航天產(chǎn)品零件熱處理全周期質(zhì)量控制

王義嘉

（貴州航天風(fēng)華精密設(shè)備有限公司，貴陽(yáng) 550009）

高性能金屬材料對(duì)航天技術(shù)的發(fā)展，對(duì)航天產(chǎn)品的交付及正常使用起著至關(guān)重要的作用。航天用高性能金屬材料包括鋁合金、鎂合金、鈦合金、超高強(qiáng)度鋼、高溫合金、金屬間化合物以及金屬磁性材料等[1]。材料品種較多，這給各航天產(chǎn)品零件熱處理質(zhì)量管理帶來(lái)了一定的挑戰(zhàn)。本文主要闡述了航天產(chǎn)品零件熱處理質(zhì)量管理過(guò)程，在此基礎(chǔ)上融入全周期管理模式，探究構(gòu)建全周期管理模式對(duì)提升航天產(chǎn)品零件熱處理質(zhì)量控制水平的應(yīng)用價(jià)值。

1 全周期管理構(gòu)建

1.1 全周期管理引入

在航天產(chǎn)品零件制造過(guò)程中，熱處理一般屬于中間工序，主要是通過(guò)適當(dāng)加熱、保溫及冷卻的方式，使零件獲得預(yù)期的組織結(jié)構(gòu)與性能。熱處理的質(zhì)量是通過(guò)對(duì)試樣或者抽取零件開(kāi)展硬度、金相、材料拉伸試驗(yàn)等事后檢測(cè)，比較個(gè)別和局部，并不能對(duì)熱處理質(zhì)量進(jìn)行100%檢測(cè)。從軍工體系質(zhì)量控制的觀點(diǎn)來(lái)看，熱處理過(guò)程屬于《質(zhì)量管理體系要求》（GJB9001C-2017）中定義的“特殊過(guò)程”，要采取相應(yīng)的特殊控制。在軍工企業(yè)的工藝質(zhì)量質(zhì)量控制程序中，都會(huì)有“特殊過(guò)程確認(rèn)程序”，主要從熱處理工藝過(guò)程的人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)六個(gè)方面，對(duì)人員資質(zhì)、熱處理設(shè)備、熱處理原材料及工藝材料、工藝文件及執(zhí)行狀況、熱處理操作環(huán)境控制、檢測(cè)過(guò)程等進(jìn)行確認(rèn)[2]。但在生產(chǎn)實(shí)踐中，即使很好地執(zhí)行了“特殊過(guò)程確認(rèn)程序”，也經(jīng)常會(huì)發(fā)生一些熱處理零件質(zhì)量問(wèn)題，造成質(zhì)量部門(mén)技術(shù)員為分析原因而疲于奔命，花費(fèi)大量的時(shí)間和精力去查證、復(fù)驗(yàn)、分析、判斷，不斷開(kāi)展“歸零活動(dòng)”，為避免不合格零件流入后序環(huán)節(jié)，而增加X(jué)光、磁粉探傷等措施，零件加工周期延長(zhǎng)，極大地增加操作成本和時(shí)間成本，同時(shí)也埋下質(zhì)量隱患。

為此，有必要引入熱處理全周期管理來(lái)實(shí)現(xiàn)更為細(xì)致的管理模式。全周期管理提出的理念是將所有牽涉熱處理的工作流程做細(xì)，在質(zhì)量管理上實(shí)現(xiàn)全周期，構(gòu)建權(quán)責(zé)分明、關(guān)注細(xì)節(jié)、程序嚴(yán)謹(jǐn)、精確到位的管理理念，將熱處理質(zhì)量管理流程化，將質(zhì)量控制責(zé)任落實(shí)到個(gè)人。

1.2 熱處理質(zhì)量全周期管理方向和模式設(shè)計(jì)

