Kontrollü Difüzyon:

Isıl Đşlemin Kalite ve Süreç Optimizasyonu

Difüzyon süreçleri için optimize edilmiş işlemlerin otomatik oluşumu için yenilikçi ve uyarlayıcı kontrol teknolojisinin özeti.

demig Prozessautomatisierung GmbH Haardtstr. 40 D-57076 Siegen Tel: +49(0)271-772020 Fax: +49(0)271-74704 E-Mail: info@demig.de Internet: www.demig.de

1. Giriş: Doku sertleştirme işleminde, metalin yapısı bazı özellikleri sağlaması için değişmektedir. Bu süreçte söz konusu olan süreç sayısına göre, söz konusu işlem sadece yenilikçi kontrol teknolojisi ile gerçekleştirilebilir. Metal endüstrisinde ısıl işlem otomasyonu ve modernizasyonu alanında Avrupa’nın lider firmalarından olan Alman demig Prozessautomatisierung GmbH firması DE-VR 4008 ve DE-VX 4100 serisi kontrol sistemleri ile çevrimiçi difüzyon hesaplamada özel bir program sunmaktadır. Bu uzman sistemin hizmetleri şu şekilde sıralanabilir:

• Optimal işlem programlarının otomatik oluşturulması • Süreç sırasında yürürlükteki işlem programlarının adaptasyonu. Kayıtlı veriler malzeme hasarlarının düzeltilmesinde ve DIN ISO 9000ff standartlarına göre kalite güvencesi sağlanması için kullanılmaktadır. Bu belge uzman sistemi açıklamaktadır. Kontrol sistemi prosys/2’de difüzyon sürecinin bir simülasyonun uygulamak mümkündür. Bu simülasyon ile kontrol sistemi için işlem programları oluşturulabilir ve bunların seyrinin önceden benzetimi yapılabilir. Bu süreç ısıl işlem için bir görüş sağlamaktadır. Simülasyondan sonra otomatik olarak oluşturulmuş programda işlem sürecini etkilemek için el ile bazı değişiklikler yapılama olanağı mevcuttur. Yeni bir simülasyon yapmak ise her zaman için mümkündür. Đstenen işlem süreci ve işlem sonuçları sağlandıktan sonra program bilgileri kontrol sistemine aktarılmaktadır.

Şekil.1: DE-VX 4110

1.1. Isıl Đşlem Metal malzemelere farklı uygulamalarda bulunmak için bu malzemelerin sertliği, gerilme direnci, esneklik sınırı, sertlik ya da korozyonu test eden çentikli çubuk testi gereklidir. Özel ısıl işlem süreçleri malzemeyi istenilen yapı elde edilince kadar değiştirmektedir. Değişime neden olan, denge durumundaki yapı ile ilgili bilgiler (soğumuş haldeyken), ısı koşullu süreç ve reaksiyonlar, ilgili çentikli çubuk dayanıklılık testi ile birlikte, yüzeyin sadece ısıl işleme gereksinimi kalır. En çok kullanılan süreçlerden biri doku sertleştirme sürecidir. Sürecin karbürizasyon safhasında, karbon atomları, gerekli sertlik derecesine bastırmadan sonra, özün orijinal özelliklerini değiştirmeden malzemenin yüzeyinde yoğunlaşmaktadır (difüzyon).

1.2. Süreç Bilgisi Bu difüzyon sürecinin tam bilgi ve yeniden oluşturulabilmesi ile en iyi kalite yakalanabilmektedir. Birçok parametrenin (örneğin, karbürizasyon sıcaklığı, süre ve atmosfer (C-seviyesi)), madde alaşımı ile bileşimi, difüzyon aracısı ile benzerliği, kurulum ve malzeme geometrisinin özelliklerinin sürecin sonuçları açısından önemi vardır. Bu karmaşık süreç sadece yenilikçi bir kontrol teknolojisi ile kontrol edilebilir. Uzman sistemler olarak adlandırılan ve uzun yılların deneyimine dayanan sistemler sadece otomatik program oluşturulması (süreç analizi) ile ilgili bilinen tüm veri bilgilerini sağlamakla kalmamakta aynı zamanda süreç esnasında sürece uyum sağlamaktadır. Đşlem sonrasında kayıt ve analiz kalite kontrolüne imkan vermekte ve ileriki programlar için ek deneyler olarak saklanmaktadır.

