航空產(chǎn)品熱處理工藝的缺陷預(yù)防與全面質(zhì)量控制

李燕

摘? 要：熱處理是將固態(tài)金屬材料通過特定的加熱、冷卻、保溫等方法，以消除原材料的加工殘余內(nèi)應(yīng)力，改善原材料組織性能與機(jī)械性能的工藝技術(shù)總稱。正是由于熱處理工藝對于金屬材料的微觀組織和內(nèi)應(yīng)力的最終狀態(tài)起到了關(guān)鍵作用，因此熱處理工藝已成為了當(dāng)前保障航空產(chǎn)品安全性、可靠性的重要工藝之一。本文結(jié)合工作實(shí)踐，首先分析了航空產(chǎn)品熱處理工藝的特點(diǎn)，并著重就其熱處理工藝的缺陷預(yù)防與全面質(zhì)量控制策略進(jìn)行了研究與探討。

關(guān)鍵詞：航空產(chǎn)品;熱處理;缺陷預(yù)防;全面質(zhì)量控制

前言：

安全性是飛機(jī)航行時(shí)最為關(guān)鍵的性能，而安全性的獲得是由各類航空產(chǎn)品制造過程中的每個(gè)環(huán)節(jié)所積累而成，任意環(huán)節(jié)都起到了決定性的作用而不容忽視。熱處理工藝作為保障航空產(chǎn)品安全性的重要工藝措施之一。

一、航空產(chǎn)品熱處理工藝的特點(diǎn)

（一）根據(jù)規(guī)格與配置的不同，需配備專用的設(shè)備與工裝

由于我國飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料（如機(jī)型機(jī)身、機(jī)翼等）多以鋁合金為主，其零部件產(chǎn)品的尺寸范圍寬，小到幾厘米，大到幾米甚至幾十米，這就需要在這些零部件產(chǎn)品的熱處理工藝過程中，配備不同規(guī)格、不同需求的時(shí)效設(shè)備、退火設(shè)備、正火設(shè)備等。例如，我國飛機(jī)選用的鋁合金多為預(yù)拉伸板，在熱處理后為有效消除應(yīng)力狀態(tài)，在固溶后需要進(jìn)行預(yù)拉伸，而這部分作業(yè)無法在零部件制造廠完成，這就需要配置不同精度的時(shí)效爐，以保障預(yù)拉伸的時(shí)效性及其他機(jī)械性能要求。又例如，航空產(chǎn)品在熱處理過程中往往需要快速冷卻，這也需要配備一定冷藏要求的冷藏庫等。

（二）熱處理工藝過程中工序多，質(zhì)量要求嚴(yán)格

航空產(chǎn)品多為加工難度很大的鈦合金、高強(qiáng)度合金鑄鋼件等零部件，往往需要機(jī)械加工、熱處理、鈑金等工藝手段不斷反復(fù)組合才能保障產(chǎn)品的最終尺寸精度。但由于在制造過程中的加工內(nèi)應(yīng)力增多，且質(zhì)量要求高，這就需要通過緩慢加熱、冷卻的方式，以及其他多種工序措施，以有效減少加工內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生。

二、航空產(chǎn)品熱處理工藝的缺陷預(yù)防

航空產(chǎn)品熱處理工藝的實(shí)施過程，強(qiáng)調(diào)正確執(zhí)行工藝規(guī)范及事先采取預(yù)防措施，以有效避免熱處理工藝缺陷，提高零部件的加工生產(chǎn)質(zhì)量。而一旦缺陷問題發(fā)生后，也必須及早查明原因并采取措施加以補(bǔ)救改正。

（一）合金鋼熱處理工藝的常見缺陷及預(yù)防

航空用合金鋼在熱處理的加熱、保溫、冷卻過程中，因熱應(yīng)力與組織應(yīng)力的作用，熱處理后的零部件很可能存在過多的殘余內(nèi)應(yīng)力，而導(dǎo)致變形開裂。此外，其熱處理工藝常見的缺陷還包括了硬度不足、韌性偏低、淬火軟點(diǎn)等。筆者結(jié)合工作實(shí)踐，對各類缺陷問題的引發(fā)原因進(jìn)行了總結(jié)，并提出了針對性的預(yù)防補(bǔ)救措施，詳見下表1所示。

