摘 要：航空工業(yè)中為了適應(yīng)航空產(chǎn)品減輕重量、提高使用性能的要求，絕大多數(shù)航空金屬零件都要進(jìn)行熱處理，以獲得高的比強(qiáng)度和良好的綜合性能，航空零件的熱處理決定了零件的內(nèi)在質(zhì)量，直接影響零件的加工性和使用性，在航空工業(yè)生產(chǎn)中熱處理占有及其重要的地位。而如何實(shí)施熱處理過程質(zhì)量控制，確保熱處理后零件產(chǎn)品的質(zhì)量顯得尤為重要。本文從熱處理過程質(zhì)量控制的人、機(jī)、料、法、環(huán)、測等影響要素的控制入手，提出了熱處理過程質(zhì)量控制點(diǎn)及熱處理過程質(zhì)量重點(diǎn)控制內(nèi)容，并對熱處理過程質(zhì)量控制中存在問題及改進(jìn)措施進(jìn)行了說明，為提升航空工業(yè)中熱處理過程質(zhì)量控制水平提供了思路。
前言
金屬材料熱處理是重要的航空制造技術(shù)之一，它對航空產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和壽命起著舉足輕重的作用。為了適應(yīng)航空產(chǎn)品減輕重量、提高使用性能的要求，絕大多數(shù)航空金屬零件都要進(jìn)行熱處理，以獲得高的比強(qiáng)度和良好的綜合性能[1]。航空零件的熱處理決定了零件的內(nèi)在質(zhì)量，直接影響零件的加工性和使用性，熱處理的不合格零件不僅僅造成了生產(chǎn)原料的浪費(fèi)，更重要的是存在嚴(yán)重的隱患，而安全可靠是航空產(chǎn)品追求的另一個目標(biāo)，熱處理質(zhì)量對航空產(chǎn)品的可靠性將產(chǎn)生重大影響。因此，在航空工業(yè)生產(chǎn)中熱處理占有及其重要的地位。而如何實(shí)施熱處理過程質(zhì)量控制，確保熱處理后航空零件產(chǎn)品的質(zhì)量顯得尤為重要。
1 熱處理過程質(zhì)量控制的六個影響因素控制
1.1 人員控制
從事熱處理工作的人員應(yīng)該具備熱處理理論知識和實(shí)際操作技能，并通過職業(yè)資格鑒定取得上崗證。人員控制方面要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的檢驗人員被動把關(guān)的質(zhì)量保證觀念，應(yīng)樹立全員參與、全過程控制、全面管理的過程質(zhì)量管理思路和觀念。
1.2 設(shè)備與儀表控制
熱處理零件加工是通過熱處理設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，熱處理工藝參數(shù)是通過相應(yīng)的熱電偶、溫度控制儀表、溫度記錄儀表、真空度儀表等來控制和記錄，因此熱處理設(shè)備和儀表的等級很大程度上決定了熱處理零件的加工質(zhì)量。
1.3 零件原材料和工藝材料控制
優(yōu)質(zhì)的材料是熱處理質(zhì)量控制的最初保證，如果鋼材本身存在著各種缺陷和問題，就可能在熱處理時被擴(kuò)大或者引發(fā)熱處理缺陷和問題，從而影響熱處理質(zhì)量。熱處理工藝材料是指在熱處理生產(chǎn)過程中使用，對零件熱處理質(zhì)量影響很大的材料，它包括熱處理用鹽、淬火介質(zhì)、保護(hù)氣體等。如表1所示為常見槽液定期分析技術(shù)要求。
1.4 文件資料以及工藝控制
1）文件資料控制。航空熱處理零件的生產(chǎn)都必須嚴(yán)格按相關(guān)型號技術(shù)條件和標(biāo)準(zhǔn)及工藝規(guī)程進(jìn)行，并做好質(zhì)量原始記錄。相關(guān)技術(shù)文件和質(zhì)量原始記錄是質(zhì)量管理必不可少的根據(jù)，是提高和改進(jìn)質(zhì)量的信息來源，一旦發(fā)生質(zhì)量事故，可以據(jù)此進(jìn)行質(zhì)量跟蹤和問題的處理。
