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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.



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.



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



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.



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


Regler

Kalibrator

Multi-Punkt Kalibrierung eines Reglers, halbjährlich



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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) 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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3.4.2 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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3.4.5 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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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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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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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!

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