Şekil . 2: Bütün sürecin tanımlanması

Süreç Kontrolü (Süreç değerlerinin kontrol edilmesi, hesaplanan C-seviye görüntülerine uygun olarak

kalite durumunun belirlenmesi)

Koşullar

(ürün özelliklerinin analizi, malzeme kompozisyonu ve geometrisi)

Sürecin Belgelenmesi

(Süreç verilerinin kalite kanıtı olarak kaydedilmesi)

Sürecin Kaydı (Süreç değerlerinin ve C-profilin veri

dosyasında depolanması dahil olmak üzere hazırlanması)

"Çevrimiçi" Süreç Kontrolü ( Süreç değerlerinin ve işlem özelliklerinin

grafiksel ve rakamsal sunumu)

"Çevrimiçi" Uyarlayıcı Süreç Kontrolü

( Program bölümlerinde sürenin belirlenerek işlem programının otomatik uyarlaması)

El ile Đşletme Đşlemi

(El ile modülü)

Süreç Hesaplaması (işlem programının otomatik

oluşturulması, C- profil simülasyonu (yalnızca prosys/2 için))

Değişiklerin Analizi ve Değerlendirilmesi

(Đşlem yöntemi, sistem)

Đşle

md

en Ö

nce

Đş

lem

Sır

asın

da

Đşle

md

en S

onra

2. Tanım Bu uzman sistemin temelindeki başlıca fikir basitleştirilmiş işlem çevrimleriyle yüksek kalite seviyelerine ulaşmak, yüksek rasyonalizasyon potansiyelleri ile uygun fiyatlı teknolojiler ve en uygun faydalanma oranlarına ulaşmaktı. Uzun ve pahalı farklı işlemler içeren test serilerini ortadan kaldıracak fakat aynı zamanda farklı durumlara sürekli uyum sağlayabilme özelliğine sahip olacak bir prosedür kavramı bulmak önemliydi.

2.1. Isıl Đşlemden Önce 2.1.1. Koşullar Malzemenin karbürizasyon ve sertleştirme programının yaratılmasında öncelikle verilen bilgiler analiz edilmelidir. “Dişlilerin Isıl Đşlemi” örneğinde iş ve işin temel sorunları detaylarıyla açıklanmıştır. Malzemenin maden alaşımı bileşenleri malzemeden malzemeye farklılık gösterse de, gösterilen parametreler süreç programının ilgili program parametreleri ile sabittir.

