热处理生产过程的质量控制新方法（一)

T透的水滴

根据热处理相关标准，结合公司热处理生产实际，摸索和总结了“转变一个观念、强化四种管理”为主要内容的热处理生产过程质量控制方法。
该方法应用近十年来取得了明显的质量效果和经济效益。
　　1. 前言
　　众所周知，热处理是通过改变材料组织使机械零件或产品获得所需性能并保证使用安全可靠的工艺过程，是机械制造工程的重要组成部分。因为热处理的质量特性是其结果不能通过其后的检验和试验得到完全的验证，并且热处理一旦出现质量问题所造成的负面影响和经济损失都很大，所以在GB／T19000系列标准中，热处理被认定为“特种工艺”，需要采取特殊措施，实施全员、全面、全过程的质量控制。由于国内各企业热处理的装备、人员素质、零件技术要求、生产纲领、工艺技术和生产管理水平各不相同，所采取的控制零件或产品质量的各项特殊措施亦存在差异，并且热处理具有连续生产作业的特点，因此，寻求一种在生产过程中的质量控制方法，达到满足和提高热处理零件质量尤其是大批量生产零件质量的目的尤为重要。
　　2. 生产过程质量控制方法的主要内容
　　2.1转变质量保证模式的思路和观念
　　过去，我们对热处理零件的质量质量保证模式和质量管理重点的思路和观念停留在传统单纯靠最终检验把关，只注重了质量结果，没有把重点工作放到质量形成的控制上来，把热处理缺陷消灭在质量形成的过程中，曾不断出现零件缺陷或漏检，造成一定的质量损失。各类人员每天忙碌于零件结果的处理，结果是越忙越乱，重复性和低级错误屡次发生，工作异常被动。我们痛定思痛，静心总结和吸取失败的教训，寻找和探索成功的方法，对质量管理的重点工作进行了重新认识和定位。通过学习热处理标准的相关内容和借鉴热处理管理成功企业经验，明确了提高热处理质量首先必须转变各类人员对质量保证模式的思路和观念，即将过去传统的单纯靠最终检验被动把关，转变为以预防为主，预防与检验相结合的主动控制的质量保证模式，树立了明确责任、规范管理、严明奖惩和将专业技术、管理技术、科学方法集中统一以及全员参与、全过程控制、全面管理“三管齐下”的过程质量控制管理思路和观念。几年实施结果表明：思路和观念的转变是全面有效地实施过程质量控制的核心和关键。