在“特殊過(guò)程確認(rèn)程序”中，零件熱處理質(zhì)量管理要素包括人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)，這實(shí)際上是熱處理質(zhì)量控制橫向因素的考量。而熱處理質(zhì)量全周期管理需要從縱向因素進(jìn)行考量，明確熱處理環(huán)節(jié)以及上下游各環(huán)節(jié)質(zhì)量管理的不足之處，對(duì)整個(gè)全周期管理過(guò)程進(jìn)行監(jiān)督，并做出檢查與評(píng)估，細(xì)化落實(shí)，保障熱處理零件整個(gè)加工過(guò)程都處于監(jiān)管狀態(tài)中。突出全周期的特征，結(jié)合事前預(yù)估、過(guò)程監(jiān)督、事后評(píng)價(jià)的原則，將航天產(chǎn)品零件生產(chǎn)流程作為基礎(chǔ)，熱處理環(huán)節(jié)與上下游生產(chǎn)環(huán)節(jié)質(zhì)量管理作為核心線路，實(shí)現(xiàn)熱處理質(zhì)量全周期管理。

2 航天產(chǎn)品零件熱處理質(zhì)量全周期管理實(shí)踐

2.1 熱處理零件設(shè)計(jì)管理

設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)是產(chǎn)品質(zhì)量控制的源頭，屬于實(shí)施全周期管理的初始工作，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量特性和制造難度等均具有決定性的影響。零件在設(shè)計(jì)期間，需要關(guān)注到的問(wèn)題是確保零件能夠滿(mǎn)足航天產(chǎn)品零件應(yīng)用周期以及性能，同時(shí)在零件熱處理環(huán)節(jié)中也不能夠基于設(shè)計(jì)因素而出現(xiàn)報(bào)廢情況[3]?；谶@些要求，需要將零件的結(jié)構(gòu)、材料選擇、熱加工變形量等納入設(shè)計(jì)方案的考慮因素中。但目前所面臨的主要問(wèn)題為，從事零件設(shè)計(jì)的技術(shù)人員往往缺少工藝和生產(chǎn)實(shí)踐，過(guò)多依賴(lài)設(shè)計(jì)手冊(cè)，不能充分結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)所需進(jìn)行選擇。雖然有工藝會(huì)簽的環(huán)節(jié)，但工藝會(huì)簽人員往往都是從事機(jī)械加工工藝編制的技術(shù)人員，對(duì)熱處理這種特殊專(zhuān)業(yè)不夠充分了解。為此，此環(huán)節(jié)需要進(jìn)行改進(jìn)，熱處理工藝技術(shù)人員最好能對(duì)有熱處理要求的零件設(shè)計(jì)圖樣100%會(huì)簽，最少也要對(duì)零件加工流程設(shè)計(jì)進(jìn)行100%會(huì)簽，充分約束原材料品種、采購(gòu)加工狀態(tài)的選擇，同時(shí)避免銳角、厚薄突變、應(yīng)力集中的結(jié)構(gòu)情況，把后續(xù)機(jī)械加工的余量充分考慮。

2.2 零件原材料供應(yīng)過(guò)程管理

零件材料質(zhì)量是熱處理質(zhì)量的基礎(chǔ)，存在缺陷將會(huì)在熱處理環(huán)節(jié)中被放大，甚至直接導(dǎo)致零件的報(bào)廢。生產(chǎn)實(shí)踐中最常見(jiàn)的現(xiàn)象之一是原材料入廠復(fù)驗(yàn)不夠充分，原材料的缺陷在復(fù)驗(yàn)環(huán)節(jié)未被發(fā)現(xiàn)，在熱處理過(guò)程中暴露；之二是原材料的倉(cāng)儲(chǔ)、下料粗加工、流轉(zhuǎn)等環(huán)節(jié)因倉(cāng)儲(chǔ)定置管理、標(biāo)識(shí)不清等造成混料現(xiàn)象導(dǎo)致的熱處理質(zhì)量問(wèn)題。將全周期管理模式應(yīng)用到材料質(zhì)量管理中的具體方案為：首先，在原材料采購(gòu)入庫(kù)前需要實(shí)施理化檢測(cè)等復(fù)驗(yàn)工作，必要時(shí)開(kāi)展X光等探傷檢測(cè)，必須確保材料完全符合標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行記錄。其次，在原材料本體及存放倉(cāng)位進(jìn)行清晰的標(biāo)識(shí)，對(duì)切割下料后的標(biāo)識(shí)移植也要做好規(guī)定，在流轉(zhuǎn)過(guò)程中交接清點(diǎn)，保證零件材料的標(biāo)識(shí)一致性。最后，由于生產(chǎn)進(jìn)度與采購(gòu)周期的原因，經(jīng)常要開(kāi)展材料代用工作，代用手續(xù)必須經(jīng)由設(shè)計(jì)與工藝人員的審核，才可以進(jìn)行代料。

