ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИЧИН ПОВЫШЕННОГО СЪЕМА ПРИ ПОЛИРОВКЕ ОБРУЧАЛЬНЫХ КОЛЕЦ ИЗ СПЛАВА ЗлСрМ 583-80

Существующая система нормирования потерь драгоценных металлов при изготовлении ювелирных изделий предусматривает нормирование съема на операциях резания, шлифовки и полировки. Ленинградское ПО «Русские самоцветы», основной изготовитель обручальных колец, из года в год испытывало затруднения из-за повышенного съема на полировке. Это приводило не только к снижению прибыли предприятия, но и к опасениям не уложиться в нормативы потерь, а значит произвести денежные начеты на рабочих. Рабочие со своей стороны обращали внимание администрации на неудовлетворительное качество металла.

В 1984 г. сверхнормативный съем составил значительную величину, что побудило исследовать причины повышенного съема при полировке обручальных колец из сплава ЗлСрМ 583-80.

Выявление факторов, влияющих на величину съема при полировке

Съем, в первую очередь, зависит от площади полируемых поверхностей, требований к качеству отполированной поверхности, механических свойств обрабатываемого материала и однородности его структуры. Кроме того, влияют на съем, по-видимому, и организационные моменты, такие как наличие премирования за сдачу годной продукции с первого предъявления и отсутствие такового за экономию, установление технически обоснованных или необоснованных нормативов, действующая система учета. Оказывают влияние на величину съема и субъективные факторы, поскольку процесс полировки осуществляется вручную.

Рассмотрим влияние отдельных факторов на конкретном примере.

В ноябре 1984 г. при изготовлении колец шифра 06174 из заготовок КЗ-45, плавка № 79544, были отмечены низкие технологические свойства металла: при штамповке в конус обнаруживалась структура типа «апельсиновой корки». После раскатки на внутренней и наружной поверхности кольца появилась «зона непроработки», удаление которой потребовало повышенного съема при полировке, увеличившего нормативный показатель в два раза (5,09 : 2,53 = 2,01), табл. 1. По данным входного контроля партия 79544 имела твердость 148 ед., величину зерна 31 мкм, химический состав по ГОСТ 6835—80, т. е. полностью соответствовала требованиям НТД [1], как и другая партия № 79586, претензий к которой производственники не имели.

1. Геометрический фактор. Данные табл. 1 показывают, что с ростом размера кольца съем увеличивается, но не линейно, что было бы оправдано, а по более сложной зависимости. Сравнивая изменение площади полировки при диаметрах 18,0 и 22,0 мм (рост в 1.2 раза) с величиной съема (рост в 1,8 раза), придется признать влияние такого геометрического фактора, как шероховатость поверхности. При раскатке, с ростом степени деформации, поверхность выглаживается, но, переходя через предельно допустимые степени деформации, покрывается сетью микротрещин, приобретает развитый микрорельеф. Кроме того, возникают уже упоминавшиеся «зоны непроработки», в результате толщина снимаемого слоя увеличивается.

Причин, вызывающих снижение допустимых степеней деформации или пластичности, может быть несколько: несовершенство при¬нятой технологии раскатки; нарушение технологической дисциплины, когда в целях ускорения работ не проводят промежуточного отжига; присутствие в сплаве охрупчивающих составляющих.

Убедительное отличие в качестве двух плавок можно увидеть, сравнив съем на кольцах одного размера: при диаметре 21,5 мм съем на плавке 79544 превысил съем на плавке 79586 в 1,3 раза (5,29 : 3,99 =1,3).

2. Человеческий фактор. Данные табл. 1 показывают также степень воздействия на величину съема «человеческого фактора». На полировке работают две бригады по 10—12 чел. в каждой. И бригаде, и каждой работнице присущ «свой почерк». Одного отличает неторопливый, экономный прием, другой предпочитает работать энергичнее.

