制約航空熱處理發(fā)展核心問題的探討

張善慶，王立宏

熱處理是采用在一定的介質(zhì)中加熱、保溫、冷卻的工藝手段或過程；是通過改變金屬材料或制件表面與內(nèi)部的組織、應(yīng)力、應(yīng)變，來(lái)控制金屬材料或制件性能的工藝手段或過程。

國(guó)外是將熱處理納入金屬熱加工的關(guān)鍵手段之一，作為金屬材料或制件加工的特殊工藝過程，采用全過程質(zhì)量控制與管理的方法予以嚴(yán)格控制與管理，利用完整的標(biāo)準(zhǔn)體系予以規(guī)范化管理，實(shí)施嚴(yán)格的認(rèn)證程序，采取嚴(yán)格的審核措施，同時(shí)將其視為“know how”加以嚴(yán)格保護(hù)。而國(guó)內(nèi)是將熱處理納入金屬材料學(xué)的范疇之中，作為金屬材料與制件加工的工藝方法，采用“類似于冷加工的終檢模式”予以控制，利用單純的材料標(biāo)準(zhǔn)予以管理，并將其視為“瓶頸”。

國(guó)外的熱處理是源于“工業(yè)革命”發(fā)展的本質(zhì)規(guī)律。無(wú)論是理論研究，還是科學(xué)實(shí)踐，均遵循“求真務(wù)實(shí)”“循序漸進(jìn)”“持之以恒”“重試驗(yàn)、重?cái)?shù)據(jù)、重分析、重總結(jié)、重應(yīng)用”的優(yōu)秀習(xí)慣與科學(xué)理念。而國(guó)內(nèi)的熱處理是源于“急功近利”的思維模式，無(wú)論理論研究，還是科學(xué)實(shí)踐，均執(zhí)著于“急于求成”“主觀想象”“經(jīng)驗(yàn)辦事”“輕試驗(yàn)、輕數(shù)據(jù)、輕分析、輕總結(jié)、輕應(yīng)用”的陳規(guī)陋習(xí)與主觀臆造。

國(guó)外對(duì)于熱處理：一是秉承“一種優(yōu)秀的工作習(xí)慣”即自覺地按照全過程質(zhì)量控制與管理的規(guī)定執(zhí)行；二是秉承“一種客觀的科學(xué)理念”即賦予材料的極限性能、賦予制件服役性能或極限的服役性能。而國(guó)內(nèi)對(duì)于熱處理：一是秉承“進(jìn)度大于一切”即沒有進(jìn)度哪有效益的陳規(guī)陋習(xí)；二是秉承“責(zé)任高于一切”即只要程序符合就萬(wàn)事大吉的主觀臆造。

一、熱處理發(fā)展歷程

1.非工業(yè)化（作坊式）

僅達(dá)到“知其然，但不知其所以然”的認(rèn)知程度。

在從石器時(shí)代進(jìn)展到銅器時(shí)代和鐵器時(shí)代的過程中，熱處理的作用逐漸為人們所認(rèn)識(shí)；早在公元前770—222年，中國(guó)人在生產(chǎn)實(shí)踐中就已發(fā)現(xiàn)，銅鐵的性能會(huì)因溫度和加壓變形的影響而變化；白口鑄鐵的柔化處理就是制造農(nóng)具的重要工藝；公元前6世紀(jì)，鋼鐵兵器逐漸被采用，為了提高鋼的硬度，淬火工藝隨即得到迅速發(fā)展；隨著淬火技術(shù)的發(fā)展，人們逐漸發(fā)現(xiàn)淬火冷卻介質(zhì)對(duì)淬火質(zhì)量的影響。三國(guó)蜀人蒲元曾在今陜西斜谷為諸葛亮打制3000把刀，相傳是派人到成都取水淬火的。這說明中國(guó)在古代就注意到不同水質(zhì)的冷卻能力了，同時(shí)也注意了油和水的冷卻能力；我國(guó)出土的西漢（公元前206年—公元24年）中山靖王墓中的寶劍，心部含碳量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為0.15%～0.4%，而表面含碳量卻達(dá)0.6%以上，說明已應(yīng)用了滲碳工藝。

