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Qualitätssicherung in der Wärmebehandlung FA 25
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Qualitätssicherung in der Wärmebehandlung
Industrieverband Härtetechnik
Information über die neu erschienene CQI-9 HTSA 3rd Edition für Wärmebehandler Werner Schwan Peter Schiefer Robert Bosch GmbH Ford, Köln Korntal-Münchingen, 11. Juni 2012
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Vortragsübersicht
Einleitung: Was ist CQI-9? Was sind die Ziele?
Daten / Fakten zur CQI-9 Arbeitsgruppe, Arbeitsergebnisse
Zusammenarbeit mit der AIAG Working Group
Roll out der 3rd Edition am 8. Dezember 2011 - Wichtige Veränderungen Zusammenfassung
Wen betrifft die CQI-9 HTSA? Welche Verfahren?
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Was ist CQI – 9 HTSA
• HTSA bedeutet: Heat Treatment System Assessment
• Kundenforderung der Firmen Chrysler, GM und Ford
• CQI-9 HTSA ist unverändert eine Selbstbewertung bezüglich der Wärmebehandlung
• Ist keine Norm, jedoch ein nachzuweisender Prozessstandard
• CQI bedeutet: Continuous Quality Improvement
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Ziele der CQI-9 HTSA
• Kontinuierliche Verbesserung, Fehlerprävention und Reduzierung von Prozessabweichungen und Streuungen bei der Wärmebehandlung
• Vereinheitlichte Entwicklung von Managementsystemen und eine Prozessüberwachung für die Wärmebehandlung von Automobilteilen
Einheitliche, verbindliche Standards!
• Jährliche, dauerhafte Bewertung auf Übereinstimmung
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Wen betrifft die CQI-9? Alle Wbh-Lieferanten der Firmen Chrysler, GM und Ford weltweit
• alle Erstlieferanten: Bosch, INA, ZF, TRW… mit interner Wärmebehandlung
• alle Unterlieferanten mit interner oder externer Wärmebehandlung
Welche Verfahren?
Prozesse A bis H, aufgeführt in den Prozesstabellen
Der Prozess, der die Eigenschaften der Bauteile im Einbauzustand bestimmt.
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• Die CQI-9 3rd Edition enthält, wie schon in der 2nd Edition, die Prozesstabellen bezüglich spezifizierter Prozesse:
A Carburizing, Hardening, Austempering…… B Nitriding (Gas), Nitrocarburizing (Gas, Salt) C Aluminium Heat Treatment D Induction Heat Treating E Annealing, Normalizing, Stress-Relieving
• Hinzu gekommen sind in der CQI-9 3rd Edition die Prozesstabellen:
F Low Pressure Carburizing (LPC) neu G Sinter Hardening neu H Ion Nitriding neu
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Gründung einer CQI-9 Arbeitsgruppe
Es wurde am 5.12.2007 gemeinsam mit dem Industrieverband Härtetechnik eine Arbeitsgruppe CQI-9 HTSA gegründet: Leitung / Organisation: W. Schwan / Fa. Bosch
Teilnehmer sind: Zulieferer: Schaeffler KG, Bosch (4 MA), Hay (2MA), ZF (2MA), Lohnhärter: Bodycote (2 MA), SHU (2MA), HTU, Hauck (2 MA), Hommel + Keller QM-Berater: TopQM, ThyssenKrupp Presta und Fa. Eurotherm / D
Der AWT-Fachausschuss 25: Qualitätssicherung in der Wärmebehandlung erhielt 2007 die Aufgabe, die CQI-9 Kundenforderung zu beurteilen.
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CQI- 9 Arbeitsgruppe Daten / Fakten
Anzahl der Teilnehmer pro Treffen: im Ø 15 Personen
Ab 16.12.08 (Treffen 7) ist Herr Schiefer, Fa. Ford / Köln dabei. Ab 03.02.09 (Treffen 8) ist Herr Bärsch, Fa. Opel / Rüsselsheim dabei.
