彈簧用不銹鋼絲質量的持續(xù)改進

發(fā)布于：2018-03-09 9:28:15

1、問題的提出

　　經(jīng)過兩年多不斷改進，按照IS09001：2002以”顧客為關注焦點”的原則，通過走訪用戶，到用戶使用現(xiàn)場處理質量異議，收集反饋信息。剔除價格以及其他非技術問題，對用戶反饋意見分類整理后，各類意見所占比例如下。

　　1、卷簧后表面刮傷起刺 14％

　　2、卷簧后彈簧尺寸精度不夠 29％

　　3、彈簧后回火鋼絲發(fā)黃發(fā)灰 21％

　　4、鋼絲通條強度不均 18％

　　5、卷簧后彈簧疲勞次數(shù)不夠 7％

　　6、其它 11％

　　由上可以看出，顧客抱怨原因主要集中在彈簧成型過程中，即彈簧表面質量(如色澤，是否刮傷等)，尺寸精度和負荷波動等，根據(jù)問題的輕重緩急，把“提高彈簧卷簧成型工藝穩(wěn)定性”作為優(yōu)先解決的問題，而對于彈簧疲勞性能等其他問題也給于充分關注并有意識地增加一些檢驗項以便收集較多的數(shù)據(jù)，為下一步持續(xù)改進作準備

2、原因分析

　　由于顧客抱怨的產(chǎn)品都是經(jīng)過嚴格檢驗后出廠的，其力學性能、平整度和表面均符合國內YB(T)11—83的要求。顯然YB(T)11—83已不能完全指導生產(chǎn)，為此決定從研究國外先進標準和實物質量入手，找出差距。把YB(T)11—83與國外相關標準如ASTMA313／A313M-1993，BS2056—1991，JISG4314-1994，IS06931—1：1994進行比較表明：國外標準規(guī)定得更詳盡具體，可操作性強。收集到的國外彈簧用不銹鋼絲樣品的性能都高于外國外相應標準要求。如日本精線、瑞典山特維克的彈簧的用不銹絲強度散差控制在50MPa以內，單匝鋼絲自由地平放在地面，既不擴圈也不縮圈，兩端平貼地面無任何翹頭。鋼絲的表面狀態(tài)有油面和粉面兩種。通過橫向對比，鄭州三合公司產(chǎn)品的通條強度均勻性、平整度與表面質量3個指標落后于國外先進產(chǎn)品。筆者曾帶幾種不同工藝生產(chǎn)的樣品到彈簧廠家現(xiàn)場進行卷簧試驗，結果發(fā)現(xiàn)上述3個質量特性指標較好的鋼絲，其卷簧性能明顯提高?？梢娭灰岣咪摻z通條強度均勻性能、平整度和表面質量3個質量特性指標，便可提高彈簧成型工藝穩(wěn)定性。

3、改進方案

　　本著貫徹1S09001：2000全員參與原則，專門召開各相關人員參加生產(chǎn)現(xiàn)場分析會，會議內容應提前3天通知，并鼓勵多提有創(chuàng)新的措施，及時制止對不同觀點的否定評價。最后從人、機、料、法、環(huán)五因素入手，制定出既符合生產(chǎn)實際又切實可行的改進措施。

　　3．1通條強度均勻性能

　　YB(T)11—83只規(guī)定了鋼絲的抗拉強度范圍，并未規(guī)定一盤(批)鋼絲的強度散差。而ASTM，BS，JIS，ISO等標準都對鋼絲通條抗拉強度散差做出相應規(guī)定。概括而言：一盤鋼絲的通條抗拉強度散差≤100MPa，一批鋼絲的通條強度散差≤150MPa。三合公司生產(chǎn)的鋼絲通條強度性能也能滿足上述要求，但有些國外廠家通條強度差控制在50Mpa以內，而目前國產(chǎn)彈簧鋼絲尚不能完全達到?？梢妵a(chǎn)彈簧鋼絲不僅應滿足相關國外標準，更應持續(xù)提高實物質量達到國外廠家實物質量的先進水平。在保證鋼絲原材料為進口優(yōu)質盤條的同時，應采取如下措施：