但當(dāng)時(shí)作為個(gè)人“手藝”的秘密，不肯外傳，因而發(fā)展很慢。

2.工業(yè)化

已達(dá)到了“知其然，并知其所以然”的認(rèn)知深度。

1863年，英國(guó)金相學(xué)家和地質(zhì)學(xué)家展示了鋼鐵在顯微鏡下的6種不同的金相組織，證明了鋼在加熱和冷卻時(shí)，內(nèi)部會(huì)發(fā)生組織改變，鋼中高溫時(shí)的相在急冷時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N較硬的相；法國(guó)人奧斯蒙德確立的鐵的同素異構(gòu)理論，以及英國(guó)人奧斯汀最早制定的鐵碳相圖，為現(xiàn)代熱處理工藝初步奠定了理論基礎(chǔ)；人們還研究了在金屬熱處理的加熱過程中對(duì)金屬的保護(hù)方法，以避免加熱過程中金屬的氧化和脫碳等；1850—1880年，對(duì)于應(yīng)用各種氣體（諸如氫氣、煤氣、一氧化碳等）進(jìn)行保護(hù)加熱曾有一系列專利；1889—1890年英國(guó)人萊克獲得多種金屬光亮熱處理的專利。

真正地實(shí)現(xiàn)了“理論與實(shí)踐相結(jié)合”，系統(tǒng)、深入、廣泛地解決了客觀存在的實(shí)際問題。

3.精密化

20世紀(jì)以來(lái)，金屬物理的發(fā)展和其他新技術(shù)的移植應(yīng)用，使熱處理得到了更大的發(fā)展。

1901—1925年，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用轉(zhuǎn)筒爐進(jìn)行氣體滲碳；30年代出現(xiàn)露點(diǎn)電位差計(jì)，使?fàn)t內(nèi)氣氛的碳勢(shì)達(dá)到可控，以后又研究出用二氧化碳紅外儀、氧探頭等進(jìn)一步控制爐內(nèi)氣氛碳勢(shì)的方法；60年代，熱處理技術(shù)運(yùn)用了等離子場(chǎng)的作用，發(fā)展了離子滲氮、滲碳工藝；激光、電子束技術(shù)的應(yīng)用，又使金屬獲得了新的表面熱處理和化學(xué)熱處理方法。

從而可靠地賦予了材料的極限性能，穩(wěn)定地賦予了制件的服役性能或極限的服役性能。

二、熱處理的本質(zhì)

1.“由技入道”

（1）保證優(yōu)化的工藝、方案、過程、設(shè)計(jì)，為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，從而為了賦予材料極限的性能，更為了賦予制件服役性能或極限的服役性能。

（2）保證穩(wěn)定不變的工藝、方案、過程，為了得到分散度極小的均一產(chǎn)品質(zhì)量，從而為了可靠地賦予材料極限的性能，更為了穩(wěn)定地賦予制件服役性能或極限的服役性能。

2.特殊過程

熱處理屬于該加工質(zhì)量（質(zhì)量特性）不易或不能通過其后的檢驗(yàn)或試驗(yàn)而得到充分驗(yàn)證的過程。

（1）產(chǎn)品質(zhì)量（質(zhì)量特性）不能通過后續(xù)的測(cè)量或監(jiān)控加以驗(yàn)證的過程。

（2）產(chǎn)品質(zhì)量（質(zhì)量特性）需進(jìn)行破壞性試驗(yàn)或采取復(fù)雜昂貴方法才能測(cè)量或只能進(jìn)行間接監(jiān)控的過程。

（3）該過程產(chǎn)品僅在產(chǎn)品使用或交付之后，不合格的質(zhì)量特性才能暴露出來(lái)。

3.特殊過程的識(shí)別

這是對(duì)特殊過程進(jìn)行監(jiān)控和確認(rèn)的首要工作，關(guān)系到特殊過程是否能得到應(yīng)有的安排和控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。識(shí)別特殊過程的三項(xiàng)原則如下。

原則一：該過程是否形成了顧客要求的、產(chǎn)品的真正質(zhì)量特性？與產(chǎn)品真正質(zhì)量特性無(wú)關(guān)的過程不是特殊過程。