Влияние человеческого фактора оказывается настолько значительно, что съем при полировке колец из плавки неудовлетворительного качества в одной бригаде оказывается меньше (4,67%), чем съем в параллельной бригаде на плавке удовлетворительного качества (4,96%), при одном и том же размере кольца.

Ранее на ЛПО «Русские самоцветы» действовала система поощрений за экономию против нормативного съема, следовательно, был и индивидуальный учет съема. После упразднения в 1972 г. доплат за экономию съем стал год от года расти (табл. 2).

С декабря 1984 г. возобновили учет съема по каждой полировщице, с января 1986 г. данные по съему стали доводить до сведения полировщиц, съем стал снижаться (табл. 3).

Использование в дальнейшем автоматизированных систем позволит проводить учет и анализ величины съема, ввести оплату за экономию, т. е. полностью задействовать человеческий фактор.

3. Воздействие нормативов и технологии раскатки. Казалось бы, что норматив съема должен основываться на средних показателях: качестве обрабатываемого металла, квалификации полировщиц, обеспечиваться принятой технологией и организацией труда, т. е. быть технически обоснованным.

Данные табл. 1 показали, что съем на полировке колец из плавки с удовлетворительными технологическими показателями превысил нормативный в 1,6 раза (3,99 : 2,53 = 1,58), что послужило импульсом для оценки корректности установленных нормативов съема при полировке гладких обручальных колец (табл. 4) и технологических режимов их раскатки (табл. 5).

Из данных табл. 4 видно, что нормативы съема на кольцах двух шифров (06179 и 06183) неоправданно завышены — допускают съем до 16,5 мкм, в то время как при полировке других колец допустимый съем составляет примерно 9 мкм.

Попытки нормативных служб исправить положение со сверхнормативным съемом за счет повышения нормативов на новых изделиях привело к расшатыванию всей нормативной системы, так как это способствовало закреплению у полировщиц неэкономных навыков труда и завышенному съему при полировке колец всех шифров.

Наиболее близок фактический съем к нормативному для колец шифра 06028 и 06086, что могло быть следствием либо более высокого качества металла, либо технологии их раскатки (см. табл. 5). Это дало возможность остановиться на рекомендуемой толщине слоя съема при полировке всех колец — 11 мкм, т. е. позволило рекомендовать новые технически обоснованные нормативы съема и ввести их в действие со второй половины 1986 г.

4. Уровень технологической дисциплины. Данные табл. 5 позволяют провести сравнения технологических режимов раскатки колец различных шифров. Как было замечено ранее, наиболее оптимальными являются технологические процессы изготовления и раскатки колец шифров 06086 и 06028. Если кольца шифра 06086 изготовляют из двух заготовок, то кольца шифра 06028 раскатывают в две ступени: из заготовки с внутренним диаметром 13,4 мм изготовляют кольца с внутренним диаметром 15,0-19,5 мм, при этом максимальная степень деформации составляет 45%; кольца с внутренним диаметром 20,0 мм и более получают раскаткой отожженных колец с внутренним диаметром 17,5 мм, при этом максимальная степень деформации составляет 28,6%.

Анализ технологических процессов показывает, что технологические схемы неоправданно разнообразны: кольца шифра 06026 раскатывают, минуя промежуточный отжиг; конечный внутренний диаметр колец на первой ступени раскатки в зависимости от шифра составляет 17,5; 18,5; 19,5; 20,5 мм (см. табл. 5). Совершенно очевидно, что соблюдать такие технологические процессы в условиях производства затруднительно, поэтому возможны случаи раскатки, особенно узких колец, без промежуточного отжига, что приводит к повышенному съему на полировке.

5. Влияние качества металла. С 1976 г. заготовки обручальных колец поставлялись по ТУ 48-1-252—75, содержащим требования по твердости, ограничению величины зерна до 50 мкм и технологическому испытанию на штампуемость заготовки КЗ-23. Проверка штампуемости позволила оградить ювелирные предприятия от массового брака на первой технологической операции и поднять другие технологические показатели (табл. 6) при изготовлении широких колец шифра 06028, составляющих в ту пору большую часть от общего выпуска.

