鍛造品の品質管理｜材料・製造条件の管理と検査方法

鍛造品の品質管理｜材料の受入れとロット管理

材料の受入れでは、注文した材質・規格・寸法・数量と、届いた材料が合っているかを確認します。図面や受入仕様に応じて、現品に表示された材質や番号が材料証明と一致するかを確かめ、必要な外観検査・寸法測定・材料試験を行います。

受入検査で調べる項目や、材料証明に必要な内容は、製品仕様と取決めに合わせます。

材料の識別番号と、その材料を使う製造ロットの対応を記録します。例えば、一本の棒材を切断して複数の製造ロットに使う場合は、各ロットがどの棒材から分かれたかを追えるようにします。工程ごとに管理番号が変わっても、変更前後の対応が残っていれば材料と製品を結び付けられます。

鍛造の製造条件と変更履歴の管理

製品ごとに決めた加工条件に沿って製造し、実際の温度や荷重、製品の状態を確かめます。行う工程は製法や製品によって異なるため、加熱・トリミング・熱処理を行う場合に、それぞれの管理項目を設けます。

熱間鍛造では、炉の設定温度だけでなく、加工時の素材温度や加熱後の経過時間を確認します。成形では使用する設備・金型・潤滑条件を決め、必要な加工荷重や製品の形状を確かめます。ばりを除くトリミングでは、使用する金型と製品の位置、除去後の形状を確認します。

熱処理を行う場合は、材質と求める性質に応じた加熱温度・保持時間・冷却条件を管理し、必要な硬さ試験や組織観察で結果を確かめます。設備の切替や金型の修正、熱処理条件の変更があれば、変更内容と適用した製品を記録し、変更後も要求品質を満たしているかを検査します。

例えば、金型を修正した後の寸法を評価する場合は、修正前と同じ測定部位・測定方法・合否基準で結果を比較します。

不適合品の状態を記録し、材料・製造条件を調べる

不適合を見つけたら、対象品を識別・隔離し、適合品への混入を防ぎます。発見した段階、対象品と部位、不適合の状態、測定値と合否基準を記録し、何が要求を満たしていないのかを明らかにします。

良品と不適合品について、材料の受入れ、設備・金型、加熱・成形・熱処理の履歴を比較し、条件の違いや変更点を調べます。例えば、金型の修正後に不適合が増えた場合は、修正前後の形状や検査結果を比較します。変更した条件と不適合の状態がどのように関係するかを、現品と加工・検査の記録から調べます。

影響範囲は、発見した製造ロットだけに限りません。同じ材料や金型、加工条件が別のロットにも関係する場合は、その製品も調査対象に含めるかを判断します。

処置の内容と再検査の結果を残す

製品仕様や取引先との取決めに従い、追加検査、再加工・補修の可否、廃棄などの処置を判断します。再加工や補修を行った場合は、実施内容と必要な再検査の結果、最終的な判定を残します。判定に使った基準と承認者も記録し、未判定品が出荷品へ混ざらないようにします。

鍛造品の検査方法｜超音波探傷・磁粉探傷・組織観察の違い

鍛造品の検査項目は、図面や仕様で求める品質に合わせて選びます。傷の検査に加え、外観・寸法、必要な強度や硬さなども確かめます。

図面で指定された部位について、鍛造後・熱処理後・後加工後のどの段階で検査するか、調べる範囲と合否基準を検査仕様で確認します。

超音波探傷試験（UT）は、材料の内部へ超音波を送り、傷などからの反射を手掛かりに内部の状態を調べる方法です。材質や結晶粒の大きさ、製品形状などによって波の伝わり方が変わるため、検査できる部位と探傷条件を確認します。

磁粉探傷試験（MT）は、鉄鋼などの強磁性材料を磁化し、傷の周辺に集まる磁粉の模様から、表面や表面近くの傷を調べる方法です。アルミニウムなどの非強磁性材料には使えません。

組織観察では、調べる位置から試料を取り、切断・研磨などの処理をした面を顕微鏡で観察します。結晶粒や熱処理後の組織などを調べるもので、製品全体の傷を探す非破壊検査とは異なります。採取位置と観察目的を決め、必要に応じて硬さなどの試験結果と合わせて評価します。

試料の採取部位と観察する断面の方向、熱処理状態を記録し、検査結果がどの位置・状態を示すかを明らかにします。試料の結果を用いて製品を判定する範囲は、製品の検査仕様に従います。

検査結果から製品の合否を判定する

検査結果が図面や検査仕様の基準を満たしているかを確かめ、製品の合否を判定します。検査した製品と部位、方法・条件、結果を判定の記録とともに残します。出荷時には必要な検査と判定が済んでいるかを確かめ、取決めに応じた成績書をそろえます。

成績書では、検査対象の製品と調べた部位・範囲が分かるようにします。検査を実施した範囲と条件に基づいて結果を評価します。