原則二：過程雖然形成了產(chǎn)品的真正質(zhì)量特性，但這些特性能夠在“后續(xù)”的檢驗(yàn)中逐批進(jìn)行連續(xù)的放行檢驗(yàn)，而不是間斷的、周期性驗(yàn)證的過程，不是特殊過程。

原則三：產(chǎn)品或服務(wù)的實(shí)現(xiàn)與交付同時(shí)發(fā)生，導(dǎo)致問題或缺陷在產(chǎn)品使用或服務(wù)交付后才會(huì)被發(fā)現(xiàn)的過程是特殊過程。

4.特殊過程的質(zhì)量控制

特殊過程需要進(jìn)行連續(xù)的參數(shù)監(jiān)控，以確保過程質(zhì)量的穩(wěn)定。特殊過程質(zhì)量控制的基本準(zhǔn)則有如下三點(diǎn)。

第一點(diǎn)即過程控制的嚴(yán)格程度：應(yīng)視產(chǎn)品類型、用途、用戶要求和生產(chǎn)條件等情況而有所區(qū)別；應(yīng)依據(jù)企業(yè)的具體情況采用不同的控制手段。

第二點(diǎn)即特殊過程：必須進(jìn)行全過程的質(zhì)量控制與管理，任何工藝環(huán)節(jié)都應(yīng)處于受控狀態(tài)。

第三點(diǎn)即根據(jù)工藝特點(diǎn)，加強(qiáng)工藝方法的試驗(yàn)驗(yàn)證、及時(shí)總結(jié)最佳工藝控制參數(shù)并列入工藝規(guī)程，對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行連續(xù)控制（持之以恒、堅(jiān)持不懈）。

5.特殊過程質(zhì)量控制步驟

（1）制訂制度，落實(shí)責(zé)任 為了加強(qiáng)對(duì)控制點(diǎn)的管理，應(yīng)制訂切合本企業(yè)實(shí)際的控制點(diǎn)管理制度，明確控制點(diǎn)有關(guān)部門和人員的責(zé)任分工，規(guī)定日常工作程序，以及檢查、驗(yàn)收、考核辦法。

（2）建立控制點(diǎn)和復(fù)核 在產(chǎn)品投入大批量生產(chǎn)的初期，就應(yīng)按工藝部門提出的工序質(zhì)量控制計(jì)劃進(jìn)行控制點(diǎn)的建點(diǎn)活動(dòng)。由于每個(gè)控制點(diǎn)都是由不同部門的不同人員組成的一個(gè)小集體，加上控制要求、方法不盡相同，因此建立控制點(diǎn)是比較復(fù)雜的組織工作。

應(yīng)由質(zhì)管部門對(duì)全體有關(guān)人員進(jìn)行控制點(diǎn)的基本概念和方法的培訓(xùn)；每建立一個(gè)控制點(diǎn)都要由工藝部門召集有關(guān)人員交底并落實(shí)各人的工作任務(wù)。

由于工序控制文件是在正式批量生產(chǎn)之前編制的，其內(nèi)容和要求不一定完全切合實(shí)際，工藝部門在建點(diǎn)初期必須認(rèn)真組織復(fù)核，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)修改和完善。在運(yùn)行三個(gè)月以后，如果認(rèn)為基本可行，工藝部門可以會(huì)同質(zhì)管部門逐點(diǎn)組織驗(yàn)收。

（3）信息反饋和處理 控制點(diǎn)的質(zhì)量信息是生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量信息的重要組成部分，應(yīng)由車間質(zhì)量管理員集中管理。

在各控制點(diǎn)的控制圖和數(shù)據(jù)記錄中，包含著許多寶貴的質(zhì)量信息，車間質(zhì)量員應(yīng)及時(shí)收集、匯總，會(huì)同工藝人員進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，作為指導(dǎo)這些工序的重要依據(jù)。對(duì)突發(fā)性異常質(zhì)量信息，應(yīng)建立高效的信息傳遞渠道，以便及時(shí)做出反應(yīng)，使控制點(diǎn)保持受控。

