金屬PMI檢測設備 避免供應商數據造假

2019年台北國際工具機展
時間:2019年3月4日至9日
地點:世貿1、3館/台北南港展覽館1、2館
官方網站: https://www.timtos.com.tw/zh_TW/index.html

外貿協會與臺灣機械工業同業公會共同主辦的「2019年台北國際工具機展(TIMTOS)」,將於2019年3月4日至9日於臺北世貿1館及3館、南港展覽館1館及2館登場,展覽規模超越日本躍居全球第三大。 2019年台北國際工具機展(TIMTOS) 將以「工業4.0、智慧製造」為展覽主軸,搭配新增的「AI及新創展區」,展出工業4.0、數位化解決方案及高度整合能力的自動化應用。2019年台北國際工具機展(TIMTOS)一直是參展廠商拓銷全球市場的重要平台,今年也不例外將匯集國內指標廠商,以及來自26國的外商參展,盛況空前。(參考新聞媒體報導)

金屬PMI的重要性 哪些金屬成份分析設備能有效把關避免供應商品質不穩定

金屬PMI:Positive Material Identification (材料可靠性鑑別)是一種特殊非破壞檢測方法,進行金屬成份分析定量定性以及牌號,如304,316,2系列3系列4系列等。金屬PMI特別用於金屬材質及金屬成份分析,如不銹鋼和高合金金屬以及低合金。最常使用的金屬PMI檢測方法包括X射線螢光金屬分光儀(XRF)火花金屬分光儀(OES,SPARK)及目前新手持雷射分光技術(LIBS)。
  自日本鋼鐵大廠神戶製鋼造假事件再度延燒,有鑑於業務範圍之廣大,神戶鋼鐵所製造之粉末冶金件、鋼絲材料,鋁合金等金屬材料也應用在汽車引擎及車胎中,讓下游汽車零部件產業再受考驗!
  神戶製鋼不只是日本第一大鋼鐵製造廠,更是國際間唯一橫跨鋼鐵、粉末冶金、鋁三大領域的金屬原料製造商,長年來以穩定的供貨能力及先進技術面,獲得各大重工、汽車產業鏈信賴,這次造假事件光是(汽車鋼板)部分,受影響的不只是日本當地車廠!連美國三大車廠,也可能受到影響。
  這次數據造假醜聞原因是要追溯至十幾年前數據修改,當時對數據修改無人提出異議,進而逐漸成為內部共識,造成十多年來提交給客戶材料相關文件皆有不實情況,而買方也因為供貨方穩定供貨能力及先進技術形象佳,就相信神戶鋼所提供的材料數據,無做複查進而造成超過500家以上廠家受到此事件影響。這也是目前金屬行業中普遍的現象,「相信供應商所提供的材證文件。」

金屬材料特性與合金內所含元素種類與濃度不同,會造成金屬材料有不同的物理性質與化學特性,本文就以不鏽鋼(鐵基材料)為例,說明不同牌號內化學成份(元素比例含量),對材料的物性與化性影響:

►碳(C ):鋼中最重要元素,必須在通過淬火程度中控制材料硬度和強度,以及對熱處理(淬透 性)響應。
碳含量增加,鋼的可焊性、延展性、鍛造性和機械加工性將會降低,含量也會影響鋼的硬度。

►磷(P):濃度高低會對鋼有不同影響高強度鋼中磷最大量為0.03〜0.05%。 低合金高強度鋼中則高達0.1%的磷磷可增加強度,提高鋼抗腐蝕性。磷含量大於0.04%,則在快削鋼中切削加工性能可得到改善但焊接時可能發生焊接脆化或焊縫裂紋。

►硫(S):通常被認為是雜質,鋼中硫含量高,錳含量低時,對耐衝擊性能會有不利影響。 硫可提高機械加工性,降低了橫向延展性和缺口衝擊韌性。鋼中硫含量限制在0.05%,但添加到快削鋼中量可高達0.35%。

►矽(硅,Si): 鋼的主要脫氧劑之一有助於從鋼水中除去氧氣。當作為脫氧劑時通常只有少量 (0.2%)存在於軋製鋼中。

►鉬(Mo):是強碳化物一般會以小於1%的含量存在於合金鋼中鉬提高了淬透性和高溫強度, 並且提高耐腐蝕性以及增加蠕變強度。鉬也被添加到不銹鋼中以增加耐腐蝕性,並且還用於高速工具鋼中。

硼(B): 含量是鋼中最重要影響目的是提升淬透性。最大優點是添加少量即可以獲得與大量 添加其它元素的相同淬透性(低成本)。鋼合金典型範圍為0.0005〜0.003%在熱處理過程中加入硼代替其它元素以提高中碳鋼的淬透性。

