航空產品熱處理工藝的缺陷預防與全面質量控制

李燕

摘? 要：熱處理是將固態金屬材料通過特定的加熱、冷卻、保溫等方法，以消除原材料的加工殘余內應力，改善原材料組織性能與機械性能的工藝技術總稱。正是由于熱處理工藝對于金屬材料的微觀組織和內應力的最終狀態起到了關鍵作用，因此熱處理工藝已成為了當前保障航空產品安全性、可靠性的重要工藝之一。本文結合工作實踐，首先分析了航空產品熱處理工藝的特點，并著重就其熱處理工藝的缺陷預防與全面質量控制策略進行了研究與探討。

關鍵詞：航空產品;熱處理;缺陷預防;全面質量控制

前言：

安全性是飛機航行時最為關鍵的性能，而安全性的獲得是由各類航空產品制造過程中的每個環節所積累而成，任意環節都起到了決定性的作用而不容忽視。熱處理工藝作為保障航空產品安全性的重要工藝措施之一。

一、航空產品熱處理工藝的特點

（一）根據規格與配置的不同，需配備專用的設備與工裝

由于我國飛機結構材料（如機型機身、機翼等）多以鋁合金為主，其零部件產品的尺寸范圍寬，小到幾厘米，大到幾米甚至幾十米，這就需要在這些零部件產品的熱處理工藝過程中，配備不同規格、不同需求的時效設備、退火設備、正火設備等。例如，我國飛機選用的鋁合金多為預拉伸板，在熱處理后為有效消除應力狀態，在固溶后需要進行預拉伸，而這部分作業無法在零部件制造廠完成，這就需要配置不同精度的時效爐，以保障預拉伸的時效性及其他機械性能要求。又例如，航空產品在熱處理過程中往往需要快速冷卻，這也需要配備一定冷藏要求的冷藏庫等。

（二）熱處理工藝過程中工序多，質量要求嚴格

航空產品多為加工難度很大的鈦合金、高強度合金鑄鋼件等零部件，往往需要機械加工、熱處理、鈑金等工藝手段不斷反復組合才能保障產品的最終尺寸精度。但由于在制造過程中的加工內應力增多，且質量要求高，這就需要通過緩慢加熱、冷卻的方式，以及其他多種工序措施，以有效減少加工內應力的產生。

二、航空產品熱處理工藝的缺陷預防

航空產品熱處理工藝的實施過程，強調正確執行工藝規范及事先采取預防措施，以有效避免熱處理工藝缺陷，提高零部件的加工生產質量。而一旦缺陷問題發生后，也必須及早查明原因并采取措施加以補救改正。

（一）合金鋼熱處理工藝的常見缺陷及預防

航空用合金鋼在熱處理的加熱、保溫、冷卻過程中，因熱應力與組織應力的作用，熱處理后的零部件很可能存在過多的殘余內應力，而導致變形開裂。此外，其熱處理工藝常見的缺陷還包括了硬度不足、韌性偏低、淬火軟點等。筆者結合工作實踐，對各類缺陷問題的引發原因進行了總結，并提出了針對性的預防補救措施，詳見下表1所示。

（二）鈦合金熱處理工藝的常見缺陷及預防

航空用鈦合金因自身的物理和冶金性能因素，在熱處理過程中極易出現過熱或過燒、熱處理裂紋這兩類缺陷問題，其缺陷預防措施詳見下表2所示。

三、航空產品熱處理工藝的全面質量控制

航空產品熱處理工藝的全面質量控制，是指對影響熱處理工藝質量的所有因素實施全員、全過程、全方位的控制，以有效消除各類缺陷問題，提高航空產品的安全性與可靠性。從上文幾類航空產品的典型缺陷問題分析可發現，其引發原因主要集中在人員、工藝過程、設備材料這三類因素問題。

（一）人員管控措施

一是應制定并實施嚴格的航空產品熱處理質量保證體系，包括了明確熱處理工藝的各部門職責分工，嚴格實施熱處理工藝的相關技術標準、質量標準，建立完善的質量記錄檔案等。

二是應加強對員工的培訓教育工作，做好對員工的技術培訓，要求員工在熱處理工藝過程中必須嚴格執行技術規范要求，并實施一定的獎懲機制，以減少因人為原因導致的產品缺陷問題，提高產品質量。

（二）工藝過程管控措施

一是應做好熱處理前的工藝設計。應使熱處理工藝設計能滿足各類技術指標的要求，如硬度、變形量、抗沖擊性、耐腐蝕性等物理性能或化學性能要求。

二是應做好熱處理中的質量控制。首先，應選擇合理的工藝方法、工藝路線、工藝參數，為最終熱處理做好準備。其次，應嚴格生產操作控制，包括了加熱前的油污清理、工件加夾方式、加熱時間控制、加熱溫度控制、冷卻時間控制、轉移方式等，都必須嚴格執行工藝規范要求，要求操作者應認真填寫生產記錄卡，以便對航空產品的熱處理質量進行信息跟蹤。

（三）設備材料管控措施

一是應做好設備的選擇管理。首先，應根據航空產品熱加工的規格與配置的不同，配備專用的設備與工裝，如專用的時效爐、冷藏庫等;其次，應做好對相關設備的檢驗工作，確保設備具有良好的使用性能。

二是應做好材料的選擇管理。首先，應做好原材料的設計選擇，尤其應注意原材料的質量、尺寸和形狀規格的選擇，確保材料有良好的使用性能和加工工藝性。其次，應加強對各類原材料的質量管控，要求所有原材料在熱處理加工之前，都必須進行嚴格的復查檢驗，合格后方可進行熱處理加工。

結論

熱處理工藝作為保障航空產品安全性的重要工藝措施之一，為提高其工藝質量水平，還必須做好工藝缺陷的預防，并對其工藝過程加以全面的質量控制，這樣才能有效保障各類航空產品的安全與可靠。

參考文獻

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