2）工藝控制。首先，根據(jù)不同的材料、技術(shù)要求，選擇合適的熱處理設(shè)備。其次，根據(jù)零件的加工等級來決定是否需要用到熱處理夾具。最后，根據(jù)工藝、材料、標(biāo)準(zhǔn)等，根據(jù)零件的大小、形狀等，編制熱處理工藝規(guī)程指導(dǎo)零件熱處理和檢驗，在標(biāo)準(zhǔn)中，如果對材料沒有明確說明，則要參照材料的特性、實(shí)驗數(shù)據(jù)，選擇相應(yīng)的熱處理工藝。
1.5 熱處理環(huán)境控制
與熱處理相關(guān)的環(huán)境因素主要有生產(chǎn)現(xiàn)場的溫度、濕度、噪音、振動、照明和現(xiàn)場污染程度等。各種儀表應(yīng)遠(yuǎn)離灰塵、腐蝕性煙氣和振動不大的地方，環(huán)境溫度（熱處理作業(yè)溫度應(yīng)不低于10℃，檢驗室的溫度應(yīng)不低于15℃）符合儀表要求，還要做好現(xiàn)場的整理、整頓和清掃工作，搞好文明生產(chǎn)。
1.6 檢測過程控制
檢測過程不僅包括爐溫均勻性檢測、設(shè)備儀器儀表檢測等，還包括熱處理零件檢測設(shè)備（硬度計等）的校驗和定檢。根據(jù)設(shè)備類型進(jìn)行了分類管理，有效地確保了熱處理生產(chǎn)現(xiàn)場儀器、儀表及檢測設(shè)備的有效性，對于未在有效期內(nèi)的器具禁止在過程中使用。
2 熱處理過程質(zhì)量控制點(diǎn)的設(shè)置
質(zhì)量控制點(diǎn)是指為保證工藝過程質(zhì)量穩(wěn)定而設(shè)置的重點(diǎn)控制對象、關(guān)鍵部位或薄弱環(huán)節(jié)。對熱處理生產(chǎn)過程中需要重點(diǎn)控制的質(zhì)量特性進(jìn)行控制，只有抓住了熱處理生產(chǎn)線上質(zhì)量控制的重點(diǎn)內(nèi)容，才算抓住了熱處理質(zhì)量管理的要害，然后通過“抓重點(diǎn)帶一般”來保證整條熱處理生產(chǎn)線的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定和提高。因此，正確設(shè)置熱處理質(zhì)量控制點(diǎn)，是做好熱處理生產(chǎn)現(xiàn)場質(zhì)量管理的前提。
2.1 熱處理質(zhì)量控制點(diǎn)設(shè)置依據(jù)
熱處理檢驗工序設(shè)置的主要依據(jù)包括但不限于以下內(nèi)容：
1) 產(chǎn)品圖樣或數(shù)模、技術(shù)條件、試驗任務(wù)書等設(shè)計文件。
2) 工藝總方案、零件供應(yīng)狀態(tài)表等工藝文件。
3) 熱處理有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)（如：HB 5013、GJB509B等）、材料規(guī)范等。
4) 有關(guān)的質(zhì)量管理程序等。
5) 顧客要求等。
2.2 熱處理過程質(zhì)量控制點(diǎn)設(shè)置一般原則
一般對熱處理產(chǎn)品性能、精度、安全、壽命、可靠性、安全性等有直接影響的質(zhì)量特性。控制點(diǎn)的設(shè)置要結(jié)合工藝流程、工藝水平、操作經(jīng)驗以及操作工人的熟練程度等具體情況來確定。熱處理質(zhì)量控制點(diǎn)設(shè)置一般原則如下：
1）零件熱處理前應(yīng)設(shè)置檢驗工序。
2）有工藝參數(shù)控制要求的工序應(yīng)進(jìn)行專檢。
3）具有熱處理關(guān)鍵或重要特性的工序應(yīng)進(jìn)行專檢。
4）有熱處理變形量控制要求的工序應(yīng)進(jìn)行專檢。
5）有顯微組織檢查、力學(xué)性能、硬度檢測、電導(dǎo)率等要求的工序應(yīng)進(jìn)行專檢。