►鎳(Ni): 對鋼耐腐蝕性有重大影響之外還可以提高淬透性。鎳可提高斷裂韌性來增強材料的 低溫性能,鎳的存在,鋼可焊性不會降低,增加了鋼的韌性缺口。鎳經常與其他合金元素,特別是鉻和鉬一起使用是不銹鋼的關鍵組成元素但在碳鋼中應用的濃度較低不銹鋼中含有8%至14%的鎳。

  還有其他元素存在鋼材(鐵基)內,如:錳(Mn),鉻(Cr),釩(V),鎢(W),鈷(Co),銅(Cu),鋁(Al),鈦(Ti),鈮(Nb),鉛(Pb),鋯(Zr),鉭(Ta),氮(N),硒(Se)等元素含量,皆會影響鋼材的物理與化學性質。
  能邁有鑑於金屬PMI、金屬成分的重要性,經由多年努力,引進全球先進的檢測設備,X射線螢光金屬分光儀(XRF)與火花分光儀(OES)與雷射分光儀(LIBS),讓在金屬不同應用需求下皆能做好有效的管理,如:進料,生產中組成成份確認,加工前後牌號成份確認,生產後出貨前等,做有效及快速的牌號或成分的鑑別,來確保金屬材料品質(金屬材料的物性與化性)。

能邁科技全系列金屬PMI金屬化學成份直讀元素分析設備

B.金屬PMI分析金屬成份分析前處理設備

「工欲善其事,必先利其器」,當欲使用上述分析設備做合金材料分析時,除了要選擇適當的分析機型外,金屬表面研磨,拋光前處理也是讓金屬PMI分析數據精準穩定的重要因素,當要材料分析設備精度越高時,樣品表面相對的是不能有其他雜質干擾(存在)來影響金屬材料分析數據,能邁科技除了提供各種 (手持式(快篩), 桌上型(實驗室級), 落地型(超高精密認證級))金屬PMI金屬成份分析設備外,也同時提供金屬材料前處理設備,來提升分析金屬材料的精度與穩定性。

 而依合金材料種類(硬度不同)及分析精度要求(純度及雜質),將會採用不同的處理方式: Cutting(切割),Grinding(研磨)及Milling(銑削)來達到將金屬表面除去,獲得乾淨光滑的表面,使分析數據均質穩定。能邁科技所提供的設備能依用戶需求處理量及材質與應用需求,提供最適化的機型來滿足您近乎苛求的分析要求。
  由上述我們可以瞭解金屬PMI金屬材料成份的重要性,但在金屬材料加工中,有各種不同的工序(工法),如:鍛造,重力鑄造,壓鑄鍛造,虹吸鑄造,3D列印燒結…等等,皆會因工件在製造規格與成本考量下,採用不同加工方式,但加工完成後的工件,要如何再次確認該工件品質呢? 因加工的工序不同,加工件可能會產生金屬依些缺陷,如: 孔隙,裂縫,表面裂縫,金相改變,尺寸變化(圖紙與實體尺寸差異),粉末顆粒殘留,金屬內部化學反應(金屬價電數變化)….等,這些金屬加工工件失效(缺陷)上的分析是需要做前處理設備選擇,因此,能邁科技(tisamax)再次將前處理設備引進國內,讓客戶能在金屬材料分析上,獲得到更完整的一站式服務,提供給您更全面性技術服務。

C.失效分析(缺陷分析)

金屬材料的缺陷基本上可分為兩類:分別為 金屬材料表面缺陷(失效)及金屬內部缺陷(失效),而分析方式又分為兩類:破壞分析及非破壞分析(NDT)

 能邁科技(tisamax)感謝各位先進的支持與鼓勵,從環境法規 全方位技術整合服務(檢測設備,軟體,顧問服務,產品法規驗證)開始,不斷努力及新增相關設備與服務,今年已將金屬材料應用做了更完整的整合,除了檢測設備產品的完整性外,還有 各種在線(線上)檢測設備(on line PMI,on line鍍層厚分析),如:鋼管,鋼棒成份在線檢查,薄膜在線厚度分析,PCB連接器鍍膜厚度分析,電子零件產線失效全檢分析設備,各種混合金屬材料快速篩選分析設備及失效分析設備:桌上型掃描式電子顯微鏡(SEM-EDX)及 工業X光電腦斷層掃描(X ray CT)外,還提供了汽車,航太產業上的材料數據顧問服務(IMDS,CAMDS),來服務金屬產業客戶各種應用需求,希望能邁的服務能讓您公司產品能獲得更多先進品質管理服務,讓您產品能大賣!

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