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　2.2强化“四种管理”
　　(1)强化热处理标准的落实和控制要素的规管理
　　热处理作为生产过程的一个特殊工序，在生产全过程中控制的要素是什么、员工应该做什么、怎样做的规范和做的更好的行为准则是真诚地贯彻和实施热处理标准。作为一个生产军工产品和外贸民品的企业，我们首先组织热处理各类人员分阶段，按标准类别学习了热处理基础标准、质量控制和检验标准、工艺方法标准、工艺材料标准、安全、能耗和环保标准相关内容。在学习过程中，特别强调和注重了用心和责任诚信履约标准的控制要素，用“硬权力”将控制要素贯穿落实热处理生产过程的每一个环节，渗透于每一个细节，对照热处理标准，从人、机、料、法、环等方面规范生产的全过程，用“软权力”培养员工执行标准的诚信意识和细节作风，使各类人员自觉主动地将生产过程中的一切影响质量因素按控制要素内容实施全面、有效、规范的控制。这不仅体现了标准落实的有效性，更主要的是控制要素的规范管理，使员工理解和明确了过程要求、识别和懂得了过程特性，运用和掌握了过程方法，形成了有序和规范的生产秩序。因此强化热处理标准的落实和控制要素的规范管理是实现过程质量控制方法的基础和重要措施。
　　(2)强化各类人员在生产过程中的诚信和细节管理
热处理除具有与其行业不同的质量特性外，还表现在生产特点为集体作业。因此我们在诚信和细节对提高生产过程质量保证能力的作用上进行重新认识和定位，为克服过去简单粗放的管理模式或避免因一个人不诚信和一件小事做的不到位影响团队情绪和产品质量，我们用“情商”提升员工在生产过程的忠诚和诚信能力，用“智商”激发员工关注生产过程细节的热情和潜能，培养员工用诚信的精神和细节的作风提高生产过程团队的凝聚力和制度的执行力，引导员工在承认和欣赏别人优点时，学会包容和尊重个性差异，并通过沟通消除误会和分歧。与此同时，我们提学并开展了“追求卓越，造就精品”的质量理念、“监督上工序、干好本工序、服务下工序”的岗位理念、“为自己，为他人，反违章，除隐患”的安全理念、“春风化雨，润物无声”的思想政治工作理念等企业文化建设，推出以“正激励”为主的激励机制和“能者授职、功者授碌”的分配机制。开展了“诚信在我心中”、“细节决定成败”、“没有执行力就没有战斗力”为主题的演讲比赛，开展了岗位练兵和技能大赛，分阶段评选出“诚信员工 ”和“技术能手”。这不仅体现出管理的规范性和浓郁的和谐氛围，而且凝聚了团队，赢得了员工对规范管理和诚信细节要求的理解和支持，使员工在生产过程中对各项制度由开始在监督下被动执行逐渐成为职工的自觉行为，提高了生产过程工艺纪律和各项管理制度的执行力。在生产过程中我们把控制要素和诀窍给大家多指导一点、把可能出现的问题和处理方法给大家多交代一点、当有麻痹现象时给大家多提醒一点，对违反工艺造成的后果向大家多说明一点。这一切我们对员工真诚、耐心和细致的付出，得到了员工对生产过程中诚信履约和注重细节的丰厚回报。因此维护生产过程正常秩序和强化基础管理，需要用诚信作基石、用细节作保证，诚信和细节是实现生产过程质量控制方法的助推器。
   (3)强化生产人员和检验人员共同负责生产过程的监控管理
　　实施生产过程的监控管理，就是监视和测量生产过程的质量保证能力。我们将生产过程的监控管理由过去的专业人员负责调整为生产人员和检验人员共同参与、共同负责，实行检验跟班生产制度。
对拟定的工艺方案和工艺规程由技术、生产、检验、质量四方面人员共同进行过程确认。将确认参数和结果填入“热处理过程确认单”；对关重工序组织由四方面人员进行工艺评审，明确了关重工序质量控制点、控制要素、控制方法、检验结果和监控责任人。实现首件“三检”和批量零件首批鉴定制度；对关重零件和批量生产的零件在工艺评审的基础上，实行“四定”原则，即“定工艺、定人员、定设备、定过程质量控制方法”，指导生产人员和检验人员应用控制图、直方图、因果图等统计技术对生产过程进行分析，及时判定零件质量和生产条件状态。赋予检验人员对生产人员培训结果和上岗资格的审查，对加热设备炉温均匀性和温度控制仪表、温控测量系统鉴定结果的确认，对工艺材料是否实行定点供应，是否具有原厂合格证和进厂验收及生产过程是否按要求进行周期检测和检验结果的确认，明确了检验人员有权制止违反工艺纪律的一切行为。由生产人员和检验人员共同对生产过程工艺参数的监视结果和零件的测量结论互相签字，确认符合工艺规程后方可将零件转入下道。实施的生产人员和检验人员共同负责生产过程的监控管理极大地提高了生产者和检验者的责任心和工作质量，他们作为生产过程监控管理的主体，对提高零件尤其是大批量连续生产零件的质量保证能力起到了积极的促进作用。
　　(4)强化各种质量原始数据的实施记录管理　
　　热处理生产过程工艺执行情况、设备运行状况和生产零件符合程度的原始记录是保证、提高和改进质量的信息来源，是提高各类人员责任心、判定工作质量和质量追溯的主要依据。我们除对新进和改造设备采用自动无纸记录外，根据标准的要求，结合生产条件和特性，设计了“工艺材料入厂验收和生产过程周期检验结果表”，“炉温均匀性和测量系统周期鉴定表“、高速钢炉前金相检查结论表”、“工具工装生产过程原始记录表”、“产品零件生产过程原始记录表”、“质量检验结果原始记录表”、“热处理生产过程确认单”、“顾客满意度调查表”等表格。对各类人员实施规范记录进行强化培训，制定了生产过程规范记录的管理考核办法，明确了规范记录的要求、责任人和各种记录的保存年限。重点强化了对影响过程能力的各种参数监视和测量记录的真实性、规范性、完整性和及时性。工艺技术、生产管理和质量管理人员随机检查和确认各种原始结果的符合性，对在记录中的不规范、不及时的现象提出纠正措施加以改进，并按管理办法严格考核、对屡次发生记录不认真、不规范、不及时的人员建议调离热处理工作岗位，实施的各种质量原始记录的实时管理、为制定纠正预防措施、质量问题分析、质量改进的决策和质量体系审核提供了真实有效的数据支持。
　　3. 实施效果
　 近几年我们应用的热处理生产过程质量控制方法，在质量、安全、现场管理、企业文化建设、提升员工素质、技能水平和团队合作能力及提高产品竞争力等方面都取得了明显的经济效益和社会效益。热处理一次通过 IS09000系列标准认证并连续六年复查合格；工序良品率已连续四年达到99.99％以上，比公司考核指标提高4.9％；完成技术创新和质量改进项目 32项，其中7项攻关项目大幅度提高了产品质量，为产品进入国际市场打开了“绿色通道”，5项攻关项目被评为省、部级优秀成果一等奖，节约和减少废品损失累计达364万元，多次被评为优秀班组，并被全国总工会、共青团中央、中国科技协会、中国质量管理协会命名为“全国质量管理优秀班组”，被山西省劳动竞赛委员会授予“五一劳动奖状”。
　　4. 结语
　　摸索和总结的热处理过程质量控制方法是以热处理相关标准为准则，立足预防为主、规范管理、标本兼治、整体提高的原则，从人、机、料、法、环等影响生产过程质量各要素的控制入手，激发了各类人员诚信意识和细节作风，增团队精神和合作能力，提高了生产过程质量保证能力，取得了明显的质量效果和经济效益。