6）熱處理產(chǎn)品移交工序前應(yīng)設(shè)置檢驗工序。
7）熱處理產(chǎn)品完工后應(yīng)設(shè)置終檢工序。
8）熱處理工序過程包含公司相關(guān)技術(shù)文件要求應(yīng)由檢驗部門檢查的內(nèi)容應(yīng)進(jìn)行專檢。
9）根據(jù)熱處理產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性、下游單位及顧客反饋質(zhì)量問題等其它要素，在熱處理過程中可適當(dāng)增加或減少熱處理專檢的設(shè)置。
3 熱處理過程質(zhì)量重點(diǎn)控制內(nèi)容
結(jié)合自身日常熱處理質(zhì)量控制工作實(shí)際和工藝紀(jì)律檢查及審核、審計等對熱處理過程質(zhì)量重點(diǎn)控制內(nèi)容進(jìn)行了梳理，確定了熱處理重點(diǎn)控制對象，主要內(nèi)容如下：
1) 熱處理零件的接收。零件產(chǎn)品轉(zhuǎn)入熱處理車間應(yīng)清點(diǎn)零件數(shù)量，檢查零件表面狀態(tài)，對于熱處理來說，應(yīng)該關(guān)注零件及隨爐試樣的標(biāo)識、尺寸等，確保產(chǎn)品批次的可追溯性。文件資料等應(yīng)填寫準(zhǔn)確，檢驗印章齊全有效，保證質(zhì)量信息填寫的完整性。
2) 設(shè)備。熱處理生產(chǎn)現(xiàn)場所使用的熱處理爐、儀器、儀表，檢驗設(shè)備等，按要求定期進(jìn)行檢定和校準(zhǔn)。校準(zhǔn)狀態(tài)標(biāo)識清晰、準(zhǔn)確，以確保過程工藝參數(shù)及檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
3) 熱處理工藝參數(shù)。加熱溫度、加熱保溫時間、冷卻速度等選擇合理。
4) 零件裝夾、擺放。零件的裝夾和擺放要確保零加熱介質(zhì)和冷卻介質(zhì)流通，同時盡量減小零件加熱和冷卻過程中的變形和產(chǎn)生應(yīng)力。具體要求需要在指令或車間操作文件中進(jìn)行明確，必要時要求繪制零件熱處理吊掛圖。
5) 周期性試驗機(jī)監(jiān)控。嚴(yán)格按照工藝文件和技術(shù)條件及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對熱處理用鹽、淬火介質(zhì)、保護(hù)氣體、烘爐要求等進(jìn)行定期檢測和監(jiān)控，檢測結(jié)果應(yīng)滿足相關(guān)文件要求后方可進(jìn)行熱處理生產(chǎn)。
6) 熱處理生產(chǎn)過程確認(rèn)的控制。對特殊過程確認(rèn)的準(zhǔn)則進(jìn)行評審；對所使用的設(shè)備進(jìn)行認(rèn)可；對過程的相關(guān)人員資格進(jìn)行鑒定；準(zhǔn)確記錄確認(rèn)過程相關(guān)記錄；當(dāng)生產(chǎn)條件(如材料、設(shè)施、人員等)發(fā)生變化時，應(yīng)對特殊過程進(jìn)行再確認(rèn)。
7) 質(zhì)量記錄的管控。熱處理生產(chǎn)過程中的產(chǎn)品制造記錄、理化試驗報告、溫度時間記錄表盤、槽液周期報告等記錄較多，日常應(yīng)建立嚴(yán)格的審查及歸檔制度，每月應(yīng)定期對熱處理過程中產(chǎn)生的記錄進(jìn)行審查和歸檔及存儲，以便于信息查詢及問題追溯。
4 熱處理過程質(zhì)量控制中存在問題及改進(jìn)措施
4.1 存在問題
熱處理過程質(zhì)量控制中存在的主要問題如下：
1)從事熱處理相關(guān)工作人員新老交替，各工種人員專業(yè)技能水平有待提升。
