热处理质量管控-CQI-9教材PPT课件

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1、第一部分:热处理特殊需求第一部分:热处理特殊需求2021/7/221n热处理特殊需求介绍热处理特殊需求介绍n供应商热处理策略介绍供应商热处理策略介绍2021/7/222特殊过程定义n当过程的结果不能通过其后产品的检验和试验完全证实时,如加工缺陷仅在使用后才能暴露出来,这些过程应由具备资格的操作者完成和/或要求进行连续的过程参数监视和控制,以确保满足规定要求。这些要求预先鉴定过程能力的过程,通常称为是“特殊过程”。nQ;特殊过程举例?n热处理、铸造、镀锌等 2021/7/223顾客特殊要求何谓顾客特殊要求?n质量管理体系的补充要求; n被某特定顾客期望、批准和/或要求的核心工具的使用(如APQP

2、、FMEA等); n与顾客接口的具体方式、程序及其适用表格工具; n欧美各主机厂建立的特殊要求手册; n对零件的特殊要求(尺寸、材料、性能指标等); 2021/7/224顾客特殊要求n产品交付要求(如JIT); n对特定生产过程的要求(如热处理的要求); n环保和有害物质禁用要求(如铅、汞、镉等)法规符合性。2021/7/225顾客特殊要求戴姆勒克莱斯勒汽车公司戴姆勒克莱斯勒汽车公司戴姆勒克莱斯勒顾客特殊要求与ISO/TS 16949第二版一并使用(2007年11月)4.2.9.2 特殊过程的评审4.2.9.2.1 热处理过程 ISO/TS 16949:2002条款8.2.2.2 要求组织应审

3、核每个制造过程以确定它的有效性。热处理过程有适用性和有效性应利用CQI-9第二版特殊过程:热处理系统的评审(Heat Treat 2021/7/226顾客特殊要求 System Assessment,HTSA)来确定,这文件由AIAG出版。有效性的评估应包括组织的自我评审、已采取措施,并维护所有的记录。 这要求也同样适用于组织依据条款7.4.1.2(供应商开发条款)所开发的热处理供应商。对于克莱斯勒集团,所有的供应商的热处理零组件应符合CQI-9。要求执行CQI-9特殊过程:热处理系统评审第二版的日期是2008 年1 月7日。 2021/7/227顾客特殊要求 通过具有能力的审核员所执行的第二

4、方评审,且符合上述要求,将满足自我评审的要求。2021/7/228顾客特殊要求福特汽车公司福特汽车公司福特汽车公司顾客特殊要求与SO/TS16949:2002 结合使用(2008 年2月)4.3 工程规格(ISO/TS 16949:2002 条款4.2.3.1, 7.3.5)CQI-9 特殊过程:热处理体系评估1 于2008年1月7日生效,每个供应商和组织生产站的所有热处理过程都应进行年度评估,使用CQI-9第二版的“特殊过程:热处理体系评估”2021/7/229顾客特殊要求 (HTSA) ,可从AIAG http:/www.aiag.org/处获得。评估还必须在热处理过程和热处理设备变化的条

5、件下进行。所有的热处理过程要求评估,包括列在CQI-9 和焊接,退火,烧结和正火等状态下的热处理过程。CQI-9 热处理评估中被认为“令人不满意的“或”需要立即行动“的项目应在一份行动计划中强调其根本原因。这份行动计划还必须包括能即时保护所有元件运达福特的风险控制行动。2021/7/2210顾客特殊要求 2热处理评鉴可以作为第一方或第二方组织,但必须由合格的评估人执行。注:合格的评估人应对热处理过程的知识了如指 掌。这些知识的获得来自教育、培训或工作经验。热处理组织或供应商应开发评估热处理知识的特定标准。2021/7/2211顾客特殊要求通用汽车公司通用汽车公司通用汽车公司顾客特殊要求- IS

6、O/TS 16949 2007 年9月4.1.12 热处理过程 ISO/TS 16949:2002条款8.2.2.2要求,组织应审核每一个制造过程以确定其有效性。热处理过程的适用性和有效性应利用AIAG所发行的CQI-9第二版特殊过程:热处理系统评审(CQI-9 Special Process: Heat Treat2021/7/2212顾客特殊要求 SystemAssessment, HTSA)来加以确定,并维护其记录。其有效性的评估应包括组织的自我评审、已采取的措施和已被维护的记录。 这要求也同样适用于组织依据条款7.4.1.2(供应商开发条款)所开发的热处理供应商。注1:CQI-9 第二

7、版特殊过程:热处理系统评审 发行的生效日期后120天开始实施。 基于CQI-9第二版的发行日期,实施的生效日期是2008年1月7日。2021/7/2213顾客特殊要求注2:通过具有能力的审核员所执行的第二方评审,且符合上述要 求,将满足自我评审的要求。注3:有效的实施应该基于组织已具有一个包括了下列要素的证据, 如:已验证资格的审核员、自我评审的计划表,其包含实施计 划表、为可适用供应商所建立的供应商开发过程、实施进程的 监控、已定义的纠正措施过程和纪录保持。2021/7/2214特殊需求CQI-9特殊过程(第2版):热处理体系评审:n从2008年1月7日生效,在每个供应商和组织制造现场的所有