（4）檢查和考核 為使控制點(diǎn)活動(dòng)保持正常，定期檢查和不定期抽查是十分必要的。

檢查按本企業(yè)控制點(diǎn)管理制度的規(guī)定執(zhí)行。一般有：本班組組長(zhǎng)和質(zhì)量員自查；本車間領(lǐng)導(dǎo)、質(zhì)管員和技術(shù)組長(zhǎng)抽查；巡檢員結(jié)合對(duì)產(chǎn)品的檢查；質(zhì)管部門會(huì)同工藝部門組織的抽查和各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)干部親自組織抽查等。每次檢查均應(yīng)有記錄并作為考核的依據(jù)。

（5）控制方法的改進(jìn) 控制點(diǎn)是工序質(zhì)量審核的主要對(duì)象。通過審核可以尋求改進(jìn)控制方法的途徑，任何改變都必須認(rèn)真驗(yàn)證，按規(guī)定程序由工藝部門將修改后的內(nèi)容納入質(zhì)量控制文件。

三、熱處理的特征

特征一：航空裝備遵循的是“乘法法則”。即：航空發(fā)動(dòng)機(jī)（以其為例）所遵循的是“乘法法則”，而絕非“加法法則”。

其絕不因某一環(huán)節(jié)受重視而達(dá)到前所未有的水平就能提升航空發(fā)動(dòng)機(jī)的整體水平。但是卻存在如下的必然：只要其中某一環(huán)節(jié)（如：熱處理環(huán)節(jié)）不受重視而使其水平落后至零的話，則航空發(fā)動(dòng)機(jī)的整體水平就必然是零，這就是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的“乘法法則”。

同樣，熱處理也遵循的是“乘法法則”。熱處理的各個(gè)環(huán)節(jié)（人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)、安、密）之間，彼此也同樣遵循的是“乘法原則”。無(wú)論承認(rèn)與否，它確是客觀存在的規(guī)律。

特征二：熱處理的兩大基本要素：一個(gè)是“習(xí)慣”，另一個(gè)是“理念”。前者是基礎(chǔ)，后者可提升。“習(xí)慣”對(duì)技術(shù)工人來(lái)說是永恒的目標(biāo)；“習(xí)慣”對(duì)科技人員來(lái)說則是前提條件，“理念”對(duì)科技人員來(lái)說是永恒的目標(biāo)。“習(xí)慣”靠全過程質(zhì)量控制的方法來(lái)磨練，“理念”靠試驗(yàn)的積累來(lái)積淀。

特征三：哲學(xué)家告訴大家“不要將所有雞蛋放在同一個(gè)籮筐內(nèi)”。但是關(guān)鍵構(gòu)件（如：航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、飛機(jī)起落架等）的熱處理，卻必須要堅(jiān)持走專業(yè)化平臺(tái)（科研、生產(chǎn)）的道路。

四、解決的途徑

沒有金剛鉆別攬瓷器活，而有了金剛鉆就一定能攬瓷器活嗎？

熱處理：需要“如金剛鉆”一般可靠、穩(wěn)定的設(shè)備；需要“能攬瓷器活”的行業(yè)精英；更需要“瓷器行業(yè)”森嚴(yán)的規(guī)矩；需要“干瓷器活”的艱辛與執(zhí)著。

1.細(xì)化制度、明確流程

（1）“人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)、安、密”管理規(guī)章與制度、規(guī)程與規(guī)范的編制（形成系統(tǒng)、完善、細(xì)化、行之有效的管理文件）。

（2）將所編制的規(guī)章與制度、規(guī)程與規(guī)范賦予流程化、表格化（形成簡(jiǎn)單、明了、通俗、易懂的執(zhí)行文件）。

（3）建立、健全記錄人員的記錄體系（形成可追溯性的記錄體系）。

（4）建立帶班負(fù)責(zé)人的記錄體系、監(jiān)督與自查體系（編制系統(tǒng)化的表格）。

（5）建立生產(chǎn)班組長(zhǎng)的關(guān)鍵點(diǎn)記錄體系與組內(nèi)檢查體系（編制具有針對(duì)性的表格）。

（6）建立生產(chǎn)調(diào)度專責(zé)的每日巡查體系（編制相關(guān)巡查記錄表格）。

（7）成立應(yīng)急小組，制訂應(yīng)急預(yù)案與整改措施（編制完整的整改措施表格）。

（8）建立主管負(fù)責(zé)人的每月考核體系（編制月考核記錄表格）。

（9）建立基層單位的每季度考核體系（編制季度考核記錄表格）。

（10）單位各職能部門不定期的抽查與內(nèi)審（編制抽查與內(nèi)審記錄表格）。

（11）問題整改工作的復(fù)查（編制復(fù)查表格），保證問題的歸零。

2.過程中宣貫、培訓(xùn)