2.1.1.1. Ürün Özelliklerinin Belirlenmesi Öncelikle ürün özellikleri tanımlanmalıdır. Sorun şudur: hangi bölgelerin mekanik mukavemeti en yüksektir (diş dibi, diş yanı veya diş tepesi)? Difüzyon hesaplamaları düz yüzeylerde kalıcı difüzyona dayanmaktadır. Fick Kanununa göre1 sınırlı konsantrasyon eğimi (difüzyon profili), belirli bir zamanda bunların akış yönüne dikey akan yüzey boyunca difüzyona uğrayan atomların sayısı ile orantılıdır. Bu koşullar bir dişlinin diş yanları için geçerlidir. Bu noktada, difüzyon süreci kolaylıkla hesaplanabilecek durumdadır. Ancak, diş tepelerinin geniş difüzyon alanları vardır. Bundan dolayı süperkarbürizasyon sorunu oraya çıkabilir ve büyük olasılıkla bu durum metalin tahrip olmasına neden olacaktır. Diş dibi de bir sorun teşkil eder. Bu noktada ise kalıcı difüzyon alanları daha küçüktür. Çok düşük seviyelerde karbürizasyon olması olasıdır ve tavlamadan sonra, istenilen aşınma direnci elde edilemeyecektir. Sorunlu malzemenin kalıcı karbürizasyonu için “çevrimiçi difüzyon hesaplaması” programına aşağıdaki bilgiler girilmelidir: a)”Diş dibi” aşınma kriteri için bir düzeltme unsuru olarak, ısı unsuru, difüzyon unsuru ya da transfer unsuru gerekli olabilir. % 100’ün altında olan değerler düvel zamanı ve karbürizasyon ısısını etkiler. Đntibak edici süreç optimizasyonu bu değerleri işlem programının otomatik oluşturulmasında düzeltme değerleri olarak kullanmaktadır. Ayrıca, bunlar, ısıl işlem süresince, çalışılan parçanın difüzyon profilinin geçerli hesaplamasında da kullanılmaktadır. b) “ Diş ucu” aşınma kriteri için, “C-seviyesi ek olarak karbürizasyon derinliği, gibi diğer bazı hesaplama verileri superkarbürizasyon etkisinin önlemesi için gerekmektedir. Daha düşük derecedeki bir C-değerinde, daha yüksek C-değeri içeren değerlerden düşük derecede karbür olacaktır. 2.1.1.2. Malzeme Nitelikleri ( Alaşım Đçerikleri) Difüzyon süreci, bu sürecin hesaplanması ve simülasyonu için (prosys/2),çeliğin alaşım bileşenleri hakkında veri olması önemlidir çünkü bu özellikler çeliğin içindeki karbon aktiviteleri gibi bazı diğer özellikleri etkilemektedir. Örneğin, manganez ve krom karbon aktivitelerini azaltmaktadır. Ayrıca krom, kritik soğuma oranını düşürmektedir (daha küçük ısı iletim katsayısı λ ya bağlı olarak çelikte daha yüksek ısı transferi2 ), bundan dolayı daha etkin dolu derinliğine ulaşılmaktadır. Molibden kadar krom da karbürlerin oluşumunu iletmektedir. Manganez de etkin dolu derinliğini arttırmaktadır fakat karbürlerin oluşumunu iletmemektedir. Alaşımın bileşenleri yüzdeler olarak ifade edilmektedir fakat bir veri tabanından farklı standartlar için uyarlanabilir. 2.1.1.3. Karbürizasyon Isısı: Karbon ve demirin çözünülebilirlik özelliklerinden dolayı sadece östenit aralığındaki ısılar bu aralıktaki “yüksek” kristal yapısından dolayı normal olarak karbürizasyon ısısı olarak ele alınırlar (kübik boyut- merkezi yapı). Karbürizasyon için ısı genellikle 900°C ila 950°C dereceler arasında yer almaktadır. Yükselen karbürizasyon ısısıyla difüzyon hızı yükselmekte ve karbürize edilecek katmanın büyüme hızı etkilenmektedir. Bu işlem aracılığıyla

1 Fick Kanunu:

∂

∂−=

∂

∂=

x

xcDq

t

xnJ

)()(;

−−===

N

scczDF

q

JzF

q

li

δ

0

2 Isı akışı şu şekilde hesaplanabilir: dx

T

s

xAxQ

∆=

•

*)(

*)(λ , denge için (zamandan bağımsız: ∞→t )