(1)提高熱處理溫控、收線裝備精度；

(2)鋼絲拉拔采用直進式拉絲機；

(3)拉絲機卷筒和模盒應進行循環(huán)水冷卻；

(4)每盤成品鋼絲上下頭均進行抗拉強度檢驗。

　　3．2鋼絲的平整度

　　YB(T)11—83規(guī)定：鋼絲盤應規(guī)整，打開鋼絲盤時，不得散亂、扭轉或呈“∞”字形。直徑≤4inm的鋼絲應進行平整度檢驗，即取長度約為一圈半的樣品，平放在平臺上，測試從平臺到鋼絲端部翹起的最大值。直徑≤0．50mm，翹起的最大值的≤40mm，直徑>0．50mm，翹起的最大值≤30mm。而國外的標準如ISO6931—1：1994規(guī)定：鋼絲拉拔后應規(guī)整排繞，直徑≤5mm的鋼絲應滿足如下要求：

　　1、兩端軸間距離L=0．2D／d1/4(1)式(1)中：D一單圈(匝)鋼絲平均自由直徑；d一鋼絲直徑。

　　2、取一單圈(匝)鋼絲，用圓棒懸掛，兩端軸向距離L沒有超過式(1)計算的值，且1倍卷筒直徑D卷≤單圈(匝)鋼絲平均自由直徑D≤1.5D卷，認為合格。

　　鋼絲的平整度同國外知名廠家相比，實物質量同樣落后于他們。國外某知名廠家Φ1．Omm鋼絲采用圖1檢測方法，兩端軸向距離L值幾乎為零、，如果鋼絲平整度不好，就意味著鋼絲拉拔過程表面殘余應力過大或不均。在卷簧過程中，由于鋼絲表面殘余力會導致彈簧成型應變不穩(wěn)定，易出現(xiàn)彈簧自由高度忽高忽低，圈徑大小不一，并圈裂縫以及軸向扭折等缺陷。為進一步提高鋼絲的平整度性能，縮小差距，采取了如下措施：(1)提高拉絲機的傳動精度；(2)對模盒進行改造，使其拉拔時更穩(wěn)定；(3)摸索出一套通過觀察拉絲機卷筒上鋼絲頭上翹或下翹而相應調整模盒和矯直器的方法，使鋼絲規(guī)整平齊。

　　3．3鋼絲的表面狀態(tài)

　　可以把鋼絲表面狀態(tài)分為兩類：

(1)常規(guī)檢驗的表面質量如尺寸公差、圓度和存在裂紋、刮傷等缺陷。國內、外標準對該類規(guī)定基本一致，只是YB(T)11—83規(guī)定的公差偏大；

(2)鋼絲表面潤滑層質量，即鋼絲在粉末或油中拉拔，可分別得到有涂層的和光滑的表面，兩種表面還可涂鍍極薄的鎳或銅底層。

　　鋼絲的內層為鎳或銅鍍層，外層為粉末或油層，每層厚度約0．1～0．2μm。襯鎳或銅底層有利于提高一定的疲勞強度和潤滑能力。有涂層的表面(粉面)的潤滑層由鈣鹽和鈉鹽組成，該潤滑層對潮濕敏感，因此，在儲運時須防潮。該潤滑層可在成型彈簧上保留，也可清洗去掉。光滑表面(油面)的潤滑層是很薄的油膜。相比而言，油面鋼絲成型彈簧回火后表面光亮，但卷繞很復雜的彈簧須另行施加潤滑劑，而且卷繞彈簧有刮傷的危險，疲勞失效的安全性低于粉面的。該類規(guī)定國內、國外標準均無此要求。但國外知名廠家都可提供上述兩種表面狀態(tài)交貨。在綱絲的表面質量方面，可采取如下措施：

(1)改變公差要求，按JISG4314-1994的公差要求生產(chǎn)；

(2)研制油面鋼絲的生產(chǎn)，向用戶提供兩種表面狀態(tài)交貨，供其選擇；

(3)做好技術服務工作，向用戶介紹粉面和油面的鋼絲成型的彈簧優(yōu)劣比較，使其了解粉面鋼絲成型的彈簧除表面回火后有點發(fā)黃發(fā)灰外，其他性能都優(yōu)于油面鋼絲，而且表面發(fā)黃發(fā)灰也是可以清洗掉的。

　　4、評價效果

　　評價實施上述措施的效果非常重要。如果夸大改進效果會誤認為問題已解決，從而導致問題的再次發(fā)生；反之，也會導致對改進效果視而不見，挫傷持續(xù)改進的積極性。評價其效果可用柱狀排列圖比較實施措施前后內控檢驗出的不合格項目數(shù)量及分布。

　　實施措施后鋼絲的通條強度和平整度質量改進較為顯著，而在鋼絲的表面質量方面效果不太理想。為鞏固成果，將改進措施標準化，并先后制定或修定了——些與彈簧用不銹鋼絲生產(chǎn)有關的作業(yè)指導書、檢驗規(guī)程等文件，為下一次持續(xù)改進提供依據(jù)。