2.3 熱處理前加工質(zhì)量管理

航天產(chǎn)品部分零件的生產(chǎn)工藝較為復(fù)雜，進(jìn)行熱處理之前需要經(jīng)歷鑄造、焊接、鍛造等熱加工形成零件毛坯，這些環(huán)節(jié)的質(zhì)量如何均會(huì)對(duì)后期熱處理質(zhì)量造成影響。例如，鍛件若是本身內(nèi)部存在裂紋情況，在淬火時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)淬火裂紋，同時(shí)加工應(yīng)力的變動(dòng)也可能會(huì)影響零件熱處理變形量，最終導(dǎo)致其不符合要求。航天產(chǎn)品零件熱處理前，加工質(zhì)量管理所面臨的主要問(wèn)題為：鍛件、鑄造等外協(xié)加工，存在不確定因素，有質(zhì)量隱患。將全周期管理模式應(yīng)用到熱處理前加工管理中，具體措施為：一是外協(xié)作的鑄造、鍛造等熱加工，需熱處理技術(shù)人員參與簽訂技術(shù)協(xié)議，明確外協(xié)檢驗(yàn)及毛坯入廠時(shí)的技術(shù)狀態(tài)；二是入廠時(shí)質(zhì)量部門(mén)要根據(jù)技術(shù)協(xié)議進(jìn)行復(fù)驗(yàn)；三是對(duì)于焊接的毛坯件，一定要在焊接工序中明確焊接后去除焊接應(yīng)力的間隔時(shí)間。

2.4 熱處理實(shí)施過(guò)程質(zhì)量管理

熱處理過(guò)程是質(zhì)量隱患最大的環(huán)節(jié)，人員、工藝輔助材料、熱處理設(shè)備、工藝參數(shù)設(shè)置、零件擺放及操作過(guò)程等均會(huì)對(duì)零件熱處理質(zhì)量造成影響，為此，其應(yīng)該作為主要質(zhì)量控制環(huán)節(jié)。在熱處理實(shí)施期間，管理工作中所面臨的主要問(wèn)題是對(duì)過(guò)程監(jiān)管力度不夠，關(guān)注度放到結(jié)果上。人們可以將全周期管理融入熱處理過(guò)程管理工作中，具體措施為：一是不定期開(kāi)展“特殊過(guò)程確認(rèn)”活動(dòng)；二是定期對(duì)熱處理設(shè)備和儀表進(jìn)行檢驗(yàn)，確保其在溫度控制精準(zhǔn)度、爐溫度等方面均能夠符合標(biāo)準(zhǔn)；三是現(xiàn)場(chǎng)需質(zhì)量部門(mén)派駐檢驗(yàn)員巡檢，生產(chǎn)者對(duì)工藝過(guò)程進(jìn)行生產(chǎn)記錄，一旦發(fā)生問(wèn)題能夠明確責(zé)任主體。

3 結(jié)論

當(dāng)前，航天軍工企業(yè)的質(zhì)量管理體系已經(jīng)趨于完善，在各項(xiàng)工作的質(zhì)量控制體系上也逐漸向全面方向發(fā)展，從整體上來(lái)看質(zhì)量管理效果較為理想，但仍然不乏過(guò)低層次的質(zhì)量問(wèn)題。就航天產(chǎn)品零件熱處理質(zhì)量來(lái)講，當(dāng)前此環(huán)節(jié)的管理工作還存在一定的不足之處，導(dǎo)致熱處理質(zhì)量問(wèn)題時(shí)有發(fā)生，而出現(xiàn)這些問(wèn)題的主要原因就是管理工作的全周期程度不夠。為此，筆者建議，積極引進(jìn)全周期管理模式，將其融入航天產(chǎn)品零件零件熱處理前、后處理過(guò)程的管理工作中，提升航天產(chǎn)品零件熱處理質(zhì)量管理水平。