karbürizasyon süreci kısaltılabilir ve böylece süreç zamanından tasarruf edilebilir. Ancak, çalışma parçasının tane büyümesi olumsuz etkilenir. Optimizasyon için ortalama bir değer bulmak önemlidir. 2.1.1.4. Sertleştirme Isısı Sertleştirme ısısı sertleştirme sürecinde tavlamanın başladığı ısıdır. Bu nedenle çalışılan parçanın ısısı karbürizasyon işleminden sonra daha düşük bir sıcaklığa indirilmelidir. Bazı çeliklerin tavlama hızı, gerekli derecede yüksek “karbürizasyon ısısından” başlayarak, malzemede istenilen sertleşme işlemini elde etmek amacıyla çok yavaş olmalıdır. Buna ek olarak, çalışılan parçanın çatlak oluşumları ve/veya sert biçim bozuklukları riski bulunmaktadır. 2.1.1.5. Karbürizasyon Derinliğinde (CD) C- Derecesi ve Yüzey C- Derecesi Etkin doku derinliği (EDD)çalışılan parçanın yüzeyinden sertleştirme işlemi sonrasında 550 HV (Vickers’e sertleşme test yöntemi) değerine göre sertleştirme derecesinin yakalandığı uzaklıktır. % 0,3 ve % 0,5 (standart değer % 0,35) arasında bir C-içeriği ile bu sertleştirme değerine, veri tavlama süresi tutulduğunda ulaşılmaktadır. Karbürizasyon derinliği (KD)belirli C-seviyelerinin yakalanması gerektiği durumlarda ( KD’de C-seviyesi) çalışılan parçadaki derinlik belirleme noktasıdır. Veri bilgilere göre sertleştirme işlemi yapıldığında bu değer, EDD ile doğrudan bağlantılıdır (optimal tavlama hızı). Eğer faklı bir durum söz konusu ise, EDD daha yüksek C- derece sınırlarına doğru yükselebilir. “Yüzey C- derecesi” ile program anlatılan girdileri göz önüne alarak bir difüzyon profili hesaplamaktadır. Program, süreç programı dahilinde farklı difüzyon bölümleri oluşturabilmektedir. 2.1.1.6. Atmosfer Nitelikleri Atmosfer nitelikleri, kontrol sisteminde C-seviyesi hesaplanmasına olduğu kadar program oluşturulması sürecine de dahil olmaktadır. CO çözümleyicisi ile ölçülen O2 ölçümü değeri, sıcaklık sensörleri ve sensörler ile ölçülmeyen diğer atmosfer değerleri C-seviyesi hesaplamasında çok önemlidir. Sensörlerle ölçülen süreç değişkenleri olmadan oluşturulan süreç programının simülasyonu için, aynı şekilde CO-çözümleyicisi olmadan denetleyici ile “çevrimiçi” difüzyon hesaplaması için, atmosfer niteliklerinin belirtilmesi karbon geçişi unsuru olan ve karbürizasyon yoğunluk değerini belirten "β"nın hesaplanmasında gereklidir. Bu nitelikler yüzde olarak belirtilebilir ya da veri bankasından doğrudan uyumlaştırılabilir.

2.1.1. Süreç Hesaplaması 2.1.2.1. Süreç Programının Oluşturulması Süreç programının oluşturulması için öncelikle elleçleme programının oluşturulması gerekmektedir. Bu elleçleme programı hızlı ve basit bir yöntem olan sembolik programlama (SP=DSP) kullanılarak oluşturulabilir. En basit şekliyle, üç program bölümü yeterlidir. Bu örnekte her program bölümü sürecin bir safhasını göstermektedir: I. Hazırlık: Öncelikle süreç safhasını “firını hazırla” durumuna getirin. Örneğin, karbürizasyon sürecini başlatmak için firını belirli bir sıcaklığa getirmek amacıyla ısıtın. Kontrol sistemi işlem talimatlarındaki tanımlara göre veriyi ayarlayın. Olasılıklar, her bir fırına göre farklı olarak oluşan kontrol sistemini belirli yapılanışından kaynaklanmaktadır. II. Karbürizasyon: Bir sonraki aşamada, difüzyon otomatik olarak aktif hale gelecektir. Isı, bölüm zamanı ve C- derecesi gibi ayarlamalar 0 konumunda olmalıdır. Bu değerler daha önceki girdi parametrelerinden otomatik olarak hesaplanmaktadır. Bu durumda, bu değerler 0 olarak alınamamış olup, programın girdi değerleri parametre değerlerinden seçilecektir. III. Sertleştirme ve Tavlama: Son aşamada, tavlama için değerlere ayarlanmalıdır. Bu değerler, ilk süreç safhasında olduğu gibi girilmektedir. Ancak, difüzyon otomatiğinin sadece bir program bölümünde- difüzyon bölümünde- aktif hale getirilmesi önemlidir. Elleçleme programı aşağıdaki gibi programlanmalıdır:

Şekil. 3: Program bölümleri için örnek

Bu örnekte, tek program bölümleri aşağıdaki gibi programlanmaktadır:

Şekil. 4: Tek program seçimi için ayar noktaları

Programın oluşturulmasından sonra bir süreç programına bir parametre ile bağlanmalıdır. Bu süreç programı kontrol sisteminin iş hafızasından yüklenebilmektedir. Süreç programının sıralaması aşağıdaki gibi olabilmektedir:

Şekil. 5: Difüzyon hesaplamasından önce süreç profili

Bu, süreç için ayarlama noktası olarak kullanılan süreç programının tamamıdır. Bu örnek 5 ilave program bölümünün eklendiğini göstermektedir. Bu nedenle, parametrelerde karbürizasyon ısısından farklı bir sertleştirme ısısı ayarlanmıştır. 6. bölümde ısı ayar noktasının sertleştirme ısısından daha aşağıya düştüğünü görülmektesiniz. Bu, “ısı düşürmeli program” olarak adlandırılmaktadır. Bu sorun bölüm 2.1.1.4.’te anlatılmıştı.

Eğer sertleştirme ısısı ve karbürizasyon ısısı aynı ise, otomatik difüzyon hesaplaması ile sadece üç program bölümü eklenmektedir. Bu programa “ısı düşürme olmadan program” denilmektedir. Bu örnekteki ayar noktalarının sıralaması - diğer parametreler eşit varsayıldığında- aşağıdaki gibidir:

Şekil. 7: Isı indirgemesi olmadan süreç profili

2.1.2.2.Karbür Sınırının Belirlenmesi ve Karbür Düzenlenmesi Karbürler, özellikle geniş difüzyon yüzeylerinin bulunduğu (karşılaştırma örneği, dişli) alanlarda, çalışılan parçaların karbon doygunluğunda fazla karbürizasyonundan kaynaklanmaktadır. Bu durum malzemelerin tahrip olmasına neden olabilir ve bunların

temizlenmesi sadece yüksek ısı- işlem çabalarıyla mümkün olmaktadır. Bu karbürlerin önlenmesinde birçok değişik yöntem bulunmaktadır: a) Yüzey C-seviyesinin düzenlenmesi Bu yöntem, çalışılan parçanın yüzeyindeki C-seviyesini ölçmektedir. Kullanıcının bir karbür sınırı oluşturması gerekmektedir (C-seviyesinin içeriğinin en yüksek imkanı). Bunun anlamı çalışılan parçanın gelişen karbürlerin tehlikeli aralığında devamlı olarak kontrol edildiğidir. Bu yöntem fazla C-seviyelerine göre işlem zamanını kısaltmaktadır ve hızlandırılmış difüzyon sonuçlarına neden olmaktadır. b) C-seviye firın atmosferinin düzenlenmesi Uzman sistem atmosferik ölçüm yöntemi ile çalışmaktadır. Bunun anlamı, alaşım unsurunun girdisi ile birlikte özel program, sertleştirme ve karbürizasyon ısısı ve bir karbür unsuru3 çalışılan parçanın karbür sınırını belirlemektedir. Bu, aynı zamanda, söz konusu değeri süperkarbürizasyon süresi boyunca değişme noktasına kadar firın atmosferinin C-seviyesi olarak ayarlamaktadır ( C-seviye kesintisi). Pratik deneyler ve değişik ebat ve alaşıma sahip çalışma parçaları kullanılarak yapılan çok sayıda testin sonucunda karbür unsurunun ve atmosfer C-seviyesi ile bir çalışma parçasının yüzey C-seviyesi arasındaki farkın -alaşıma bağlı olarak- sürecin tüm durumlarında tehlikeli karbür aralığının alında tuttuğu görülmüştür. Süreç zamanı uzman sistem aracılığıyla hesaplanacaktır.