Таблица 6

Технологические показатели при переработке заготовок КЗ-23 и выпуске колец шрифта 06028

С течением времени ассортимент обручальных колец менялся в сторону увеличения выпуска узких колец, штамповка которых не вызывала трудностей, но неудовлетворительное качество металла проявлялось на полировке.

Ранее проведенные работы [2—7] и использование современных газовых анализаторов типа «Леко» позволили установить, что примесь, ответственная за снижение пластичности сплава ЗлСрМ 583-80, — примесь кислорода.

Для установления допустимого содержания кислорода в сплаве ЗлСрМ 583-80 с 1986 г. заготовки обручальных колец начали поставляться по ТУ 48-1-252—85 с изм. 1, т.е. с указанием содержания кислорода.

Сопоставление технологических показателей и свойств заготовок обручальных колец отдельных партий со среднегодовыми данными (табл. 7) позволяет заметить влияние содержания кислорода и величины зерна.

Из данных табл. 7 видно, что в 1986 г. технологические показатели улучшились по сравнению с 1984 г.; снизился брак при штамповке, что особенно заметно по широким кольцам шифров 06025, 06028, 06140; снизился фактический съем при полировке, особенно на узких кольцах шифров 06026, 06179.

Заметно уменьшился брак на полировке всех колец, за исключением колец шифра 06086. Такая особенность может быть объяснена использованием крупнозернистой мготовки (плавка 70946), а также партий металла с повышенным содержанием кислорода (плавка 71910). Если на кольцах шифров 06128 и 06026 среднее зерно составило 31 мкм, а содержание кислорода — 0,0040%, то на заготовках КЗ-11 эти показатели соответственно составили 38 мкм и 0,0055%.

Содержание кислорода в заготовках обручальных колец, превышающее 0,007%, вызывает снижение всех технологических характеристик, вплоть до 100%-ного брака на штамповке кольца шифра 06174 при содержании кислорода 0,01%. Присутствуя в сплаве в виде закиси меди, кислород при термообработке в защитных средах способствует развитию водородной болезни — охрупчиванию металла и образованию пористости.

Помимо влияния кислорода технологические показатели снижаются при переработке металла с крупнозернистой структурой.

Переработка партий с величиной зерна, близкой к максимально допустимой, т. е. 40-50 мкм, приводит к росту съема на полировке и росту брака и на штамповке, и на полировке. Особенно отчетливо видно влияние величины зерна при переработке плавки 79840 (КЗ-46), у которой величина зерна — 88-125 мкм (кольцо 06183).

На основании проведенной работы были определены технические требования по введению в НТД ограничения по кислороду и величине зерна. И если предложение ограничить содержание кислорода в сплаве ЗлСрМ 583-80 до 0,0065% принято (с 20.07.87 года в ТУ 48-1-252—85 введено изм. 3), — то предложение снизить допустимую величину зерна до 30 мкм заводом-поставщиком отклонено и это еще предстоит отстаивать.

Таким образом, в работе показано, что на величину съема оказывают влияние объективные, субъективные и организационные факторы.

Одна из объективных причин, вызывающая не только рост съема, но и брака на штамповке и полировке, — примесь кислорода, если концентрация ее в сплаве ЗлСрМ 583-80 превышает 0,007%.

Другая причина, ответственная за снижение технологических показателей при выпуске обручальных колец, — использование металла с крупнозернистой структурой — величина зерна, близкая к 50 мкм и более.

Для своевременного выявления и устранения причин снижения рентабельности производства вследствие роста брака и съема на полировке необходимо использовать автоматизированные системы учета и анализа съема и брака, допущенных каждой полировщицей по номерам перерабатываемых партий металла. Это позволит контроли-ровать технологическую дисциплину, активизировать «человеческий фактор» и позволит накапливать объективные данные для дальнейшего совершенствования технических требований к качеству металла.