2)熱處理生產(chǎn)廠老舊設(shè)備較多，故障率較高，且獨(dú)生子設(shè)備較多，往往因為一臺熱處理設(shè)備出現(xiàn)問題耽誤生產(chǎn)周期，影響科研及批生產(chǎn)任務(wù)，新設(shè)備及新工藝應(yīng)用不足。
3)熱處理產(chǎn)品入廠驗收把控不嚴(yán)，導(dǎo)致熱處理后質(zhì)量問題頻繁發(fā)生。
4)紙質(zhì)質(zhì)量記錄較多，無紙化程度較低，記錄容易出錯，審核、審計時易出問題，歸檔壓力較大。
5)熱處理質(zhì)量控制過程未實(shí)現(xiàn)全員參與，目前被被動仍依靠檢驗人員進(jìn)行看管，自主質(zhì)量控制并未實(shí)現(xiàn)。
4.2 改進(jìn)措施
針對熱處理過程質(zhì)量控制中存在問題的改進(jìn)措施如下：
1)做好人員需求計劃，做好人力資源管理及儲備，定期組織專業(yè)培訓(xùn)，并經(jīng)過資格考核，提升各工種人員專業(yè)技能水平。
2)努力改善生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境。對直接影響熱處理產(chǎn)品質(zhì)量的過程設(shè)備進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控，適時安排設(shè)備維修及養(yǎng)護(hù)工作，積極采用先進(jìn)的熱處理技術(shù)，開展新設(shè)備及新工藝應(yīng)用的調(diào)研和引進(jìn)工作，組建熱處理自動化生產(chǎn)線等。
3)加強(qiáng)熱處理產(chǎn)品入廠驗收控制，嚴(yán)格按照工藝文件進(jìn)行熱處理產(chǎn)品的入廠驗收工作（包括：零件外形、表面質(zhì)量、幾何尺寸、隨爐試料等），減少了熱處理后質(zhì)量問題的發(fā)生，提高了生產(chǎn)效率。
4)盡快實(shí)現(xiàn)質(zhì)量記錄的無紙化，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量記錄的信息化管理，避免操作者及檢驗員出現(xiàn)記錄錯誤問題，減輕記錄歸檔壓力，保證審核、審計工作順利通過。
5)實(shí)現(xiàn)熱處理產(chǎn)品檢驗工序設(shè)置，明確熱處理過程控制要求的，實(shí)現(xiàn)熱處理過程質(zhì)量的自主控制。健全獎懲機(jī)制，促進(jìn)全員參與質(zhì)量控制當(dāng)中，充分調(diào)動廣大職工的積極性，從裝爐、熱處理到交檢、移交等做到人人都能關(guān)心質(zhì)量，達(dá)到全員參與。
5 結(jié)論
熱處理質(zhì)量控制是航空零部件制造過程中極為重要的一個環(huán)節(jié)，應(yīng)以熱處理相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)則，從人、機(jī)、料、法、環(huán)、測等影響熱處理過程控制質(zhì)量各要素的控制入手，實(shí)行以預(yù)防為主，進(jìn)行熱處理質(zhì)量控制點(diǎn)設(shè)置，關(guān)注熱處理質(zhì)量控制過程中重點(diǎn)控制內(nèi)容，積極采取熱處理過程自主質(zhì)量控制，改變過去傳統(tǒng)的單純靠最終檢驗被動把關(guān)來保證質(zhì)量的觀念和制度，實(shí)現(xiàn)預(yù)防與檢驗結(jié)合的自主控制質(zhì)量保證模式，把重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到質(zhì)量形成過程的控制上來，努力提升航空零部件熱處理產(chǎn)品質(zhì)量，促進(jìn)航空產(chǎn)品整體質(zhì)量的提升。
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