3 Alaşım unsuruna dayanan düzeltme değeri

2.2. Isıl Đşlem Sırasında 2.2.1. Süreç Kontrolü Süreç programını başlatmakla, geçerli değerler ayar noktalarına ve program fonksiyonlarına (kontrol dizileri) göre kontrol edilmektedir. Mevcut süreç değerleri sürekli olarak, işleyen sürecin sürekli kontrolü için hazırlanmıştır. Sisteme ve yapılanışa bağlı olarak, görsel, rakamsal ekran, eğilim ekranları ve farklı kaydediciler arasından birini seçebilirsiniz. Süreç esnasında el ile yapılan müdahaleler kullanıcının gerekli yetkisi olduğu sürece her zaman için mümkün olmaktadır. 2.2.2. “Çevrimiçi” Uyarlayıcı Süreç Kontrolü Başlandıktan sonra süreç programının sadece el ile yapılan müdahaleler ile değiştirilebildiği standart süreç akımının tersine, kontrol sisteminin görevleri otomatik difüzyon kontrolünün entegre edilmesi ile genişletilmiştir. Otomatik difüzyon olmadan programlanan program bölümlerinde4, kontrol sistemi sınır değerlerin (bant genişlikleri) ve süreç optimizasyonu için gerekli olan kontrol izleri yardımıyla bölüm genişletmenin gerçekleştirilmesiyle birlikte süreci yönetmektedir. Süreç programı hesaplaması ile oluşturulan otomatik difüzyon bölümlerinde, kontrol sistemi mevcut kalite özelliklerini (difüzyon profilini) her bir dakikanın mevcut süreç değişkenlerinden hesaplamaktadır. Difüzyon profili, “çevrimiçi” difüzyon kaydedicide gösterilmektedir ve aşağıdaki kriterlere göre uyarlayıcı bir şekilde müdahale etmektedir:

4 Sadece ilk ve son süreç safhalarında

Şekil . 11: otomatik difüzyonun işlemleri

Sürecin başlangıcı

Kalite özelliklerinin belirlenmesi (difüzyon özellikleri)

Gerekli ise bölümün uzatılması (eğer süre zamanı yetersiz ise)

Difüzyon süreci kesilecektir

Isıl işlem süreci bitmiştir.

CD’de C-seviye sağlanıyor? ?

evet

C-seviyesi veya ısı için değişme noktasına erişildi mi?

hayır

Bir difüzyon bölümünün sonuda işlem programı?

hayır

hayır

evet

Đyileştirme programı bitti mi?

evet

hayır

evet

a) Mevcut hesaplama, C-seviyesinin ve ısının indirgenmesi için değişme noktasına ulaşılmış olduğunu göstermektedir. Değişme noktaları, yüzey bölgelerini dekarbürize etmek için C-seviyesinin indirgendiği ya da sertleştirme ısısına ulaşmak amacıyla azaltılan ısının (zamanın) göstergeleridir. Otomatik program oluşturulmasında bu değişme noktaları girdi parametreleri kullanılarak hesaplanmaktadır. Đlgili karbürizasyon derinliğinde olabilecek en kısa zamanda C-seviyesinin yakalanması için, yüzey C-seviyesi için gerekli olan C-değerinden daha yüksek bir değer ile karbürizasyon gerçekleştirilmektedir. Bunun anlamı, firının içindeki C-seviye atmosferin, yüzey C-seviyesinin gerekli olan değerlerde dekarbürize edilmesi için yapılan ileriki işlemlerde düşmesi gerekmektedir. Değişme noktası; difüzyon hızından, firın atmosferindeki C-seviyesinden ve hatta C-seviyesinin indirgenmesinden sonraki faktör, çalışılan parçanın belirli bir zaman aralığındaki iç bölgesinde oluşan karbon difüzyonundan hesaplanmaktadır. Aşırı ısı ya da C-seviyesi gibi hatalar göz önüne alınarak, bu (değişme) noktasına planlanan zamandan daha önce ulaşılabilir. Kontrol sistemi bu durumun farkına varmakta ve programın bölüm zamanlarını değiştirmektedir. Yüksek C-seviyesine sahip bölüm bu durumda daha kısa olacaktır ve program doğrudan bir sonraki bölüme geçecektir ( indirgenmiş C-seviyesi değeri). Aynı işlemler, ısı indirgenmesinin değişim noktasına, sertleştirme ısısına doğru ulaşmada kullanılmaktadır. b) Đyileştirme sürecinin difüzyon bölümü bitime yakın Her bir difüzyon bölümünün bitmesinden önce, uzman sistem, “çevrimiçi” difüzyon hesaplamalarını kullanarak difüzyon bölümlerini yeniden hesaplamaktadır. Düşük C-seviyesi ve ısısı değerlerinin olması gibi işlemi geciktirici sistem hataları, mevcut difüzyon bölümünün uzamasına neden olacaktır. Bu hataları içeren difüzyon bölümü yeniden hesaplanacaktır ve bölüm zamanları otomatik olarak uzatılacaktır. Bunun anlamı, zaman bölümünün istenilen işlem etkisi görülünceye kadar uzatılacağıdır. Bu işlem, ısıl işlem başarılı bir şekilde sonlandırılıncaya kadar tekrar edilecektir ve daha sonra işlemin bir sonraki adımına geçilecektir. c) Karbürizasyon derinliği sağlandığında Eğer sürekli “çevrimiçi” difüzyon hesaplamaları optimal karbürizasyonun öngörülemeyen etkiler dolayısıyla sağlandığını gösterirse, süreç, mevcut program durumundan bağımsız olarak, derhal kesilecektir. Aynı zamanda, bir işlem programı hesaplanıp aktif hale getirilecektir. Böylelikle, ısıl işlem bir sonraki adıma kadar devam edecektir. Bu, çalışılan parçanın tahrip edilmesine de neden olabilecek karbürizasyon derinliğinde bir C-seviyesi fazlasını önleyecektir. 2.2.3. “Çevrimiçi” Süreç Şeması Süren işlem sırasında, kullanıcı ısıl işlemin mevcut durumunu her an difüzyon ve ısı kaydedici sayesinde görebilmektedir. Kurulumu yapılan türe göre, kontrol sistemlerinin yapılanışları ve gereklilikleri, bütün süreç değişkenleri ve mevcut teçhizat durumu grafiksel olarak ve rakamsal olarak gösterilmektedir. Böylece, uzman sistem her dakika yapılan hesaplamalardan ısıl işlemin durumunu difüzyon profili olarak ( difüzyon kaydedicide) vermektedir. 2.2.4. Süreç Kaydı a) Bütün süreç değişkenlerinin kaydedilmesi ve oluşturulması süreç mühendisliği prensiplerine, sistemin ve müşterinin gerekliliklerine uygun olarak gerçekleştirilecektir. Kaydetme süresince, bütün bilgiler- doğrudan ölçülen süreç değişkenleri (güncel değerler) ve