Aufwand / Kosten (grob geschätzt): 15 x 9 Std. x 19 x 126 € = 323 190 €
Start: 29.01.2008 bis heute 19 Sitzungen/Treffen am 24.01.2012 war die letzte Sitzung Die Treffen fanden im Wechsel bei den beteiligten Firmen statt.
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Ergebnisse
• Eine von der Gruppe erarbeitete Änderungsliste wurde im August 2009 über die AWT bei der AIAG eingereicht.
• Mit der Unterstützung von Herrn Schiefer, Fa. Ford, wurde eine Kerngruppe bei der AIAG Working Group vorgestellt, die ab den 20.8.2009 an der Ausarbeitung der 3rd Edition mitarbeitete.
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Zusammenarbeit mit der AIAG Working Group Es arbeiteten folgende Mitglieder als Voluntees, als freiwillige Mitarbeiter, bei der Bearbeitung mit:
S. Bruder Fa. Bodycote, Esslingen A. Bernmeister Fa. ZF, Friedrichshafen T. Rücker Fa. Eurotherm / D W. Schwan Fa. Bosch, Schwieberdingen
Teilnahme an den Telefonkonferenzen ab 20.8.09 bis 01.09.2011 (25 x) mit der Bearbeitung / Diskussion der Tabellen und Kapitel
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Zusammenarbeit mit der AIAG Working Group
• Wir waren akzeptiert und erwünscht in der Runde, konnten aktiv mitarbeiten.
• Die Problematik und die Schwierigkeiten beim Erstellen einer weltweit gültigen Vorschrift wurden aufgezeigt.
Es ging nur sehr langsam voran: Viele Meinungen und Kommentare! Es hat ein Jahr länger gedauert, als geplant!
• Es war gewünscht von der Working Group, dass zu den geplanten, neuen Prozesstabellen, Vertreter von Fachgruppen in D/Europa hinzugezogen werden.
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ROLL OUT: 3rd Edition 8. Dezember 2011
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Inhalt
• Deckblatt
• Einleitung
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Inhalt
• Deckblatt
• Abschnitt 1 – 3: Auditelemente
• Abschnitt 4: HTSA Job Audit Job Audit bedeutet: Überprüfung der HTSA Forderungen in der praktischen Umsetzung an einem konkreten Prozess und Bauteil
Erhältlich, gegen Bezahlung, bei der AIAG in englischer Sprache! Neu: Jetzt auch erhältlich in deutscher Sprache!
• Einleitung
• Abschnitte Thermoelemente, Instrumentierung, SAT und TUS
• Anhang: Prozesstabellen von A bis H
• Glossary mit 121 Begriffserklärungen
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Veränderungen
• Nationale Standards und Vorschriften werden zugelassen.
• Der Bezug zur AMS 2750 – Aerospace Material Specification – ist entfallen, statt dessen erfolgte die Übernahme relevanter Inhalte aus der AMS direkt in die CQI-9
Vorschrift
• Standard-Temperaturtoleranzen in °C wurden übernommen: Beispiel: Bei +/- 25 °F ist +/- 15 °C zulässig.
• Drei neue Prozesstabellen wurden hinzugefügt. • Das Format und Layout der Prozesstabellen wurde in Struktur und Handhabung verbessert.
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Neu hinzugekommen sind die Kapitel: • 3.1 Thermoelemente • 3.2 Instrumentierung • 3.3 System-Genauigkeits-Überprüfung (SAT) • 3.4 Temperatur-Gleichmäßigkeits-Überprüfung (TUS)
Inhaltlich der AMS 2750 entnommen, aber auf die Anwendung und Erfordernisse der Automotiv-Wärmebehandlung angepasst in Bezug zur verfügbaren Ofentechnik und den Prüffrequenzen.
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3.1. Thermoelemente Eignung für den jeweiligen Einsatzbereich
Tabelle 3.1.1 bis 3.1.5 muss jeweils erfüllt werden!
• 3.1.1 Verwendung Regelung und Aufzeichnung • 3.1.2 Verwendung Primärer / Sekundärer Standard • 3.1.3 Verwendung als TUS- und SAT-Elemente • 3.1.4 Verwendung als Chargenelemente • 3.1.5 Verwendung bei spezifischen Anwendungen
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3.1. Thermoelemente 3.1.2 Kalibrierung
• Thermoelemente müssen vor dem ersten Einsatz kalibriert werden!