8、热处理过程都必须进行年度评审(除特殊允许之外),可以通过AIAG,获取CQI-9“特殊过珵:热处理系统评审”(HTSA);n对任何热处理过程和/或热处理设备变更都要进行评审。2021/7/2215特殊需求CQI-9特殊过程:热处理体系评审:n评审范围:所有的热处理过程都要得到评估,包括所有列在CQI-9中的如退火、绕结和正火等过程;n当CQI-9中的热处理评审项目被识别为“不满足”或“需要立即采取行动”,组织必须在行动计划中找到根本原因。行动计划必须有风险围堵行动以立即防止所有零件被发运到客户现场。2021/7/2216特殊需求CQI-9特殊过程:热处理体系评审:n可以进行第一方或第二方热处理

9、评审,但是必须由合格的审核员来进行:n注:一个合格的审核员对热处理过程有渊博的专业知识。这些知识可以通过教育、培训或工作经验获取,组织或热处理供应商应将热处理过程知识发展为具体的标准。2021/7/2217特殊需求CQI-9特殊过程:热处理体系评审:n供应商必须在供应商现场保存评审报告或其他符合CQI-9的证据,并能按要求提供给STA。热处理评审由供应商来进行,热处理供应商证明符合CQI-9,并不能减少组织对其所提供的产品质量所承担的全部责任。2021/7/2218供应商热处理策略2021/7/22192021/7/22202021/7/22212021/7/22222021/7/2223第二

10、部分:热处理基本 知识及原理2021/7/2224金属材料的各项性能n金属材料的各项性能n金属学基础知识介绍n金属热处理工艺概述n金属热处理设备介绍n金属热处理关键参数n金属热处理失效预防2021/7/22252021/7/22262021/7/22272021/7/2228金属的机械性能塑性n塑性:塑性指金属材料在外力作用下产生变形而不被破坏,当外力去除后仍能使其变形保留下来的性能,他是与脆性相反的性能。用伸长率和断面收缩率来衡量,数值越高,越容易压力加工。n伸长率=(L1L0)/L0*100%(或者采用延伸率等指标)2021/7/2229金属的机械性能强度n强度:金属材料受外力作用时,对变

11、形或断裂的抵抗能力称为强度,用抗弯、抗拉、抗压、抗剪、抗扭强度和屈服强度等衡量;如:TS(抗拉强度)=F0/横截面积 通常来讲,含碳量越高,其抗拉强度越低。2021/7/2230金属的机械性能硬度n硬度指金属材料抵抗其他硬物体压入其表面的能力,硬度是通过试验机测定的,可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度。硬度测试方法工作原理使用场合布氏硬度(HB) 硬质合金圆球压入被测面。 低硬度场合。 洛氏硬度(HR) 金刚石圆锥压入被测面。 高硬度场合。 维氏硬度(HV) 金刚石四面锥体压入被测面。 硬度从低到高的全范围。 2021/7/2231金属的机械性能韧性n金属材料的韧性:金属材料的抵抗冲击载荷作用

12、而不被破坏的能力称为韧性,可分为大能量一次冲击(冲击韧性和冲击功)和小能量多次冲击抗力,工程上很多承受冲击载荷的零件多数以小能量多次冲击而导致断裂的。2021/7/22322021/7/2233金属的机械性能断裂韧性n金属材料在裂纹存在的情况抵抗脆性开裂的能力,是强度和塑性的综合指标。可根据其和无损探伤的方法预知零件在工作中有无脆性断裂的危险,以采取合金化和热处理的措施满足使用性能的要求。2021/7/2234金属工艺性能定义n金属材料是否易于加工的性能称为工艺性能,包括铸造性能、锻压性能、焊接性能和切削加工性能和热处理工艺性能。2021/7/2235工艺性能铸造性能 金属材料的铸造性能包括流

13、动性、收缩性和偏析倾向等。n n流动性指液态金属充满铸型的能力。n n收缩性是指金属由液态凝固时和凝固后体积收缩的程度。n n金属的偏析倾向指金属凝固过程中产生的化学成分和组织上的不均匀,大型铸件更容易产生偏析。2021/7/2236工艺性能锻压性能n金属材料锻压后,可改变自已的形状而不产生破裂的能力,如果金属材料的可塑性好,易于锻造而不发生破裂,即锻造性好。铜、铝的合金在冷态下具有很好的可锻性,炭钢在加热状态下可锻性好,脆性材料(铸铁)几乎不可锻。(控制好加热和冷却规范)2021/7/2237工艺性能热处理性能n金属材料能否通过加热、保温和冷却的方法以改变内部组织的性能,衡量指标为:淬硬性、

14、淬透性、淬火变形及开裂趋势、表面氧化及脱碳趋势、过热及过烧敏感趋势、回火稳定性、回火脆性。 2021/7/2238工艺性能焊接性n金属材料是否容易用焊接的方法成优良的接头的性能称为焊接性能。用接头强度和母材强度对比来衡量可焊性,两者接近可焊性好,一般低碳钢具有良好的可焊性好,中碳钢中等,高碳钢、高合金钢、铸铁、铝合金的焊接性差。2021/7/2239金属学基础知识n金属材料的各项性能n金属学基础知识介绍n金属热处理工艺概述n金属热处理设备介绍n金属热处理关键参数n金属热处理失效预防2021/7/2240金属学基础知识晶体n晶体:构成晶体物质的原子都是按一定几何形状有规则的排列,所有固体金属和合