針對(duì)上述規(guī)章、制度、規(guī)程、規(guī)范、記錄表格、自檢表格、檢查表格及審核表格等，開展定期與不定期的宣貫、培訓(xùn)與考核。

3.定崗與定責(zé)（KPI）

根據(jù)上述規(guī)章、制度、規(guī)程、規(guī)范、記錄表格、自檢表格、檢查表格及審核表格等，確定每個(gè)人（生產(chǎn)記錄人員、帶班負(fù)責(zé)人、班組長(zhǎng)、生產(chǎn)調(diào)度等）的崗位職責(zé)。

4.貫徹與落實(shí)

根據(jù)上述規(guī)章、制度、規(guī)程、規(guī)范、記錄表格、自檢表格、檢查表格及審核表格等，重點(diǎn)完成落實(shí)、執(zhí)行、監(jiān)督、檢查、考核各環(huán)節(jié)的諸項(xiàng)工作。

5.整改機(jī)制（形成閉環(huán)）

（1）實(shí)時(shí)整改機(jī)制的建立、落實(shí)與執(zhí)行（編制相應(yīng)的整改單）。

（2）整改單的落實(shí)、執(zhí)行、完成、復(fù)查、核對(duì)、考核及建檔，最終形成閉環(huán)。

（3）有檢查、有內(nèi)審、有審核，就會(huì)有問題被發(fā)現(xiàn)。

（4）一旦提出了問題，應(yīng)急小組就必須立即給出對(duì)應(yīng)的整改措施，并及時(shí)將整改措施下發(fā)給對(duì)應(yīng)的責(zé)任人。

（5）整改措施一經(jīng)發(fā)出，相關(guān)責(zé)任人必須限期完成整改，同時(shí)納入考核之中。

（6）整改完成后，相關(guān)責(zé)任人主動(dòng)申請(qǐng)復(fù)查。

（7）未通過復(fù)查的，繼續(xù)實(shí)施整改。

（8）通過復(fù)查程序的整改，由主管負(fù)責(zé)人牽頭實(shí)施對(duì)應(yīng)問題的再培訓(xùn)程序。

（9）主管領(lǐng)導(dǎo)定期檢查整改效果，最終形成良性循環(huán)。

6.考核機(jī)制（定期）

根據(jù)每個(gè)人崗位職責(zé)的完成情況，及每日檢查的結(jié)果考核情況，每月定期由應(yīng)急小組成員對(duì)不同崗位的在崗人員進(jìn)行逐項(xiàng)考核（編制對(duì)應(yīng)的考核表）。

7.獎(jiǎng)懲機(jī)制（定期）

單位領(lǐng)導(dǎo)根據(jù)上述考核結(jié)果對(duì)各位在崗人員定期實(shí)施獎(jiǎng)懲。

五、結(jié)語(yǔ)

（1）熱處理既遵循“沒有規(guī)矩?zé)o以成方圓”的原則，同時(shí)又秉承“稍安勿躁、循序漸進(jìn)、持之以恒”的原則。

（2）熱處理的各個(gè)環(huán)節(jié)（人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)、安、密）之間，彼此遵循的是“乘法原則”。

（3）熱處理需要養(yǎng)成“一種優(yōu)秀的工作習(xí)慣”——自覺地按照全過程質(zhì)量控制與管理的規(guī)定執(zhí)行。

（4）熱處理需要秉承“一種客觀的科學(xué)理念”——賦予材料的極限性能、賦予制件服役性能或極限的服役性能。

（5）“習(xí)慣”對(duì)技術(shù)工人來(lái)說是永恒的目標(biāo)；“習(xí)慣”對(duì)科技人員來(lái)說則是前提條件，“理念”對(duì)科技人員來(lái)說是永恒的目標(biāo)。

（6）“習(xí)慣”靠全過程質(zhì)量控制的方法來(lái)磨練，“理念”靠試驗(yàn)的積累來(lái)積淀。