bunların uygun ayar dereceleri, aynı zamanda mevcut teçhizat durumu- kontrol sisteminin dahili bir veri belleğinde saklanmaktadır. Bu veri ek olarak oluşturulabilmekte ve algoritma hesapları ile depolanabilmektedir ( örneğin; farklı yüklü sıcaklık sensörü ölçüm değerlerinin ortalaması).

2.3. Isıl Đşlemden Sonra 2.3.1. Süreç Belgeleme Günümüzde, sürecin yeniden yapılanması en önemli kalite ölçütlerinden biridir ve ayrıca hatasız bir süreç işlemi için de önemlidir. Bu belgeler müşteriler açısından ve takip eden bölümler (üretim) açısından önemlidir. Malzeme hasarları açısından ve ayrıca müşterinin olası başvuruları açısından kanıt teşkil ederler. Bunlar, ayrıca, mal giriş makbuzlarında partilerin reddedilmesi için geçerli sayılmaktadırlar. Bunun yanında, bunlar, kalite güvencesi ve hata önleme araçları olarak kullanılabilmektedirler, örneğin; FMEA, ayrıca kalite denetçileri için. Bunlardan başka, sonuçlar yapılandırma analizlerine dahil edilmekte ve - çaba ve önemliliklerine göre - parametre ayarlamalarında yapılandırılmaya, program süreçlerinde yapılandırılmaya ve atmosfer özelliklerinin yapılandırılmasına, aynı zamanda, mekanik, sistem ölçümü, kontrol ve eğer gerekirse modernizasyon gibi sistem bölümlerinde yapılandırmaya neden olmaktadır.

