Tutkimus kovametallipulverin laadun vaikutuksista puristeeseen

Abstract

Opinnäytetyön toimeksiantajana toimii Tikka Spikes Oy, Tikkakoskella toimiva yritys, joka valmistaa rengasnastoja. Omistajavaihdon vuoksi yrityksellä on mahdollisuus palvella entistä laajempaa asiakaskuntaa ja laajentaa tuotekehitystä. Uudenlaisten tuotteiden vuoksi tuotekehityksen ja uusien materiaalien tarve kasvaa, jotta tuotteista voidaan suunnitella entistä paremmin käyttötarkoitukseen sopivia. Työ tutkii kovametallin valmistusta pulverista ja erilaisten pulverilaatujen vaikutusta valmiin tuotteen rakenteeseen ja ominaisuuksiin. Tutkimuksessa tarkasteltiin kolmea erilaista pulverilaatua, joista yksi on tuotannossa käytettävä spraykuivattu pulveri. Kaksi muuta on tuotekehitykseen valmistettuja pulvereita, jotka ovat jauhatettu eri karbidikokoihin. Kokeet toteutettiin tuotannon ohella Tikka Spikes Oy:n välineillä ja koekappaleet tutkittiin Tikka Spikes Oy:n laboratoriossa. Koesuunnitteluun ja tulosten analysointiin käytettiin Taguchi-menetelmää, jonka avulla määritettiin ohjaustekijöiden ja tasotekijöiden vaikutukset. Tuloksista analysoitiin kovuus, kulutuskestävyys, taivutusmurtolujuus, magneettinen saturaatio, huokoisuus, paino ja pituus. Tuloksista havaittiin, että pulverilaatu vaikutti merkittävästi kappaleen kovuuteen ja taivutusmurtolujuuteen. Hienokarbidisella pulverilla saatiin kovempia ja lujempia kappaleita, mutta sen magneettinen saturaatio jäi hyväksyntärajan alle. Hienokarbidisella pulverilla saatiin myös huokoisuudeltaan tiivein rakenne kappaleisiin. Kulutuskestävyydeltään parhaat kappaleet saatiin tuotantopulverilla. Täytön määrällä oli suuri merkitys kappaleen painoon, pituuteen ja taivutusmurtolujuuteen. Tulokset tukevat kestävää kehitystä parantamalla tuotteen elinkaarta ja vähentämällä kokeiluiden määrää sekä materiaalihukkaa. Tulosten avulla voidaan tehdä materiaalivalintoja, joilla tuote soveltuu paremmin käyttötarkoitukseensa.