесообразно применение приборов, имеющих возможность осуществлять контроль качества листа в процессе производства. Устройство для измерения шероховатости в потоке по сравнению с традиционно используемым ручным методом позволяет значительно сократить продолжительность производственного процесса, что повышает производительность оборудования. Бесконтактный способ контроля осуществляется без прерывания технологического процесса и исключает снижение уровня качества продукции, вызванного вынужденной остановкой работы оборудования. Большое число измеренных значений шероховатости по всей длине полосы существенным образом повышает статистическую надежность процесса измерения.
В настоящее время требования зарубежных и отечественных предприятий автомобилестроения к микротопографии поверхности значительно ужесточились, поэтому при производстве автомобильного листа целесообразно использовать поточные оптические приборы контроля. Это приобретает особое значение, поскольку для получения высококачественного автолиста устанавливают все более жесткие условия применения процесса измерения по всей длине полосы в режиме реального времени. Следует также отметить, что непрерывное измерение шероховатости по всей длине полосы в рулоне с последующим сохранением параметров качества в базе данных становится обязательным условием автопроизводителей.
Проведенный анализ показала, что среди существующих приборов более эффективно показывает себя оптическая сис-
№2 2014
Страница 67
Качество в обработке материалов
темы SORM 3plus компании EMG [6], которая устанавливается на дрессировочных станах и функционирует в режиме реального времени. Данная установка позволяет производить бесконтактный контроль шероховатости поверхности и числа пиков
в условиях непрерывного производства, вычисляет определенные стандартом параметры шероховатости, а также легко интегрируются в действующую автоматизированную систему управления станом (рис.3).
Рис. 3. Взаимодействие оптической системы SORM с системой управления станом
^стему SORM 3plus предлагается установить за дрессировочной клетью: снизу полосы за обводным роликом, сверху полосы на участке между дрессировочной клетью и станиной прижимного ролика. Данное место установки прибора обусловлено отсутствием вибрации полосы на участке между клетью и моталкой. Также следует отметить, что в соответствии с требованиями современных систем менеджмента качества обязательным условием работы оборудования является не только контроль, но и управление процессом.
При использовании описанного прибора выявляется зависимость шероховатости от таких технологических параметров, как усилие прокатки и степень обжатия при дрессировке.
Через измеренное значение шероховатости можно также управлять дрессировочной клетью.
Введение данной системы позволяет решить следующие задачи:
• обеспечение и улучшение качества продукции;
• управление и оптимизация процесса дрессировки листов;
• снижение затрат за счет оптимизации срока службы валков;
• уменьшение количества рекламаций благодаря своевременному обнаружению отклонений от предписанного диапазона шероховатости;
• уменьшение брака при дополнительном контроле на перематывающем устройстве;
№2 2014
Страница 68
Качество в обработке материалов
• высокое качество покрытия благодаря гомогенной шероховатости поверхности;
• экономия затрат по сравнению с ручным измерением при помощи профилометра со щупом.
Список литературы
1. Беняковский М.А. Сергеев Е.П Дефекты поверхности автомобильного листа. М., «Металлургия», 1971. 44 с.
2. Беняковский М.А., Масленников В.А. Автомобильная сталь и тонкий лист. - Череповец, Издательский Дом “Череповец”, 2007, 636 с.
3. Белов В.К. Профили поверхности: Монография. Магнитогорск:
ГОУ ВПО «МГТУ» 2007. 260с.
4. Лимарев А.С., Маркварт Т.Ю. Анализ влияния поверхностных дефектов на качество холоднокатаного автомобильного листа // Моделирование и развитие процессов обработки металлов давлением: сб. науч. тр./ под ред. В.М.Салганика. Магнитогорск: Изд-во МГТУ, 2013. Вып. 19. С.212-216.
5. Лимарев А.С., Маркварт Т.Ю. Влияние поверхностных дефектов на качество холоднокатаного автомобильного листа // Актуальный проблемы современной науки, техники и образования: материалы 71-й межрегиональной научно-технической конференции/ под ред. Колокольцева В.М. - Магнитогорск: Изд-во МГТУ, 2013. - Т.1. С. 305-307.
6.http://www.emg-automation.com /en /automation /qs-systems/online-roughness-measurement-sorm-3plus/
References
1. Benyakovsky M. A. Sergeev, E. P. The surface defects of automotive sheet. M., "Metallurgy", 1971, page 44.
2. Benyakovsky M. A., Maslennikov V.A. Automotive steel and a thin sheet. - Cherepovets, Publishing house “Cherepovets”, 2007, page 636.
3. Belov V.K. Surface profiles: Monograph. Magnitogorsk: "Magnitogorsk State Technical University" 2007, page 260.
4. Limarev A. S., Markwart T. Y. The analysis of the influence of surface defects on the quality of cold-rolled automotive sheet // Modeling and development processes of metal forming: collected scientific articles by V.M. Salganik. Magnitogorsk: publishing house of MSTU, 2013. Vol. 19. Pages 212-216.
5. Limarev A. S., Markwart T. Y. The influence of surface defects on the quality of cold-rolled automotive sheet // Actual problems of modern science, technology and education: proceedings of the 71st inter-regional scientific-technical conference/ edited by Kolokoltsev V.M. - Magnitogorsk: publishing house MSTU, 2013. - vol. 1. Pages 305-307.
6. http://www.emg- automation.com /en /automation/ qs-systems/ online-roughness-measurement-sorm-3plus/
C N
УДК 652.62
Песин А.М., Якобсон З.В., Баскакова Н.Т. ч_________________________________________________________________________
{ \
КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ ПОДХОДЫ К КАЧЕСТВУ
ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ В ХОЛДИНГОВЫХ
КОМПАНИЯХ
ч__________________________________________________________J
Аннотация. В статье представлены результаты научно-исследовательской работы по оптимизации и систематизации управления и тенденций развития его качества
Ключевые слова: теория ограничений, система менеджмента качества, концепция, эффективное управление, материнская компания, дочерние предприятия, холдинг, устойчивое развитие
В условиях усиливающейся рыночной конкуренции российские промышленные предприятия вынуждены непрерывно изыскивать, разрабатывать и осваивать новые технологии в производственнотехнической сфере, а также непрерывно повышать качество управления. Такой инновационный характер развития предпри-
ятий закладывает основы для перспективного роста развития экономики страны. В настоящее время, как правило, крупные промышленные предприятия объединяются в холдинги, в состав которых помимо материнской компании входит сеть дочерних предприятий.
№2 2014
Страница 69
