鋁合金硝鹽槽連續(xù)生產(chǎn)工藝控制

■ 姜 林

熱處理批量投入、連續(xù)生產(chǎn)時(shí)，一旦出現(xiàn)熱處理質(zhì)量問(wèn)題，對(duì)生產(chǎn)和產(chǎn)品的影響面很大；另外，熱處理對(duì)象大部分是經(jīng)過(guò)加工的半成品，如果出現(xiàn)熱處理質(zhì)量問(wèn)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(shí)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(cè)定材料或零件在熱處理工藝過(guò)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(lái)表征和評(píng)定。

熱處理工藝過(guò)程質(zhì)量控制就是對(duì)熱處理過(guò)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(dòng)把關(guān)，轉(zhuǎn)移到生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中的質(zhì)量控制上來(lái)，把零件熱處理缺陷消滅在質(zhì)量形成過(guò)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(guò)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(mǎn)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(shí)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(cè)試中熱電偶放置的測(cè)溫架指定位置上，每個(gè)測(cè)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(jì)量理化做力學(xué)性能（抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、斷后伸長(zhǎng)率）和金相（晶間腐蝕、過(guò)燒）試驗(yàn)，確保試樣在爐內(nèi)每個(gè)點(diǎn)的性能合格，全面保證產(chǎn)品質(zhì)量。

2. 工藝控制過(guò)程方法

工藝控制試驗(yàn)每個(gè)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(chǎng)負(fù)責(zé)下料，試樣的具體數(shù)量和規(guī)格見(jiàn)附表，試樣如圖1所示。

（2）編制工藝規(guī)程 分廠(chǎng)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(shí)間、轉(zhuǎn)移時(shí)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(cè)試中熱電偶放置的測(cè)溫架指定位置上，每個(gè)測(cè)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(cè)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(cè)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(xiàng)目包括抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和斷后伸長(zhǎng)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(guò)試驗(yàn)，各個(gè)位置的力學(xué)性能均滿(mǎn)足要求。

進(jìn)行金相試驗(yàn)，包括晶間腐蝕和過(guò)燒試驗(yàn)，晶間腐蝕試驗(yàn)按照GB7998《鋁合金晶間腐蝕測(cè)定方法》規(guī)定進(jìn)行操作，過(guò)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(guò)試驗(yàn)，各個(gè)位置的試樣沒(méi)有出現(xiàn)腐蝕和過(guò)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(shuō)明硝鹽槽內(nèi)各個(gè)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(gè)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(yǔ)

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(mǎn)足熱處理的要求，除了按規(guī)定的時(shí)間間隔進(jìn)行系統(tǒng)誤差和溫度均勻性檢測(cè)外，還應(yīng)定期進(jìn)行工藝控制試驗(yàn)。通過(guò)這些方法對(duì)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(shí)可以更加直觀地反映爐內(nèi)每個(gè)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(cè)[M]. 3版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.