超合金部品が加工品質要件を満たしているかを評価する方法

超合金部品の加工品質を評価するには、単なる寸法検査を超えた多面的な検査手順が必要です。これらの部品は、航空宇宙産業や発電産業のような重要分野で使用されるため、品質保証では形状精度だけでなく、表面健全性、材料特性、そして関連ドキュメントまで確認しなければなりません。

包括的な寸法および形状精度の検証

評価の第一段階は、部品が設計図面どおりであることを確認することです。これには、三次元測定機（CMM）を使用して、主要寸法、幾何公差（平面度、真円度、同心度）および基準構造を検証します。複雑な自由曲面にはレーザースキャニングや光学比較測定器が用いられることもあります。重要なのは、加工直後に寸法が正確でも、残留応力によって後に歪む可能性がある点です。時間経過後も寸法が安定していることは、良好なプロセス管理の重要な指標であり、そのために荒加工と仕上げ加工の間で応力除去熱処理を行うことが多くの現場で必須工程とされています。

表面健全性の重要評価

超合金では、表面および表層下の状態が寸法と同等に重要です。疲労亀裂の核となるような加工損傷を検出する必要があります。評価には以下の内容が含まれます：

• 表面粗さ：Ra（算術平均粗さ）およびRz（最大高低差）を測定し、仕様を満たしているか確認します。不適切な加工仕上げ面（As Machined Finish）による過剰な粗さは、疲労寿命を著しく低下させる可能性があります。

• 微細亀裂および裂け：浸透探傷検査（染色浸透または蛍光浸透）により、肉眼では見えない表面開口欠陥を検出します。

• 加工硬化層およびホワイトレイヤー：金属組織切片観察およびエッチングにより、加工硬化層や脆性の「ホワイトレイヤー」の有無を確認します。これらは品質に悪影響を与えるため、CNC研削サービスなど高負荷工程後に特に重要な検査項目です。

• バリおよび鋭利エッジ：視覚・触覚検査でバリの有無を確認します。バリは応力集中源であり、それがないことは最適化されたプロセスと有効なバリ取り・研磨処理を示しています。

材料および金属組織状態の検証

加工工程が母材特性を損なっていないことの確認も重要です。これには以下が含まれます：

• 材料証明書の確認：原材料のグレード（例：インコネル718）およびヒートナンバーが正確で追跡可能であることを確認します。

• 硬さ確認：指定箇所において硬さ試験を行い、加工熱により意図せず軟化または硬化していないかを確認します。

• 熱処理証明書の検証：後加工熱処理が適切な仕様（例：AMS 2750）に従って実施されたことを示す認証を確認します。

機能およびドキュメントのレビュー

最終評価では、部品が機能要件を満たし、すべてのドキュメントが完備されているかを確認します。これには、表面処理（例：PVDコーティング）の付着性・膜厚・被覆範囲の検証も含まれます。包括的なワンストップサービス提供者は、初回製品検査報告書（FAIR）、材料証明書、熱処理証明書、非破壊検査（NDT）報告書などを含む完全なデータパッケージを提供し、素材から完成品までの完全なトレーサビリティを保証します。このレベルのドキュメント整備は、少量生産や量産サービス契約のもとで製造される規制産業部品において特に重要です。