15、金都是晶体。n晶体与非晶体比较有如下特点:(1)组成晶体的原子在空间呈有规则排列;(2)晶体有一定的熔点;(3)晶体有各向异性。2021/7/2241金属学基础知识晶格n晶格:晶体内部的原子结构是按一定规则排列的,为了便于分析研究和描述,人为地把原子看成一个点,用假想的线条将各原子中心连接起来,这样用于描述原子在晶体中的排列形式的空间格架称为结晶格子,简称晶格n晶胞:为简化起见,从晶格中取出一个能完整反映晶格结构特征的最小单元,称为晶胞。2021/7/2242金属学基础知识晶格类型n体心立方晶格:他的晶胞是一个立方体,在立方体的八个角和立方体的中心,各排列一下原子.属于这类晶格类型的金属有钨/

16、铬/矾及a铁;n面心立方晶格:它的晶胞也是一下立方体.在立方体的8个角和六个面的中心,各排列一个原子.属于这类晶格类型的金属有铜/铝/金及v铁等;n密排六方晶格:它的晶胞是一个立方柱体,在柱体的每个角上,以及上下底面的中心都排列一个原子,在晶胞中间还排列有三个原子.属于这类晶格类型的金属有镁/镉及锌等。2021/7/2243金属学基础知识晶粒n晶粒:金属结晶后形成的外形不规则的而内部晶体排列方向一致的每个微小晶体称为晶粒.晶粒等级. 1)晶粒度与加热温度有关? 2)晶粒度与碳含量有关? 3)晶粒度与加热时间和保温时间有关? 4)晶粒度与加热速度有关?2021/7/2244金属学基础知识晶体类型

17、n单晶体:晶体中由一个晶粒组成的晶体则称此晶体为单晶体.单晶体中的所有晶包都按相同方向排列,单晶体材料只在特定环境下使用,用制造半导体硅元件所用的材料,就是单晶硅.n多晶体:由许多结晶方位不同的晶粒集合组成的晶体称为多晶体.工业中用的金属材料一般都是多晶体.2021/7/2245金属学基础知识铁的同素异构现象n有些金属在固态下,其晶体结构会随着温度的变化而发生变化.金属在固态下随温度的改变,由一种晶格转变为另一种晶格,这种现象称为金属的通素异构转变,由同素异构转变得到的不同晶格的晶体,称为同素异构体.一般用表示。 2021/7/2246金属学的基础知识铁碳合金n合金一是由两种以上的金属或金属元

18、素与非金属元素融合而成具有金属特性的物质。n常见的合金晶体结构: 固熔体 金属化合物 机械化合物2021/7/2247金属学基础知识铁碳合金n铁碳合金:钢和铸铁都是以铁和碳两种元素为主所组成的铁碳合金.含碳量小于2.11%的铁碳合金叫钢,含碳量大于2.11%的铁碳合金叫铸铁.根据含碳量的不同,铁碳合金可以分为以下几种基本组织: 铁素体 奥氏体 渗碳体 珠光体 莱氏体2021/7/2248金属学基础知识铁碳合金n铁素体碳熔于-Fe晶格间歇形成的间歇固熔体,称为铁素体.用F表示。用于铁素体的含碳量低,所以铁素体的组织与纯铁相似。具有良好的塑性和韧性,而强度和硬度较低。 (另有铁素体,是碳熔于-Fe

19、晶格间歇中形成的间歇固熔体。)2021/7/2249金属学基础知识铁碳合金n奥氏体碳熔于-Fe晶格间隙中形成的间隙固溶体,称为奥氏体。用A表示。由于奥氏体的溶碳比铁素体多,因此奥氏体的强度和硬度较铁素体高,并且是单一的固溶体,所以其塑性较好,变形抗力较低。绝大多数钢在进行压力加工和热处理时,都加热到奥氏体区域。2021/7/2250金属学基础知识铁碳合金n渗碳体渗碳体是Fe和C的金属化合物。当碳的含量超过在铁中的溶解度时,多余的碳和铁以一定的比例化合,形成Fe3C,称为渗碳体。其含碳量为6.69%。渗碳体具有复杂的晶格,它的硬度很高,而塑性和韧性很差,脆性很大。2021/7/2251金属学基础

20、知识铁碳合金n珠光体铁素体和渗碳体组成的机械混合物,称为珠光体,用P表示。珠光体的含量为0.77%,由于它是硬的渗碳体和软的铁素体相间组成的机械混合物,所以其机械性能介于铁素体和渗碳体之间,强度较高,硬度适中,有一定的塑性。2021/7/2252金属学基础知识铁碳合金n莱氏体奥氏体和渗碳体组成的机械混合物称为莱氏体,用Ld表示。含碳量在4.3%,莱氏体的性能和渗碳体相似,硬度很高,塑性很差。2021/7/22532021/7/2254金属学基础知识铁碳合金相图相图中几个特性点的意义:nA点纯铁的熔点。该点的温度是1538,含碳量为零。在此点温度以上,纯铁为液态,在此点温度以下,纯铁为固态。nB

