劉勇德 樊開(kāi)倫 劉文成

摘? 要：隨著我國(guó)航天事業(yè)的高速發(fā)展，對(duì)各種航天用零件的需要量不斷增加，對(duì)其中零部件的品質(zhì)有了更高的要求。緊固件在航天工業(yè)產(chǎn)品中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，一旦性能不合格，就容易導(dǎo)致事故的發(fā)生。熱處理是緊固件加工的重要步驟，熱處理效果緊固件使用性能，有著非常直接的影響。一旦緊固件熱處理不過(guò)關(guān)，就容易導(dǎo)致質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生。為此，我將要在本文中對(duì)航空用緊固件的熱處理質(zhì)量管理進(jìn)行研究，希望對(duì)促進(jìn)我國(guó)行業(yè)事業(yè)的發(fā)展，可以起到有利的作用。

關(guān)鍵詞：航天用緊固件;熱處理質(zhì)量;管理;熱處理;特殊過(guò)程

中圖分類(lèi)號(hào)：TG146? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? 文章編號(hào)：1671-2064（2020）03-0000-00

0引言

航空用緊固件在航天產(chǎn)品使用過(guò)程中，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，其對(duì)熱處理有著非常好的要求。在熱處理過(guò)程中，其與其它工序是基本想同你的，對(duì)操作人員的技術(shù)水平有著較高的要去，熱處理工藝是否應(yīng)用恰當(dāng)對(duì)零件質(zhì)量，有著非常直接的影響。因此，在開(kāi)展緊固件熱處理的過(guò)程中，應(yīng)該嚴(yán)格遵守相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求開(kāi)展質(zhì)量管理，及時(shí)總結(jié)出各種控制措施，最大程度保證緊固件的質(zhì)量。

1熱處理簡(jiǎn)單介紹

熱處理是指材料在固態(tài)下，通過(guò)加熱、保溫和冷卻的手段，以獲得預(yù)期組織和性能的一種金屬熱加工工藝。在從石器時(shí)代進(jìn)展到銅器時(shí)代和鐵器時(shí)代的過(guò)程中，熱處理的作用逐漸為人們所認(rèn)識(shí)。早在公元前770至前222年，中國(guó)人在生產(chǎn)實(shí)踐中就已發(fā)現(xiàn)，鋼鐵的性能會(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。

金屬熱處理是機(jī)械制造中的重要工藝之一，與其他加工工藝相比，熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學(xué)成分，而是通過(guò)改變工件內(nèi)部的顯微組織，或改變工件表面的化學(xué)成分，賦予或改善工件的使用性能。其特點(diǎn)是改善工件的內(nèi)在質(zhì)量，而這一般不是肉眼所能看到的。為使金屬工件具有所需要的力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能，除合理選用材料和各種成形工藝外，熱處理工藝往往是必不可少的。鋼鐵是機(jī)械工業(yè)中應(yīng)用最廣的材料，鋼鐵顯微組織復(fù)雜，可以通過(guò)熱處理予以控制，所以鋼鐵的熱處理是金屬熱處理的主要內(nèi)容。另外，鋁、銅、鎂、鈦等及其合金也都可以通過(guò)熱處理改變其力學(xué)、物理和化學(xué)性能，以獲得不同的使用性能[1]。

2緊固件熱處理的前期要求

人員能力要求。根據(jù)熱處理的特點(diǎn)，對(duì)熱處理效果造成影響的人員主要包括三類(lèi)：（1）熱處理專(zhuān)業(yè)工程師。熱處理方面的工程師其應(yīng)該具有相關(guān)專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，其具有較多的工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，能夠很好處理熱處理過(guò)程中出現(xiàn)的各種問(wèn)題，根據(jù)緊固件類(lèi)型、材料、用途的不同，制定合理熱處理流程。（2）熱處理操作人員。這些熱處理操作人員在開(kāi)展熱處理的過(guò)程中，應(yīng)該能夠熟練操作各種熱處理工藝設(shè)備，且具有相關(guān)的上崗證明，能夠嚴(yán)格要求開(kāi)展熱處理工作。（3）熱處理生產(chǎn)檢驗(yàn)人員。熱處理生產(chǎn)檢驗(yàn)人員應(yīng)該能夠熟練操作各種熱處理檢測(cè)設(shè)備，且經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的培訓(xùn)后，可以認(rèn)定為合格上崗人員。此外，企業(yè)應(yīng)該認(rèn)真做好對(duì)員工的培訓(xùn)工作，不斷提升他們的職業(yè)技能水平，能夠嚴(yán)格按照生產(chǎn)需要開(kāi)展生產(chǎn)工作。