• Kalibrierung für den Temperaturbereich • Max. Temperatur-Intervall 150°C oder 250°F • Externe Organisationen,welche Kalibrierungen
anbieten müssen eine Akkreditierung nach ISO/IEC17025 besitzen.
• Tipp: Thermoelemente inkl. Kalibrier-Zertifikat kaufen.
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3.1. Thermoelemente 3.1.3 Wiederverwendung
• Ersteinsatz muss dokumentiert werden! • Max. erlaubte Nutzung gem. Tabellen • Beschädigte Elemente dürfen für SAT- und TUS-
Messungen nicht mehr eingesetzt werden.
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3.1. Thermoelemente
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3.1. Thermoelemente
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3.1. Thermoelemente (Anschluss)
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3.1. Thermoelemente
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3.2 Instrumentierung 3.2.1 Generelle Anforderungen zur Instrumentierung
• Kalibrierung gemäß Tabelle 3.2.1 Digitale Regler, Anzeiger und Aufzeichnungsinstrumente alle 3 Monate Einzelpunktkalibrierung Oder alle 6 Monate Multipunktkalibrierung Kalibriergenauigkeit ± 2,0°C (± 4,0°K) Rückführbar zum "National Institute of Standards and Technology" (NIST)
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Thermoelement Regler
Regler
Thermoelement Regler
Regler
Kalibrator
Multi-Punkt Kalibrierung eines Reglers, halbjährlich
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Thermoelement Regler
Regler
Thermoelement Regler
Regler
Kalibrator
Ein-Punkt Kalibrierung eines Reglers, vierteljährlich
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3.2 Instrumentierung 3.2.2 Lesbarkeit und Auflösung
• Die Lesbarkeit muss 1,0°C bzw. 1,0°F betragen.
• Papierschreiber sind zugelassen, wenn min. 5°C abgelesen werden kann. • Offset-Anpassungen sind generell zu vermeiden. Wenn ein Offset zur
Anwendung kommt muss das Wann, Wer und Wie komplett dokumentiert werden .
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3.2 Instrumentierung 3.2.6 Elektronische Datenaufzeichnung
• „Einmal Schreiben“ und dann nur noch „Lesezugriff“ Fälschungssicherheit
Instrumente/Systeme mit Fälschungssicherheit: - Digitalschreiber mit fälschungssicherer Datenerfassung keine „CSV-
Daten“ - Papierschreiber - Leittechnik/PC-Systeme mit fälschungssicheren Datenbanksystemen • Tipp: Lassen Sie sich die Fälschungssicherheit durch den Lieferanten /
Zulieferer schriftlich bestätigen.
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3.3 Systemgenauigkeitsprüfung (SAT) 3.3.1 Erfüllung der Anforderung gemäß Tabelle 3.3.1
• Sensor Methode (Referenzmessung) max. SAT-Differenz ±5°C (±10°F) mit vierteljährliche SAT-Prüfung.
• Vergleichsmethode max. SAT-Differenz ±1°C (±2°F) mit monatlicher SAT-Prüfung.
3.3.2 SAT-Prüfelement und Kalibrator müssen Anforderung erfüllen • Prüfelement gemäß Tabelle 3.1.3 • Kalibrator gemäß Tabelle 3.2.1 3.3.3 SAT-Prüfung muss nach Wartungen durchgeführt werden, welche die SAT-Genauigkeit beeinflussen kann.
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3.3 Systemgenauigkeitsprüfung (SAT)
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3.3 Systemgenauigkeitsprüfung (SAT)
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3.3 Systemgenauigkeitsprüfung (SAT)
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3.3 Systemgenauigkeitsprüfung (SAT) 3.3.4 SAT-Test muss im laufenden Betrieb durchgeführt werden:
• bei typischer Arbeitstemperatur • Methode A ist die Sinnvollste
3.3.5 SAT-Test muss in einem Report dokumentiert werden • Detailierte Informationen inklusive Kalkulation SAT-Differenz. • SAT-Test muss bewertet werden Akzeptanz / Verwerfung. • SAT-Test muss von einer verantwortlichen Person des
Wärmebehandlungsunternehmens unterzeichnet werden.