（二）鈦合金熱處理工藝的常見缺陷及預(yù)防

航空用鈦合金因自身的物理和冶金性能因素，在熱處理過程中極易出現(xiàn)過熱或過燒、熱處理裂紋這兩類缺陷問題，其缺陷預(yù)防措施詳見下表2所示。

三、航空產(chǎn)品熱處理工藝的全面質(zhì)量控制

航空產(chǎn)品熱處理工藝的全面質(zhì)量控制，是指對影響熱處理工藝質(zhì)量的所有因素實(shí)施全員、全過程、全方位的控制，以有效消除各類缺陷問題，提高航空產(chǎn)品的安全性與可靠性。從上文幾類航空產(chǎn)品的典型缺陷問題分析可發(fā)現(xiàn)，其引發(fā)原因主要集中在人員、工藝過程、設(shè)備材料這三類因素問題。

（一）人員管控措施

一是應(yīng)制定并實(shí)施嚴(yán)格的航空產(chǎn)品熱處理質(zhì)量保證體系，包括了明確熱處理工藝的各部門職責(zé)分工，嚴(yán)格實(shí)施熱處理工藝的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，建立完善的質(zhì)量記錄檔案等。

二是應(yīng)加強(qiáng)對員工的培訓(xùn)教育工作，做好對員工的技術(shù)培訓(xùn)，要求員工在熱處理工藝過程中必須嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)規(guī)范要求，并實(shí)施一定的獎懲機(jī)制，以減少因人為原因?qū)е碌漠a(chǎn)品缺陷問題，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

（二）工藝過程管控措施

一是應(yīng)做好熱處理前的工藝設(shè)計(jì)。應(yīng)使熱處理工藝設(shè)計(jì)能滿足各類技術(shù)指標(biāo)的要求，如硬度、變形量、抗沖擊性、耐腐蝕性等物理性能或化學(xué)性能要求。

二是應(yīng)做好熱處理中的質(zhì)量控制。首先，應(yīng)選擇合理的工藝方法、工藝路線、工藝參數(shù)，為最終熱處理做好準(zhǔn)備。其次，應(yīng)嚴(yán)格生產(chǎn)操作控制，包括了加熱前的油污清理、工件加夾方式、加熱時(shí)間控制、加熱溫度控制、冷卻時(shí)間控制、轉(zhuǎn)移方式等，都必須嚴(yán)格執(zhí)行工藝規(guī)范要求，要求操作者應(yīng)認(rèn)真填寫生產(chǎn)記錄卡，以便對航空產(chǎn)品的熱處理質(zhì)量進(jìn)行信息跟蹤。

（三）設(shè)備材料管控措施

一是應(yīng)做好設(shè)備的選擇管理。首先，應(yīng)根據(jù)航空產(chǎn)品熱加工的規(guī)格與配置的不同，配備專用的設(shè)備與工裝，如專用的時(shí)效爐、冷藏庫等;其次，應(yīng)做好對相關(guān)設(shè)備的檢驗(yàn)工作，確保設(shè)備具有良好的使用性能。

二是應(yīng)做好材料的選擇管理。首先，應(yīng)做好原材料的設(shè)計(jì)選擇，尤其應(yīng)注意原材料的質(zhì)量、尺寸和形狀規(guī)格的選擇，確保材料有良好的使用性能和加工工藝性。其次，應(yīng)加強(qiáng)對各類原材料的質(zhì)量管控，要求所有原材料在熱處理加工之前，都必須進(jìn)行嚴(yán)格的復(fù)查檢驗(yàn)，合格后方可進(jìn)行熱處理加工。

結(jié)論

熱處理工藝作為保障航空產(chǎn)品安全性的重要工藝措施之一，為提高其工藝質(zhì)量水平，還必須做好工藝缺陷的預(yù)防，并對其工藝過程加以全面的質(zhì)量控制，這樣才能有效保障各類航空產(chǎn)品的安全與可靠。

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