21、点1493,包晶转变时,液态合金的碳溶度(0.53)2021/7/2255金属学基础知识铁碳合金相图相图中几个特性点的意义:nC点共晶点。该点的温度为1148,含碳量为4.3%的液态合金,但温度下降到C点时,将从液态合金中结晶出奥氏体和渗碳体,所以C点称为共晶体。含碳为4.3%的铁碳合金,在1148时同时结晶出奥氏体和渗碳体的转变称为共晶转变。2021/7/2256金属学基础知识铁碳合金相图相图中几个特性点的意义:nD点渗碳体熔点。该点的温度为1127,含碳量为6.69%。nE点温度是1148,含碳量2.11%,该含碳量是碳在-Fe中最大的溶解度。nG点纯铁的同素异构转变点。该点温度是912,

22、含碳量为零。当温度升高时,由-Fe转变为-Fe ,温度下降时,-Fe转变为-Fe 。2021/7/2257金属学基础知识铁碳合金相图相同中几个特性点的意义:nH点温度1495,含碳量0.09%,是碳在 -Fe中的最大溶解度nJ点温度1495,含碳量0.17%,包晶点nN点温度1394,纯铁的同素异构转变点,含碳量为零,-Fe转变为-Fe2021/7/2258金属学基础知识铁碳合金相图相图中几个特性点的意义:nS点共析点,该点温度为727,含碳量0.77%。含碳量为0.77%的奥氏体温度下降到S点时,奥氏体中析出铁素体和渗碳体的机械混合物,即奥氏体转变为珠光体。这一转变过程称为共析转变。2021

23、/7/2259Fe-Fe3C相图中主要点的含义点ACDEGS 温度()1538114811271148912727含碳量(%)04.36.692.1100.77说 明纯铁熔点共晶点渗碳体的熔点碳在-Fe中最大溶解点纯铁的同素异构转变点共析点 2021/7/2260金属学基础知识铁碳合金相图相图中几条特性线的意义: nACD线即液相线。此线以上全部是为液体,用L表示。铁碳合金冷却到此线开始结晶,在AC线以下从液体中结晶出奥氏体。在CD线以下结晶出渗碳体。 2021/7/2261金属学基础知识铁碳合金相图相图中几条特性线的意义 AECF线即固相线。合金冷却到此线,全部结晶为固体,此线以下为固体区。

24、在液相线和固相线之间为合金的结晶区域,这个区域内液体与固体并存;AEC区载内为液体+奥氏体;DCF区域内为液体+渗碳体。2021/7/2262金属学基础知识铁碳合金相图相图中几条特性线的意义nGS线是合金冷却时奥氏体开始析出铁素体的温度线,也是加热时铁素体转变为奥氏体的终了线。GS线通常称为A3线。nES线C在y-Fe中的溶解度曲线,随温度的变化,含碳量在0.77-2.11%之间变化,ES线通称为Acm线。2021/7/2263金属学基础知识铁碳合金相图相图中几条特性线的意义nECF线共晶转变线。合金冷却到此线时,都要发生共晶转变,从液体合金中同时结晶出奥氏体和渗碳体的机械混合物,即莱氏体。n

25、PSK线共析转变线,合金冷却到此钱,都要发生共析转变,即从奥氏体中同时析出铁素体和渗碳体的机械混合物,就是珠光体。PSK线简称为A1线。2021/7/2264相图中几条特殊线的意义特性线 说 明 ACDAECFGSESECFPSK 铁碳合金的液相线铁碳合金的固相线冷却时,从奥氏体中析出铁素体的开始线,A3表示碳在奥氏体中的深解度曲线,Acm表示共晶转变线共析转变线,A1表示 2021/7/2265金属学基础知识铁碳合金分类nFe-Fe3C相图中各种不同成分的铁碳合金,可根据其组织和性能的特点分为工业纯铁、钢和白口铸铁三大类。 工业纯铁 含碳量小于0.0218%的铁碳合金。 钢 含碳量为0.02

26、18%-2.11%的铁碳合金。 共析钢含碳量0.77% 亚共析钢含碳量0.0218-0.77% 过共析钢含碳量0.077-2.11% 白口铸铁 含碳量为2.11-6.69%的铁碳合金。2021/7/2266金属学基础知识钢钢的种类 含碳量(%)室温下的组织 备注 共析钢 0.77片状珠光体 亚共析钢 小于0.77珠光体+铁素体 随含碳量的不同,珠光体和铁素体的比例也不同,含碳量愈多,则珠光体的数量也愈多。 过共析钢 0.77-2.11珠光体+二次渗碳体 由奥氏体中单独析出的渗碳体称为“二次渗碳体”用Fe3C表示,呈网状,随含碳量的增加,二次渗碳体的数量愈多。 2021/7/2267金属学基础知

27、识白口铸铁铸铁的种类 含碳量(%) 室温下的组织 备 注 共晶白口铸铁4.3 珠光体+二次渗碳体+共晶渗碳体 亚共晶白口铸铁2.11-4.3 珠光体+二次渗碳体+低温莱氏体 把珠光体+渗碳体称为低温莱氏体,以L,D表示 过共晶白口铸铁 4.3-6.69一次渗碳体+低温莱氏体 我们把从液态合金中结晶出的渗碳体,称为一次渗碳体,以Fe3C1表示 2021/7/2268总 结n铁碳合金在1148时发生共晶转变,转变组织是奥氏体+共晶渗碳体。在727时发生共析转变,奥氏体转变为珠光体。室温下,钢的组织中都有珠光体,而白口铸铁中都有莱氏体珠光体和渗碳体的机械混合物。2021/7/2269金属热处理工艺概

