Nadca 207 a vstupní kontrola jakosti materiálu v třídě Class 1

Jak jsme již dříve konstatovali, materiál na formy na tlakové lití by měl být kategorizován v Class 1 nebo Class 2. Podle tohoto zatřídění pak náleží k danému polotovaru i testování (Obr.č. 1).

Obr.č. 1 – Příklad návrhu formy s kategorizací dílů Class 1 a Class 2

1. Materiály nakupované v Class 1

Už jsme si vysvětlili, co musí materiály pro formy na tlakové lití splňovat. Abychom ale mohli zkontrolovat, že to skutečně splňují, musí být u této kategorie nákupu proveden vstupní test jakosti ve formě rázových zkoušek.

Proč zrovna rázové zkoušky? Je to v podstatě test, který v přijatelném čase a za přijatelnou cenu nástrojárně sdělí, že materiál je OK nebo NOK. Do doby, než se testy provedou, nástrojárna za materiál nemusí platit. A pokud bude výsledek NOK, pak dodavatel musí blok nahradit nebo lze odstoupit od smlouvy. I když podle nástrojáren „ztrácíme čas“, tak alespoň v tomto případě neztratíme peníze.

A pokud je materiál OK, pak máme jistotu, že pokud v dalším procesu výroby tvarové vložky nic nezkazíme, tedy ani v tepelném zpracování, uživatel dostane to, co potřebuje.

Co nás to stojí? Tak především pokud uvedeme do objednávky, že chceme materiál dle Nadca 207, Class 1, pak dodavatel oceli nám musí automaticky dodat požadovaný polotovar včetně přídavku na výrobu kuponů pro rázové testy. Tento přídavek by měl mít tloušťku ½“ (12,7 mm), protože následně z něj vyrobí testovací kupon s rozměry 1/2“ (12,7 mm) x 4 ½“ (114,3 mm) x 2 ½“ (63,5 mm). Velikost je taková, aby testovací laboratoř z něho vyrobila 5 vzorků pro rázové zkoušky o rozměru 10x10x55 mm, viz ASTM A370 (Obr.č. 2).

Obr.č. 2 – Rozložení vzorků v kuponu

Nářez materiálu nesmí být doříznut, aby byla jistota, že to, co testujeme, je součástí bloku, který chceme obrábět. Doříznutí si musíme provést sami. Tyto kupony by měly být dva, jeden pro vstupní testy a druhý pro testy provedení tepelného zpracování.

Obr.č. 3 – Schematické znázornění odběru kuponů pro testování oceli v třídě Class 1, Nadca 207, pro průřezy větší jak 5“ x 4 ½“

Obr.č. 4 – Schematické znázornění odběru kuponů pro testování oceli v třídě Class 1, Nadca 207, pro malé průřezy

Na obrázcích 3 a 4 je schematické zakreslení odběru materiálu na kupony pro velké a malé rozměry polotovaru. Podle Nadca 207 by se měly testovat všechny polotovary s požadavkem na testování v Class 1 a s tloušťkou minimálně 2 ½“.

Pokud dodavatel oceli zcela náhodou dodá přířez materiálu již oddělený, je to důvod k vrácení dodávky, protože k tomu není oprávněn.

Materiál na kupony by se měl odebírat ze středu dodaného bloku, resp. přířezu. Nikdy ne zkraje. Tam bude vždy vykazovat lepší výsledky než které odpovídají středu bloku, a to je to, co nechceme. My chceme referenci o pravděpodobně nejhorší variantě jakosti materiálu bloku. Výsledný tvar, který má mít ony užitné vlastnosti, je totiž ukryt někde v hloubce, ne na povrchu.

V případě, že testovací kupony z mateřského bloku nejsou dostupné, dodavatel oceli musí předem konzultovat řešení o objednavatelem.

Vlastní vzorky pro rázové zkoušky nástrojárna nevyrábí, výhradně jen výše zmíněný kupon.

Takže na otázku – co nás to stojí, lze odpovědět:

• Přidaný materiál na kupony
• Výroba kuponu pro vstupní testy
• Kalení kuponu pro vstupní testy do oleje, dle předpisu Nadca 207
• Vlastní testování

Tab. 1 – Odhad ceny a času pro vstupní testování v Class 1

Výsledkem je protokol (Obr.č. 5) o výsledku testování v certifikované zkušebně, což je v CZ pouze Element v Plzni:

Obr.č. 5 – Příklad protokolu z Element Material Technology, Plzeň

Zdají se vám náklady vysoké nebo ztráta času příliš významná? Obvyklé náklady na reklamaci dílu formy na tlakové lití se pohybují dnes řádově od 0,5 do 3,0 mil. Kč za vložku. Tyto vstupní testy nás zatíží náklady vyššími o od 1,6% do 0,26% a průběžná výrobní lhůta se prodlouží o 4,1 dne.

Zdá se vám frekvence testování příliš vysoká? Tak např. v leteckém průmyslu se musí testovat každý díl, někdy i vícekrát. Jinak bychom si do toho letadla vůbec nesedli. Není to tedy nic neobvyklého, jen si na to musíme zvyknout.