生產(chǎn)和檢驗(yàn)設(shè)備。在開(kāi)展熱處理的過(guò)程中，往往需要非常多的檢測(cè)設(shè)備，還會(huì)使用到很多的先進(jìn)精密檢測(cè)儀器或者設(shè)備。這些設(shè)備在開(kāi)展熱處理生產(chǎn)和檢驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)揮著非常重要的作用。需在在實(shí)際開(kāi)展生產(chǎn)前，認(rèn)真做好對(duì)這些設(shè)備的檢修和維護(hù)工作，保證其能正常發(fā)揮自己的作用，在使用過(guò)程中能夠保證使用的安全性。對(duì)于其中重點(diǎn)的工裝、檢驗(yàn)用理化操作，需要認(rèn)真開(kāi)展各種審批工作。此外，還應(yīng)該認(rèn)真做好對(duì)設(shè)備的日常維護(hù)工作，對(duì)于設(shè)備和儀器使用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，應(yīng)該及時(shí)開(kāi)展維修。企業(yè)也應(yīng)該成立專(zhuān)門(mén)的工裝和量檢具管理部門(mén)，對(duì)這些設(shè)備和儀器的使用和存儲(chǔ)進(jìn)行管理，避免在其使用過(guò)程中出現(xiàn)損壞的現(xiàn)象[2]。

3原材料質(zhì)量的控制

原材料是開(kāi)展熱處理工作的基礎(chǔ)。優(yōu)質(zhì)的材料是保證熱處理質(zhì)量的基礎(chǔ)，如果材料本身就存在較多的問(wèn)題，就會(huì)導(dǎo)致各種熱處理質(zhì)量和缺陷的發(fā)生，需要認(rèn)真做好以下的工作：（1）做好原材料的檢驗(yàn)工作。保證原材料的純度。例如，如果熱處理的材料是鋼材，就應(yīng)該對(duì)其裂紋、氣泡、縮孔進(jìn)行控制，保證其工藝能夠達(dá)到國(guó)際的相關(guān)要求。（2）工藝材料不應(yīng)該對(duì)熱處理零件產(chǎn)生有害的影響，對(duì)環(huán)境的影響也盡可能小。（3）為了保證原材料的品質(zhì)。對(duì)于那些重要部位的原材料，應(yīng)該制定專(zhuān)門(mén)的廠(chǎng)家，并對(duì)其質(zhì)量提出具體的要求。四、在產(chǎn)品投產(chǎn)前，應(yīng)該認(rèn)真對(duì)其進(jìn)行復(fù)檢。

機(jī)械加工表面質(zhì)量對(duì)熱處理性能有著非常直接的影響。一旦表面質(zhì)量不良，就會(huì)直接降低零件的性能，甚至?xí)a(chǎn)生熱處理失敗，這點(diǎn)經(jīng)常被忽視。很多機(jī)械零部件的疲勞損害都是從表面開(kāi)始的。機(jī)械加工對(duì)鋼的疲勞狀態(tài)有著直接的影響，其表面越粗糙，疲勞強(qiáng)度降低也就越明顯。如果粗糙表面存在缺口和劃痕，就會(huì)導(dǎo)致零件在交變應(yīng)力下出現(xiàn)疲勞裂紋。如果零件加工過(guò)程中的進(jìn)給量過(guò)大，就會(huì)產(chǎn)生加工應(yīng)力，容易導(dǎo)致熱處理過(guò)程中變形情況的出現(xiàn)。很多時(shí)候，需要在零件表面打各種小的鑒別標(biāo)志，如果標(biāo)志打得過(guò)深，就容易導(dǎo)致應(yīng)力集中情況的出現(xiàn)。一旦淬火過(guò)程中的應(yīng)力超過(guò)了材料的強(qiáng)度極限，就會(huì)直接導(dǎo)致零件表面開(kāi)裂情況的出現(xiàn)。