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1、国内有关标准
目前，国内计算渗碳层渗碳层深度的标准，现将常用的几种计算方法叙述如下：
（1）以过共析、共析以及亚共析过渡层三个区域之和作为渗碳层深度。例如JB1673－75
汽车渗碳齿轮金相标准中规定,低碳合金钢渗碳层的测量方法就是采用此法。
（2）以过共析、共析层以及二分之一亚共析过渡层之和作为渗碳层的深度。这种计算方法能较好地反映出渗碳淬火强化的实际情况,因而广泛地用于计算低碳钢渗碳层深度。
（3）以过共析、共析层两者之和作为渗碳层深度。.这种计算方法在金相测量上最方便，但它把很宽的亚共析区抛开，这是不合理的，因而这种计算方法很少采用。
（4）马氏体钢的渗碳层测量有两种方法。材料如18Cr2Ni4W:一是采用空冷淬火法，即由表面测到下贝氏体区明显结束处;二是采用等温淬火法，即将试块加热到850℃后，在280℃等温５min水冷，由表面测量到开始出现黑色回火马氏体针叶处。
生产中往往要求在经渗碳淬火、回火的成品上直接进行渗碳层深度的检查，它平衡状态下测量的深度有一定的差别。
2、国外有关标准
国际上是根据硬度的分布来计算硬化层深度的。如国际标准（ISO2639）规定，由表面一直测到550HV处的垂直距离作为有效硬化层深度。国内的GB9450—1988也有同样的规定。
但国外各个公司对渗碳层的标准并不一样，国外把渗碳层分为有效渗碳层和全部渗碳层，现分别说明如下：
（1）有效渗碳层  大部分公司用513HV处作为有效渗碳深度，测量硬度梯度时的最后一次测得513HV作为有效渗碳层深度。
（2）全部渗碳层  采用观察金相来判定。当金相组织中发现由小块铁素体时，此组织中的小块铁素体中心线与表面的距离即为工件的全部渗碳层。在国外公司的原文上，是以从表面和心部在化学或物理性能上的差异已不再能区别点之间的距离为全部渗碳层。
但往往渗碳层不变，在淬火过程有效硬化层是个变数，当淬火温度较高时有效硬化层交厚，反之则偏薄。热处理工作者可用淬火温度高低来调整有效硬化层深度。
        当一炉工件渗层深度不够，如某工件材料为20CrMo渗层仅为0.33mm但在淬火提高温度，如用820°C有效硬化层为0.4mm，若在提高淬火温度，其淬火淬硬层还会
增加。
同样道理，若深层偏厚，也可用降低淬火温度来减少硬化层。工件有效硬化层较厚，可用提高回火温度来减薄，这种方法目前很少有人提到。它的原理就是降低表面及过渡层的硬度来达到减少硬化层的目的。
如某工件材料为20CrMo,已渗碳淬火，在测量有效硬化层时发现超过标准，为0.81mm，而产品要求不允许超过0.75mm，因此报废。而将这批零件用240°C回火（通常170°C），活活后发现有效硬化层转化为0.75mm，达到产品要求，而硬度有62HRC降至61HRC，仍在要求范围内。用此法，对类似有效硬化层超过范围的工件，采取同样措施达到同样目的。