Pokud dojde k soudnímu sporu, ten, kdo žaluje má důkazní povinnost. Obvykle ke škodě dochází u uživatele, tlakové slévárny. Ta podá žalobu o náhradu škody na nástrojárnu. A ta má problém. Může samozřejmě akceptovat náhradu škody, ale raději by ji přenesla na dodavatele oceli nebo tepelného zpracování. Nakonec, pokud není chybná konstrukce nebo výrobní technologie nástroje, co jiného vlastně může nástrojárna na materiálu způsobit? Oprávněně se tedy pokusí přesunout odpovědnost na své subdodavatele.  Jenže tady nastává kritický bod. Máme sice zdokumentovaný stav poškozené formy, ale nemáme nic v ruce ohledně jakosti oceli na vstupu. Přenesení odpovědnosti na dodavatele oceli je tedy obtížné pro chybějící důkazy. Ono totiž ze zakalené formy zpětně vyvolat informaci o jeho vstupní kvalitě je velice obtížné a často již neproveditelné.

Obdobně je to s důkazy proti kalírně. Každá bude argumentovat tím, že její tepelné zpracování není důvodem pro uvedenou škodu, vytáhne své záznamy a diagramy z jednotlivých kroků procesu a bude tvrdit, že vše je v pořádku, nic nenasvědčuje tomu, že by se podílela na neúspěchu.

Na Obr. č. 6 je struktura oceli 1.2343 po kalení a popouštění. Zjištěná velikost zrna 1, velké množství karbidů. Podle strukturních map Nadca hodnocení odpovídá stavu HS15. Otázkou je, jestli toto zrno bylo již v původním materiálu, v důsledku nedostatečného prokování, nebo jestli množství karbidů pochází z primárního stavu anebo bylo zapříčiněno tepelným zpracováním.

Protože důkazní povinnost při uplatnění přenesení škody na dodavatele oceli nebo tepelného zpracování bude mít nástrojárna, jak se s tím může vypořádat, když na to nemá odbornost? Budou ustanoveni znalci, budou vytvářeny znalecké posudky, ale vždy to dopadne stejně. Dodavatel oceli bude tvrdit, že jeho ocel byla OK, a jako důkaz předloží certifikát k mateřskému bloku. To, že takovýto důkaz nic nepředstavuje, to ví i kalírna. Vždyť mateřský blok má 7 tun a jeho struktura je natolik heterogenní, že každý odřez bude mít jiné vlastnosti. A tak vznese námitku proti ne relevantnosti tvrzení. Pokud nástrojárna se pokusí přenést odpovědnost na kalírnu, dopadne to podobně. Naše tepelné zpracování bylo OK, příčinou jsou vady v materiálu od dodavatele oceli. Certifikát k mateřskému bloku je nic neříkající dokument, nutno testovat každý odřez.

Tento bludný kruh se nepodaří nikdy rozetnout. Jediná obrana nástrojárny je skutečně v testování vstupního materiálu tak, aby minimálně tento vliv bylo možno vyloučit. Pokud by to činila, pak její úloha se podstatně zjednoduší. Ocel byla na vstupu hodnocena rázovými zkouškami dle Nadca 207 jako OK, vina je na tepelném zpracování. A pokud by to nestačilo, z vadné formy se může odříznout kus materiálu na kupon pro rázové zkoušky a tyto zkoušky lze vykonat i dodatečně. Pokud výsledky nebudou OK, pak je vše jasné. A pokud by náhodou hodnoty byly OK a v souladu s Nadca 207, pak to vše můžeme zamítnout, protože příčiny poškození budeme muset hledat přímo ve slévárně.

Obr.č. 6 – Metalografická struktura oceli 1.2343 zjištěná po kalení 

Existuje jedna, levnější varianta, tu považuji za svůj skromný příspěvek k problematice. Ta sice nedává nárok nezaplatit materiál, pokud testy jsou NOK, dává ale šanci na úspěch v soudním sporu. Kupon, který si vyrobíme, nedáme na testování, ale necháme si ho v archivu po dobu dvou let od dodání nástroje, což je doba naší odpovědnosti za skryté vady. A jak to pak vypadá s náklady a s časem? Dostáváme se v podstatě na zanedbatelné částky s náklady od 0,2% do 0,033% z reklamované hodnoty. Náklady na archivaci neberu pro zjednodušení v úvahu.

Tab. 2 – Odhad ceny a času pro archivaci, s budoucím testováním v  Class 1

Tato varianta znamená, že v případě reklamace životnosti vložky se můžeme vrátit ke vstupnímu materiálu, dodatečně provést jeho zakalení do olej a provést rázové zkoušky. Pokud budou NOK, pak náklady zcela nebo částečně můžeme přenést na dodavatele oceli. Upozorňuji ale opět, pouze dva roky od předání formy objednateli. Pokud budou OK, je nutno hledat příčinu v tepelném zpracování nebo ve slévárně.

Jiří Stanislav

10. března 2023