有效提升工藝的規(guī)范性。在熱處理實(shí)際進(jìn)行的過(guò)程中，其對(duì)工藝的合理性有著非常高的要求。一旦熱處理工藝不夠規(guī)范，就會(huì)對(duì)熱處理效果，造成非常直接的影響。為了保證熱處理的質(zhì)量，就需要拿出一套切實(shí)可行的熱處理工藝指導(dǎo)書(shū)和熱處理工藝路線(xiàn)，根據(jù)緊固件材料和相應(yīng)設(shè)備工裝，來(lái)合理對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行選擇。在熱處理工藝方案出來(lái)之后，應(yīng)該及時(shí)開(kāi)展方案的評(píng)審工作，經(jīng)過(guò)專(zhuān)家組一致討論通過(guò)之后，才能在生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中進(jìn)行應(yīng)用。對(duì)于專(zhuān)家所提出的改進(jìn)意見(jiàn)，應(yīng)該及時(shí)匯總，不斷對(duì)熱處理工藝進(jìn)行完善，最大程度保證熱處理的質(zhì)量。對(duì)于那些高強(qiáng)度螺母，在開(kāi)展熱處理的過(guò)程中，需要認(rèn)真做好現(xiàn)場(chǎng)的熱處理質(zhì)量管理，并及時(shí)開(kāi)展熱處理質(zhì)量的記錄工作，一旦發(fā)現(xiàn)任何異常，就應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行改正。此外，在工藝路線(xiàn)調(diào)整的過(guò)程中，應(yīng)該嚴(yán)格遵守《文件控制程序》。各種技術(shù)文件應(yīng)該由相關(guān)部門(mén)人員進(jìn)行保管，并盡量保證這些工藝的合理性。對(duì)于熱處理生產(chǎn)中的員工，其應(yīng)該嚴(yán)格遵守各種工藝要求進(jìn)行操作，不應(yīng)該隨意改變其中的工藝參數(shù)，包括溫度、介質(zhì)、時(shí)間、設(shè)備和熱處理要求等。此外，管理人員還應(yīng)該做好現(xiàn)場(chǎng)的檢查工作，技術(shù)發(fā)現(xiàn)各種不按照規(guī)定操作行為，并及時(shí)進(jìn)行處理。

4熱處理過(guò)程中的質(zhì)量控制

在熱處理過(guò)程中，通常需要使用到熱處理爐。熱處理質(zhì)量主要取決于熱處理爐的質(zhì)量和工藝。為了保證熱處理的質(zhì)量，需要我們認(rèn)真做好以下的工作：

嚴(yán)格對(duì)爐溫進(jìn)行控制。在熱處理爐使用過(guò)程中，其內(nèi)部的溫度是由差別的，為了保證溫度的均勻性，就需要合理對(duì)感溫元件進(jìn)行布置，避免出現(xiàn)隨意變動(dòng)的情況。在熱處理爐維修之后，應(yīng)該及時(shí)開(kāi)展加熱爐爐溫均勻性的檢查工作。在通常的情況下，爐子應(yīng)該定期進(jìn)行檢定，并對(duì)爐子的溫控系統(tǒng)進(jìn)行檢查。為了保證爐溫控制的穩(wěn)定性，其使用的溫度控制儀器表精度應(yīng)該控制在百分之零點(diǎn)三之內(nèi)。其中各種控制熱電偶，應(yīng)該周期進(jìn)行校準(zhǔn)，其準(zhǔn)確度應(yīng)該符合相關(guān)的要求[3]。

合理對(duì)加熱爐的爐氣進(jìn)行控制。對(duì)于不同的熱處理要求，應(yīng)該選擇不同的爐子，對(duì)其中零件的質(zhì)量有著不同的要求。如果需要對(duì)磁性材料進(jìn)行退火處理，就應(yīng)該在鉬鎢加熱真空爐當(dāng)中進(jìn)行應(yīng)用，需要最大程度保證其磁性。

合理對(duì)加熱參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。在熱處理爐實(shí)際使用的過(guò)程中，爐子設(shè)定參數(shù)是否合理，對(duì)熱處理效果，有著非常直接的影響，需要合理對(duì)加熱速度進(jìn)行選擇，這是保證熱處理質(zhì)量的前提條件。