28、述n金属材料的各项性能n金属学基础知识介绍n金属热处理工艺概述n金属热处理设备介绍n金属热处理关键参数n金属热处理失效预防2021/7/2270金属热处理工艺概述n金属构件机械力学性能由两部分组成: 方法一:结合选材、几何尺寸设计(材料力学),成形工艺来实现金属构件的机械力学性能。2021/7/2271金属热处理工艺概述n金属构件机械力学性能由两部分组成: 方法二:通过改变金属构件的内部微观金相组织来实现其机械及力学性能(也包括加工性能);这由金属热处理实现。2021/7/2272金属热处理工艺概述n热处理基本原理:热处理是指金属或合金在固态范围内,通过一定的加热、保温和冷却方法,以改变金属或

29、是合金内部组织,而得到所需性能的一种工艺操作,在加热社冷却时内部组织变化的规律称为热处理原理。2021/7/2273金属热处理工艺概述 钢的各实际临界点的含义:nAC1:加热时珠光体转变为奥氏体的温度nAr1:冷却时,奥氏体转变为珠光体的温度nAC3:加热时,铁素体转变为奥氏体的温度nAr3:冷却时,奥氏体中析出铁素体的开始温度nAccm:加热时二次渗碳体熔入奥氏体的温度;nArcm:冷却时,二次渗碳体从奥氏体中析出的开始温度2021/7/2274金属热处理工艺概述钢在加热时的转变钢在加热时的转变n在Fe-Fe3C相图中,钢的各种组织转变温度点在A1、A3、Acm也称为临界点。这些温度点都是在

30、极为缓慢的加热和冷却条件下测得的,实际生产上加热和冷却的速度都比较快,所以组织转变温度都有偏移,速度越快,偏离越大,加热时温度向临界点上移,以AC1,AC3,Acm表示,冷却时临界点下移,以Ar1,Ar3,Arcm表示2021/7/2275金属热处理工艺概述钢在冷却时的转变钢在冷却时的转变n根据冷却方式的不同,奥氏体转变可以分为两种:连续冷却转变和等温冷却转变。所谓连续冷却转变就是奥氏体在连续冷却过程中进行的转变。等温冷却转变就是奥氏体过冷到A1以下在某一温度下保持一段时间,在等温过程中进行转变。2021/7/2276金属热处理工艺概述等温转变n钢的等温转变 等温转变曲线就是过冷奥氏体在不同过

31、冷度下的等温过程中,转变温度,转变时间与转变产物量(转变开始及终了)的关系曲线。每一种钢都有各自的C曲线,从曲线中就可以知道不同温度、时间、组织的相互关系。2021/7/2277总 结n热处理就是通过控制钢的加热温度、保温时间及冷却时间来改变钢的性能,以满足加工或使用要求的工艺过程。2021/7/22782021/7/22792021/7/2280金属热处理工艺概述热处理工艺的分类n整体热处理(第一类):整体热处理是对工件整体加热,然后以适当的速度冷却,以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。退火、淬火、正火、回火n表面热处理(第二类):表面热处理是只加热工件表层,以改变其表层力学性能的金属热处

32、理工艺火焰淬火、感应淬火2021/7/2281金属热处理工艺概述热处理工艺的分类n化学热处理(第三类):化学热处理是通过改变工件表层,化学成分、组织和性能的金属热处理工艺渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗金属n铝的热处理(第四类):T6(固熔+人工时效)T4(固熔+自然失效)2021/7/2282整体热处理 表面热处理 化学热处理 铝的热处理n退火:加热到适当温度保温缓慢冷却,获得良好的工艺性能和使用性能,或者为进一步淬火作组织准备。n正火:加热到适当温度保温空气中冷却,正火效果同退火相似,只是得到的组织更细,能改善材料的切削性能n淬火:加热到适当温度保温在水、油或其他无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速

33、冷却。n回火:加热至高于室温而低于650的某一适当温度长时间保温冷却,淬火与回火关系密切,常常配合使用,消除工件脆性。2021/7/2283金属热处理工艺概述退火n退火:加热到适当温度保温缓慢冷却,获得良好的工艺性能和使用性能,或者为进一步淬火作组织维备。n临界温度以上:完全退火、不完全退火、等温退火、球化退火、均匀化退火(扩散退火)n临界温度以下:再结晶退火、中间退火(软化退火)、去应力退火2021/7/2284金属热处理工艺概述退火n退火的目的: 1)降低硬度,便于切削加工。 2)消除锻、铸、焊接件的组织缺陷 3)细化晶粒,改善组织,作为预备热处理为最终热处理作准备。 4)消除应力,防止变

34、形和开裂。2021/7/2285金属热处理工艺概述完全退火n完全退火 1、把钢加热到Ac3以上,保温一段时间,使钢完全变成奥氏体组织,然后缓慢冷却到600摄氏度左右出炉空冷的方法,成为完全退火,完全退火的主要用于亚共析钢的中小型铸件和锻件,大型的铸件和锻件易变形,开裂。 2、不能用于过共析钢,否则会产生网状碳化物,降低其韧性。2021/7/2286金属热处理工艺概述完全退火n完全退火的目的 1)细化晶粒,消除魏氏组织和带状组织 2)降低硬度、提高塑性、消除内应力,利于 加工 3)对于铸件可消除粗晶,提高冲击韧性、塑性和强度 2021/7/2287金属热处理工艺概述完全退火n完全退火的工艺参数:

35、 1、加热温度:一般是AC3+(30-50)摄氏度; 2、加热速度:碳钢件和合金元素含量低、形状简单的工件,可不控制加热速度。但对形状复杂,或是中、高合金钢,则应控制加热速度,这是因为形状复杂的件加热时易变形。推荐:5-10T,150-200摄氏度/小时 15-30T,100-120摄氏度/小时,大于50T,50-75摄氏度/小时2021/7/2288金属热处理工艺概述完全退火n完全退火的工艺参数: 3、保温时间:最简单的计算方式是按有效厚度计算。在箱式炉中退火时,其保温时间从炉温到达规定温度算起。一般按照 2-2.5min/mm计算。工作愈大,装量愈多,保温时间愈长。也可以用保温时间=(3-

36、4)+(0.4-0.5)Q计算,Q为装炉量。2021/7/2289金属热处理工艺概述完全退火n完全退火的工艺参数: 4、冷却速度一般按实际要求而定,冷得太快,则硬度高,不便加工,太慢则珠光体片粗大。一般冷却速度是:炭钢100-200摄氏度/小时,低合金钢50-100摄氏度/小时,中高合金钢30-50摄氏度/小时。完全退火不适用于过共析钢,因为加热到Acm以上时,过共析钢在随后冷却的过程中易得到网状渗碳体组织,增加钢的脆性及硬度,对机械加工及淬火带来不利影响。2021/7/2290金属热处理工艺概述不完全退火 不完合退火的定义n将钢加热到AC1-AC3之间,经保温后缓慢冷却的方法,称为不完全退火

37、。n它适用于过共析钢(无网状碳化物),很少用于亚共析钢,当存在网状碳化物,应采用正火消除后,方可采用不完全退火。2021/7/2291金属热处理工艺概述不完全退火不完全退火的目的n降低硬度,提高塑性、消除内应力,改善切削加工性n这种退火,钢的组织尚未全部奥氏体话,即铁素体和渗碳体未完全溶于奥氏体,所以退火后只能改变珠光体的组织得到球状珠光体,不细化组织。n不完全退火除温度低些处,其它工艺参数与完全退火相同。2021/7/2292金属热处理工艺概述等温退火 等温退火的定义n将钢加热到AC1或AC3以上,保温一定时间以后,迅速冷却到Ar以下某一温度,并在此温度下停留一定时间后,出炉冷却。n等温温度

38、按需要获得的组织和硬度选择。温度高可得到珠光体,但硬度低。温度低可得到索氏体和屈氏体,但硬度高;等温退火适用于合金钢。2021/7/2293金属热处理工艺概述等温退火 等温退火的目的:n由于奥氏体等温分解在恒温,得到均匀的珠光体,获得均匀的机械性能,特别是大截面的零件;n等温温度高,晶粒较粗大,硬度低;反之,晶粒较细,硬度高。n可以采用一般退火方法难以得到珠光体组织的钢得到珠光体,以利于切削加工,并缩短生产周期。2021/7/2294金属热处理工艺概述等温退火 等温退火工艺参数:n加热温度,等温温度及保温时间根据C曲线,性能要求,截面尺寸等确定;n等温时间的长短由等温温度和C曲线的转变终了线交

39、点来确定。为了保证转变完成,一般等温时间比选定的时间要延长一些。碳钢:1-2H,低、中合金钢3-5H2021/7/2295金属热处理工艺概述等温退火等温退火工艺参数n等温后的冷却从加热温度冷到等温温度时,这一段的冷却速度,不受严格限制。如果从经济角度考虑,冷却速度应快些,这样可以缩短工艺周期;n等温退火时奥氏体转变成珠光体时是在等温时进行的,所以等温完了,则转变结束,随后的冷却速度,不会改变组织形态,对硬度也无明显影响。2021/7/2296金属热处理工艺概述-球化退火球化退火的定义n球化退火是为了获得球状(实际是颗粒状)球光体而进行的退火n一般来讲,含碳量高易球化。含碳0.45以上的碳钢,都

40、可以球化,但随着含碳量降低,球化愈来愈困难。n球化退火是不完全退火的特例和发展。2021/7/2297金属热处理工艺概述-球化退火球化退火的目的:n降低硬度,提高塑性和韧性,改变切削性能;n球化退火组织对以后的淬火有利,与片状碳化物相比,球状碳化物加热时溶解速度比较慢,因而可以阻碍晶粒长大,获得细晶粒。n可作为淬火前的预备热处理。2021/7/2298金属热处理工艺概述-均匀化(扩散)退火均匀化(扩散)退火的目的:n适用于铸锭和大型铸件,对于高合金钢锻件是为后续的热处理和机加工作准备n消除铸锭和铸件的枝状偏析,是成分和组织均匀,提高性能,易于切削;n晶粒粗大,需再进行一次完全退火或正火加以细化

41、;n加热温度高,生产周期长,能耗大2021/7/2299金属热处理工艺概述-均匀化(扩散)退火均匀化(扩散)退火工艺参数:n加热温度:Ac3或Acm以上150-300摄氏度;n加热速度:一般100-200摄氏度/小时n保温温度:一般1.5-2.5min/mm或8.5+Q/4(装炉量大时)n冷却速度:一般50摄氏度/H,降温到600 摄氏度下出炉空冷。2021/7/22100金属热处理工艺概述-再结晶退火n再结晶退火的目的n用于恢复冷变形的组织与性能(如冷轧、冷拉和冷冲件)n消除冷作硬化和内应力n当钢件冷变形不均匀或处于临界变形量(5%-15%)时,施以再结晶,易造成晶粒粗大n在再结晶温度以上加