3. Đşleminin Çalıştırma Simülasyonu Modern kalite güvencelerinde, hata önleyici tedbirler, üretimden sonra yapılan eski“iyi/kötü yönteminin aksine yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu nedenle, sistemden oluşturulan süreç programları ya da el ile girilen programlar, bir bilgisayar simülasyonu yardımıyla işlenilen parçanın işleminden önce belgelenmektedir. Bu yöntem, değiştirilmiş parametrelerin süreç işleminin etkilenmesi olasılığını da sunmaktadır. Bu tür bir simülasyon, ısıl işlemlerde kontrol ve düzenleme teknolojisi için özel olarak geliştirilmiş olan PC temelli supervisory system prosys/2 (=denetleyici sistem prosys/2) program modüldür. Bu sistemin temel fonksiyonları; merkezi sistem izlemesi ve operasyonu, Müşteri-Sunucu yapısı ile (=CSA) modern şebeke yapısı, telemaintenance gibi otomatik fonksiyonlar için SQL temelli ilişiksel veri tabanı sistemi, modem aracılığıyla dünya çapında servis ve işlemdir. Simülasyon ile, beklenen difüzyon profili hesaplanmaktadır ve parametreler ve program verileri ile grafiksel olarak gösterilmektedir.

Şekil. 8: Prosys/2 sisteminin difüzyon simülasyonu

Şekildeki eğriler aşağıdaki gibi yorumlanmalıdır: Mavi eğri: malzemedeki temel C-seviyesi Sarı eğri: başlangıçtaki süperkarbürizasyon ile malzemenin en yüksek karbon profili Mor eğri: malzemedeki mevcut karbon profili Kırmızı çizgi (dikey) : karbürizasyon derinliği ayar noktası Kırmızı çizgi ( yatay): Karbürizasyon derinliğindeki C-seviyesi/ CD C-seviyesi/ C-seviyesi sınırı Simülasyonda süresince bile, karbürizasyon derinliğinde (KD) gerekli olan C-seviyesi içeriğine yükseltilmiş bir C-seviyesi ile nasıl ulaşılabileceği - optimal (kısaltılmış) zamanda- ve son aşamada yüzey alanının daha önceden belirlenmiş değere göre dekarbürize edilmesi için C-seviyesinin nasıl indirgenmesi gerektiği açıkça gösterilmektedir. Simülasyon, C-seviyesi yükseltmesi sürecinde difüzyonun aşamalarını göstermektedir ve indirgenmiş C-seviyesi ile olan işlemden sonraki aşamaları belirtmektedir. Bu halde, uzman rakamsal bilgiler ile S-profilini analiz edebilir. Birçok durumda, pahalı testlerden uzak durulmalıdır. Tek parçalı ürünler gibi özel işlem parçaları için testler mümkün olmamaktadır. Simülasyon, optimal bir süreç işlemi sağlamak için yapılacaktır. Isıl işlem sürecini etkileyebilecek hatalar sistem tarafından tanınmalı ve zamanla olduğu kadar bölümlerin ayar noktalarıyla da değişmektedir. Simülasyon vasıtasıyla, program süreci 3 veya 5 program bölümü kadar uzayacaktır. Bunlar, başka bir karbürizasyon profiline erişmek amacıyla değiştirilebilir. Parametrelerdeki ve elleçleme programındaki değişiklikler yeni bir simülasyon aracılığıyla grafik olarak

gösterilebilir. Đstenilen sonuca ulaştıktan sonra, süreç programı, kontrol sistemine iletilmelidir. Uyarlayıcı “çevrimiçi” düzenleme şimdi, aşağıda anlatıldığı gibi gerçekleşecektir. Denetleyici sistem vasıtasıyla, mevcut kaydedilmiş verileri olduğu kadar kontrol sistemindeki program sıralamasını da görmek mümkün olmaktadır.

Yetkili 25 yıldan daha uzun zamandır demig Prozessautomatisierung metal endüstrisinde ısıl işlem sistemlerinin otomasyonu ve modernizasyonu alanlarında, cam ve seramik endüstrisi süreç kontrollerinde ve seramik endüstrisinde olduğu kadar kimya ve gıda endüstrisinde de Avrupa’nın lider firmalarından biridir. Fabrika mühendisleri (firın üreticileri) ve prosedür sorunlarının çözümünde yardım ve teknoloji sağlayan mühendislik büroları müşterileri oluşturmaktadır. Bunlara ek olarak, Avrupa çapında birçok firmanın mevcut teçhizatlarını modernize etmekte ve otomasyonunu sağlamaktadırlar.