認(rèn)真做好冷卻質(zhì)量的控制。只有嚴(yán)格對(duì)淬火冷卻質(zhì)量進(jìn)行控制，才能保證零件熱處理質(zhì)量。只有保證冷卻效果，才能保證材料組織結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足相關(guān)的要求。在冷卻工藝選擇過(guò)程中，應(yīng)該把握好以下的幾個(gè)原則：（1）所有的熱處理工藝都應(yīng)該滿(mǎn)足冷卻工藝能力要求，冷卻設(shè)備可以連續(xù)使用，整個(gè)操作過(guò)程的安全性可以得到保證。（2）合理對(duì)熱處理工藝進(jìn)行優(yōu)化，避免變形和開(kāi)裂情況出現(xiàn)。（3）熱處理變形在工件熱處理中比較常見(jiàn)。如果有效減少熱處理過(guò)程中的變形量，是熱處理過(guò)程中比較關(guān)心的問(wèn)題，是很多研究人員的研究課題。熱處理變形往往是不可避免的，造成其出現(xiàn)的主要原因是熱處理過(guò)程中的熱應(yīng)力、組織應(yīng)力等。在材料回火處理的過(guò)程中，也會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力和殘余應(yīng)力的釋放，這也會(huì)直接導(dǎo)致變形情況的出現(xiàn)。造成工件變形的各種因素非常多，這給控制變形量帶來(lái)較大的困難。為了有效解決這個(gè)問(wèn)題，就需要搞清工件熱處理過(guò)程中變形的規(guī)律，這時(shí)控制變形量的關(guān)鍵，需要認(rèn)真分析零件的特點(diǎn)、對(duì)稱(chēng)性、尺寸大小、化學(xué)成分等，通過(guò)對(duì)零件加工過(guò)程的分析，也可以進(jìn)一步掌握零件發(fā)生變形的原因。

5認(rèn)真做好熱處理質(zhì)量檢驗(yàn)工作

工件熱處理主要分為熱處理前、熱處理中、熱處理后。在處理檢驗(yàn)的過(guò)程中，需要專(zhuān)門(mén)的人員負(fù)責(zé)，并需要操作人員做好自檢工作。通過(guò)開(kāi)展外觀檢查、硬度檢查、尺寸檢查等，來(lái)及時(shí)發(fā)現(xiàn)工件熱處理的缺陷，從而及時(shí)采取措施進(jìn)行解決。在具體檢驗(yàn)項(xiàng)目的確定過(guò)程中，應(yīng)該根據(jù)具體的零件來(lái)確定，這些都會(huì)在操作卡片和工藝單中有明確的規(guī)定。此外，還應(yīng)該認(rèn)真做好熱處理控制活動(dòng)的監(jiān)督和檢驗(yàn)工作。只有充分做好質(zhì)量控制和缺陷預(yù)防工作，才能保證產(chǎn)品的質(zhì)量，通過(guò)不斷完善相關(guān)技術(shù)，才能獲得更高的熱處理質(zhì)量。

在熱處理過(guò)程中，應(yīng)該認(rèn)真做好以下工作：（1）清理好操作場(chǎng)地，檢查電源、測(cè)量?jī)x表和各種開(kāi)關(guān)是否正常，水源是否通暢。（2）操作人員應(yīng)穿戴好勞保防護(hù)用品，否則會(huì)有危險(xiǎn)。（3）開(kāi)啟控制電源萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，根據(jù)設(shè)備技術(shù)要求分級(jí)段升、降溫，延長(zhǎng)設(shè)備壽命和設(shè)備完好。（4）要注意熱處理爐的爐溫和網(wǎng)帶調(diào)速，能掌握對(duì)不同材料所需的溫度標(biāo)準(zhǔn)，確保工件硬度及表面平直度和氧化層，并認(rèn)真做好安全工作。（5）要注意回火爐的爐溫和網(wǎng)帶調(diào)速，開(kāi)啟排風(fēng)，使工件經(jīng)回火后達(dá)到質(zhì)量要求。（6）在工作中應(yīng)堅(jiān)守崗位。（7）要配置必要的消防器具，并熟識(shí)使用及保養(yǎng)方法。（8）停機(jī)時(shí)，要檢查各控制開(kāi)關(guān)均處于關(guān)閉狀態(tài)后，關(guān)閉萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。

6結(jié)語(yǔ)

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，對(duì)航空緊固件熱處理效果有了更高的要求。針對(duì)當(dāng)前航空緊固件熱處理過(guò)程中的各種問(wèn)題，應(yīng)該引起足夠的重視，認(rèn)真分析問(wèn)題發(fā)生的原因，及時(shí)采取針對(duì)性的措施，認(rèn)真做好熱處理特殊階段的控制。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2020-01-21

作者簡(jiǎn)介：劉勇德（1986—），男，貴州遵義人，本科，工程師，研究方向：航空緊固件熱處理工藝。