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3.4 Temperatur-Gleichmäßigkeits-Überprüfung(TUS)
3.4.1 Allgemeine Anforderungen: • Bestätigung der Temperatur-Gleichmäßigkeit durch zyklische Überprüfung • Bei Ofenreparaturen und Veränderungen muss ein neuer TUS-Test
durchgeführt werden. • TUS-Prüftemperaturen müssen den Betriebstemperaturen der Ofenanlage
entsprechen. Falls die verschiedenen Arbeitstemperaturen > 170°C (305°F) auseinanderliegen, muss die tiefste und die höchste Arbeitstemperatur geprüft werden.
• TUS-Test sollte unter Produktionsbedingungen durchgeführt werden. • TUS-Test kann im leeren Ofen oder beladenen Ofen durchgeführt werden.
Dabei sollte der nächste Test mit den gleichen Bedingungen erfolgen.
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3.4 Temperatur-Gleichmäßigkeits-Überprüfung(TUS)
3.4.2 Kontinuierliche und taktende Durchlaufofen • TUS-Elemente bei Stoßöfen volumetrische anordnen. • TUS-Elemente bei Bandöfen in der Fläche anordnen.
3.4.3 TUS-Datenerfassung • Typische Bandgeschwindigkeit (Produktionsbedingung) einhalten. • TUS-Test beginnt, wenn TUS-Elemente in den Ofen einfahren. • Aufzeichnungsintervall muss mindestens alle 30 Sekunden erfolgen und dabei
müssen die TUS-Temperaturen mit den Ofenzonentemperaturen verglichen werden.
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3.4 Temperatur-Gleichmäßigkeits-Überprüfung(TUS)
3.4.5 Alternative TUS-Prüfmethoden • Wenn kein Zugang zur Arbeitszone möglich ist. • Temperaturcharakteristik soll nach Prozesstafel nachgebildet werden. • Alternative muss geprüft und vom Kunden genehmigt werden.
3.4.6 Produkteigenschaftsprüfung • Wenn keine alternative TUS-Prüfmethode möglich ist. • Vergleichbar mit einer Vorbemusterung. • bei jeder Prüftemperatur müssen 5 Produkteigenschaftsprüfungen
durchgeführt werden.
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3.4 Temperatur-Gleichmäßigkeits-Überprüfung(TUS)
Maßnahmen bei TUS-Test fehlgeschlagen • Es darf nicht mehr produziert werden bis
– Fehler ermittelt und dokumentiert wurde. – Fehler korrigiert wurde. – Ein neuer erfolgreicher TUS-Test durchgeführt wurde.
TUS-Instrumentierung • Es muss ein unabhängiges Prüfinstrument gemäß Tabelle 3.2.1 sein. • Tipp: tragbarer Schreiber.
TUS-Bericht
• Es muss ein Report gemäß 3.4.9 erstellt werden. • Tipp: TUS-Report-Software für Schreiber.
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3.4 Temperatur-Gleichmäßigkeits-Überprüfung(TUS)
Anzahl der Prüfelemente in Abhängigkeit Arbeitsraumvolumen • < 0,1 m3 5 TUS-Elemente • >0,1 m3 bis 8,5 m3 9 TUS-Elemente • > 8,5 m3 je weitere 3 m3 ein zusätzliches TUS-Element
• Für Flächenmethode gemäß Tabelle 3.4.2
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3.4 Temperatur-Gleichmäßigkeits-Überprüfung(TUS)
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Zusammenfassung Die 3rd Edition der CQI-9 hat folgende Vorteile:
• alle Anforderungen in einem Dokument
• angepasste Prüf- und Wartungsfrequenzen bei der Wärmebehandlung von Automotivteilen
• Textverständlichkeit für den Anwender verbessert
Viel Erfolg bei der Umsetzung der CQI-9 3rd Edition!