42、热,其受成分/变形量/退火保温时间影响。2021/7/22101金属热处理工艺概述-再结晶退火再结晶退火工艺参数n加热温度:Ac1以下,一般650700摄氏度n加热速度:一般100-200摄氏度/小时n保温时间:8.5+Q/4(为装炉量T)n冷却速度:可不受限制2021/7/22102金属热处理工艺概述-中间软化退火中间(软化)退火的目的n用于冷变形加工工序之间n消除应力、降低硬度、恢复塑性n工艺参数与低温退化相似2021/7/22103整体热处理 表面热处理 化学热处理 铝的热处理n退火:加热到适当温度保温缓慢冷却,获得良好的工艺性能和使用性能,或者为进一步淬火作组织准备。n正火:加热到适当

43、温度保温空气中冷却,正火效果同退火详细,只是得到的组织更细,能改善材料的切削性能n淬火:加热到适当温度保温在水、油或其他无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。n回火:加热至高于室温而低于650的某一适当温度长时间保温冷却,淬火与回火关系密切,常常配合使用,消除工件脆性。2021/7/22104金属热处理工艺概述-正火正火的定义n正火的冷却速度比退火要快,生产周期短,设备利用率高,正火后可得到细片状珠光体;n适用于低、中碳钢和低合金钢,对高碳钢和高合金钢不常采用(仅当有网状碳化物时采用),因为会发生马氏体转变。n用于淬火返工件,消除内应力和细化组织,以防止重淬时的变形和开裂。2021/7/22

44、105金属热处理工艺概述-正火正火目的n提高低碳钢的硬度,改善切削加工性;n细化晶粒改善组织,消除魏组织、带状组织、大块状铁素体和网状碳化物为最后热处理做准备n消除内应力,提高低碳钢性能,作最后热处理2021/7/22106金属热处理工艺概述-正火正火工艺参数n加热温度:一般正火温度为Ac3或Acm+3050摄氏度,但实际生产中一般都采用更高的温度,这样可以是奥氏体很快完成转变,缩短生产周期,合金钢内的合金元素阻碍奥氏体转变,所以钢中合金元素越多,正火温度可以选的稍高些。2021/7/22107金属热处理工艺概述-正火正火工艺参数n加热时间:加热时间的计算可参考下面的公式:nT=K*D,式中:

45、T-加热时间(S)nK-不同钢类及不同炉子的加热系数(S/MM)nD-工件有效厚度n冷却方法:一般小件在空气中冷却。对于大件则可用吹风或喷雾冷却。具体冷却条件的选择由钢号、工件尺寸和形状等具体确定。2021/7/22108整体热处理 表面热处理 化学热处理 铝的热处理n退火:加热到适当温度保温缓慢冷却,获得良好的工艺性能和使用性能,或者为进一步淬火作组织准备。n正火:加热到适当温度保温空气中冷却,正火效果同退火相似,只是得到的组织更细,能改善材料的切削性能n淬火:加热到适当温度保温在水、油或其他无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。n回火:加热至高于室温而低于650的某一适当温度长时间保温冷

46、却,淬火与回火关系密切,常常配合使用,消除工件脆性。2021/7/22109金属热处理工艺概述-淬火淬火的定义n将钢 加热到Ac1或Ac3以上的某一温度,保温后,迅速进行冷却,以获得马氏体的工艺过程,成为淬火,可根据加热方式/加热温度/介质和冷却方式和介质进行分类2021/7/22110金属热处理工艺概述-淬火淬火的分类:n常见的有:(1)单液淬火(水),形状简单的碳钢和合金钢件(2)双液淬火(先水后油),形状复杂的碳素钢(特备是高碳素钢)(3)分级淬火(熔盐)-形状复杂,精度高的滚动轴承和齿轮(4)等温淬火(先水后油+后入等温浴槽)-形状复杂、高硬度、高冲击韧性的弹簧、齿轮。2021/7/2

47、2111金属热处理工艺概述-淬火淬火的目的:n获得马氏体组织,提高硬度、强度和耐磨性n减少内应力,避免变形和开裂n与随后的回火工序结合,使零件获得良好的综合机械性能2021/7/22112金属热处理工艺概述-淬火淬火的工艺参数n加热温度:钢的化学成分是确定加热温度的主要依据。对亚共析钢,一般是加热到Ac3以上30-50摄氏度,过共析钢的加热温度为Ac1以上30-50摄氏度,共析钢通常采用与过共析钢相同的淬火温度。 2021/7/22113金属热处理工艺概述-淬火淬火的工艺参数n加热时间:一般由两部分时间组成,零件加热到淬火温度所需要的升温时间,以及为了使零件烧透和奥氏体的均匀化所需要的保温时间

