■ 姜 林

熱處理批量投入、連續(xù)生產(chǎn)時，一旦出現(xiàn)熱處理質(zhì)量問題，對生產(chǎn)和產(chǎn)品的影響面很大；另外，熱處理對象大部分是經(jīng)過加工的半成品，如果出現(xiàn)熱處理質(zhì)量問題，其損失都很大；更主要的是熱處理缺陷漏檢很容易發(fā)生嚴(yán)重的事故，因此要定期進(jìn)行工藝試驗(yàn)控制。

熱處理工藝是指將零件在某一加熱介質(zhì)中加熱至一定溫度，在該溫度下保溫一段時間，然后以一定方式冷卻從而得到一定的組織和性能的熱加工方法。工藝控制試驗(yàn)是測定材料或零件在熱處理工藝過程中獲得預(yù)期熱處理效果的難易程度的工藝性能試驗(yàn)，不可能用單一的性能指標(biāo)來表征和評定。

熱處理工藝過程質(zhì)量控制就是對熱處理過程中的一切影響零件熱處理質(zhì)量的因素實(shí)施控制，把質(zhì)量保證的重點(diǎn)從最終檢驗(yàn)的被動把關(guān)，轉(zhuǎn)移到生產(chǎn)過程當(dāng)中的質(zhì)量控制上來，把零件熱處理缺陷消滅在質(zhì)量形成過程中，從而確保零件熱處理質(zhì)量，確保產(chǎn)品使用的安全可靠和壽命。

1. 周期性工藝控制的必要性

由于爐膛各處的溫度不均勻，為了保證在熱處理過程中所有的零件和零件所有部位均處于工藝要求的溫度范圍，熱處理爐有效加熱區(qū)的所有區(qū)域的保溫精度均應(yīng)滿足被處理零件的加熱要求，即爐溫均勻度合格。熱處理操作時還要保證熱處理零件均應(yīng)擺在熱處理爐的有效加熱區(qū)內(nèi)，將周期性試片放置在爐溫均勻度測試中熱電偶放置的測溫架指定位置上，每個測試點(diǎn)放一組力學(xué)性能試驗(yàn)和金相試驗(yàn)試樣，并做好標(biāo)記；試樣熱處理后委托計量理化做力學(xué)性能（抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、斷后伸長率）和金相（晶間腐蝕、過燒）試驗(yàn)，確保試樣在爐內(nèi)每個點(diǎn)的性能合格，全面保證產(chǎn)品質(zhì)量。

2. 工藝控制過程方法

工藝控制試驗(yàn)每個月定期進(jìn)行，選取典型的鋁合金試樣進(jìn)行試驗(yàn)，周期性工藝控制試驗(yàn)具體規(guī)定如下。

（1）試樣準(zhǔn)備 結(jié)合公司常用的鋁合金，選取典型的材料進(jìn)行工藝控制試驗(yàn)，故選擇2A12（LY12）材料制備試樣，由分廠負(fù)責(zé)下料，試樣的具體數(shù)量和規(guī)格見附表，試樣如圖1所示。

（2）編制工藝規(guī)程 分廠技術(shù)員按照熱處理通用工藝規(guī)程的要求編制試樣熱處理工藝規(guī)程，操作者嚴(yán)格按照工藝規(guī)程規(guī)定執(zhí)行，控制好加熱溫度、保溫時間、轉(zhuǎn)移時間。

（3）工藝控制試驗(yàn) 操作者負(fù)責(zé)將試樣放置在爐溫均勻度測試中熱電偶放置的測溫架指定位置上，每個測試點(diǎn)放一組2片力學(xué)性能試驗(yàn)和2片金相試驗(yàn)試樣，并做好標(biāo)記，將測溫架隨同試樣一同進(jìn)爐，按照工藝規(guī)程規(guī)定的熱處理參數(shù)進(jìn)行操作、控制。熱處理完成后進(jìn)行性能試驗(yàn)。周期性工藝控制試驗(yàn)試樣在測溫架上的位置如圖2所示。

（4）理化試驗(yàn) 將試樣進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)，試驗(yàn)項目包括抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和斷后伸長率，試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合GJB2053A—2008《航空航天用鋁合金結(jié)構(gòu)板規(guī)范》的要求，Rm≥390MPa，Rp0.2≥255MPa，A（A10）≥15%。經(jīng)過試驗(yàn)，各個位置的力學(xué)性能均滿足要求。

進(jìn)行金相試驗(yàn)，包括晶間腐蝕和過燒試驗(yàn)，晶間腐蝕試驗(yàn)按照GB7998《鋁合金晶間腐蝕測定方法》規(guī)定進(jìn)行操作，過燒按照GB3246《變形鋁及鋁合金制品組織檢驗(yàn)方法》規(guī)定進(jìn)行操作。通過試驗(yàn)，各個位置的試樣沒有出現(xiàn)腐蝕和過燒的現(xiàn)象。

圖1 試樣示意

試樣規(guī)格及數(shù)量

3. 結(jié)果分析

由此，可以說明硝鹽槽內(nèi)各個位置的溫度是比較均勻的，設(shè)備比較穩(wěn)定。周期性工藝控制試驗(yàn)的目的是考核設(shè)備溫度的穩(wěn)定性、均勻性，需要一個穩(wěn)定的加熱環(huán)境。另外，保證設(shè)備運(yùn)行可靠，也取決于系統(tǒng)校準(zhǔn)和爐溫均勻性結(jié)果的可靠性，且校準(zhǔn)裝置的穩(wěn)定性、校準(zhǔn)方法的合理性、實(shí)際操作的規(guī)范性都是保證結(jié)果可靠的重要環(huán)節(jié)。

圖2 試樣爐內(nèi)位置示意

4. 結(jié)語

為了更好地保證設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定、爐內(nèi)溫度保持均勻、工藝溫度滿足熱處理的要求，除了按規(guī)定的時間間隔進(jìn)行系統(tǒng)誤差和溫度均勻性檢測外，還應(yīng)定期進(jìn)行工藝控制試驗(yàn)。通過這些方法對設(shè)備進(jìn)行控制，可以更加全面地反映出設(shè)備的穩(wěn)定性，保證設(shè)備處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，同時可以更加直觀地反映爐內(nèi)每個位置上熱處理后零件獲得的預(yù)期效果，全面保證產(chǎn)品質(zhì)量。

[1] 王廣生，周敬恩.熱處理手冊[M]. 3版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.