紫琅人

哦理论水平不错啊

草原之鹰

看来楼主很有以验啊,很同意楼主的观点,以往老注重检验结果,而往往忽略了在过程中控制,预防为主.受益了,感谢楼主

zwl

我将此方法下载准备细细学习，非常感谢！

xingyu81221

期待后面还有二

shitangshi

现在AIAG好像有专门针对热处理过程控制的审核文件，朋友可以找来去研究一下，对照审核要求的相关类别分别对热处理过程进行检查，不足加以改进！满足的加以维持并持续改进，热处理质量肯定会做得的更好！

xingyu81221

希望还有二，就是继续的意思哦！

kycy

AIAG 的关于热处理过程的审核就是CQI-9吧，审查的却是很仔细。

yydlri

谢谢楼主！
确实加强过程中控制,预防为主,对提高热处理质量特别重要！
受益了。

shenfuhai

此文章在WWW.SHOAD.COM网站中曾经看到过，这篇文章不知道是作者原创还是引用；如果是 引用的话，还是标识上“摘自×××”为佳。

yydlri

一般以硬度梯度法测量硬化层深度

wansheng007

理论性很强，不知适应性怎么样？引用一句话：好的质量并不一定意味着高的质量，而是在低的成本上，使符合市场要求的质量达到一致和可靠的程度！

wqda

有很强的理论性

guozengjun

严格讲，渗碳层和硬化层是两个概念，建议楼主不要混用这2个名称

申兴一

我们都知道这样的道理，没办法现在懂的人太少了。我们的领导光知道硬度和用硬度计，对热处理几乎是小学生的水平？？？

zhengcj

T透的水滴 发表于 2009-4-6 23:53
1、国内有关标准
目前，国内计算渗碳层渗碳层深度的标准，现将常用的几种计算方法叙述如下：
（1）以过共 ...

"而将这批零件用240°C回火（通常170°C），活活后发现有效硬化层转化为0.75mm，达到产品要求，而硬度有62HRC降至61HRC，仍在要求范围内。用此法，对类似有效硬化层超过范围的工件，采取同样措施达到同样目的."

将回火温度由170℃提高到240℃，回火硬度只降低1HRC吗？这一点，不是很同意。

T透的水滴

渗碳后提高回火温度硬度变化值，你可以逐步提高温度进行验证，回火时间适当短一些，一般2H，你可以1.5H，每一次提高20度，进行硬度验证和剖切检验渗碳有效深度