48、。对于尺寸小的零件,一般不分开计算。大型零件需要较长时间才能烧透,升温和保温时间可以分开计算。 推荐t=a*K*D(min) a-加热系数; K-加热时的装炉修正系数; D-工件的有效厚度(mm)2021/7/22114金属热处理工艺概述-淬火淬火加热介质n空气 一般电阻炉如箱式炉、井式炉的加热介质都是空气、n燃烧气 用煤气、天然气作为热源,其主要成分是CO和CH4n熔盐 一般把中性盐如BaC12,Nac1,kc1等按一定比例配合、融化,将工件浸入其中,通过熔盐的温度将钢加热到淬火温度2021/7/22115金属热处理工艺概述-淬火淬火工艺参数n冷却方法:单液淬火、双液淬火、分级淬火、等温淬火

49、和预冷淬火等n冷却介质:水(急冷介质,同时又是最便宜、安全、无公害的介质。但不是理想的介质高低温区的冷却速度快)、盐水和碱水溶液、矿物油、碱裕与盐浴以及其他水溶液;三硝(NaN03NaN02KN03)2021/7/22116金属热处理工艺概述-淬火淬火的工艺参数n加热时间:一般由两部分时间组成,零件加热到淬火温度所需要的升温时间,以及为了使零件烧透和奥氏体的均匀化所需要保温时间。对于尺寸小的零件,一般不分开计算。大型零件需要较长时间才能烧透,升温和保温时间可以分开计算。2021/7/22117整体热处理 表面热处理 化学热处理 铝的热处理n退火:加热到适当温度保温缓慢冷却,获得良好的工艺性能和

50、使用性能,或者为进一步淬火作组织准备。n正火:加热到适当温度保温空气中冷却,正火效果同退火相似,只是得到的组织更细,能改善材料的切削性能n淬火:加热到适当温度保温在水、油或其他无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。n回火:加热至高于室温而低于650的某一适当温度长时间保温冷却,淬火与回火关系密切,常常配合使用,消除工件脆性。2021/7/22118金属热处理工艺概述-回火回火的定义n回火是将淬火后的工件,加热到A1以下某一个温度,保温后冷却至室温。回火是对淬火的调整和补充,两工序紧密联系在一起,构成最终热处理n回火包括:低温回火、中温回火和高温回火n回火的目的:减少应力和脆性;调整工件的机械

51、性能;稳定工件尺寸;改善加工性能。2021/7/22119金属热处理工艺概述-回火回火是组织和性能的变化:n温度低于100摄氏度时,钢的体积没有变化,马氏体没有分解n在100-200摄氏度时,钢的体积发生收缩,马氏体开始分解,由于温度较低,马氏体中的碳并未全部析出,此时组织称为回火马氏体。应力开始消除。2021/7/22120金属热处理工艺概述-回火回火时组织和性能的变化:n在200-300摄氏度时,马氏体分解的同时,残余奥氏体也开始转变,所以体积膨胀,在此温度区间,残留奥氏体转变为下贝氏体。n在300-400摄氏度范围内,E碳化物逐渐转变为Fe3C,到350摄氏度马氏体分解基本结束,此时内应

52、力大量消除。2021/7/22121金属热处理工艺概述-回火回火时组织和性能的变化:n如继续升高温度(400摄氏度),渗碳体质点聚焦长大球化,回火温度越高,渗碳体质点越大,钢的硬度、强度下降,韧性提高。)n总的趋势是:回火温度升高,强度、硬度降低而塑性、韧性提高。 2021/7/22122金属热处理工艺概述-回火回火的种类n低温回火:回火温度为150-250摄氏度,回火后组织为回火马氏体,低温回火的目的是保持高硬度HRC58-64的前提下,降低钢的脆性和减少淬火应力,是零件有高硬度和高耐磨性而不崩裂。一般多用于刃具、量具、冷变形模具、滚动轴承以及渗碳或表面淬火的零件2021/7/22123金属

53、热处理工艺概述-回火回火的种类n中温回火:回火温度为350-500摄氏度,回火后组织为回火屈氏体,回火硬度在HRC35-45之间。中温回火可使钢获得高的弹性极限和屈服极限强度,因为广泛用于弹簧、发条。热锻模具的回火。(要避免在回火脆性温度:250400摄氏度)2021/7/22124金属热处理工艺概述-回火回火的种类n高温回火:回火温度为500-650摄氏度,也称调质处理。回火后组织为回火索氏体,也可以获得较低的硬度、强度和较高塑性韧性。适用于受冲击、交变载荷下使用的零件。如连杆、轴和螺栓等。2021/7/22125金属热处理工艺概述-回火回火工艺参数:n回火时间的确定:nT=a*D+b(T-

54、回火时间;a-回火系数(min/mm);D-工件有效厚度(mm);b-时间基数,一般取1020(min)。n回火后冷却:一般在空气中冷却。也可在水或油中快冷。2021/7/22126金属热处理工艺概述-回火回火操作注意事项:n工件应及时回火,否则会造成变形和开裂,有时防止开裂,工件未冷到室温即入炉回火;n盐炉加热淬火后在空气炉中回火,则工件应洗干净,否则会被腐蚀。n高合金钢,如高速钢要进行2-3次回火,回火后必须冷到室温才能在入炉中进行第二次回火。2021/7/22127整体热处理 表面热处理 化学热处理 铝的热处理n表面热处理是只加热工件表层,以改变其表层力学性能的金属热处理工艺。为了只加热

55、工件表层而不使过多的热量传入工件内部,使用的热源须具有高的能量密度,即在单位面积的工件上给予较大的热能,使工件表层或局部能短时或瞬时达到高温。2021/7/22128金属热处理工艺概述-表面淬火表面淬火的定义:n工件在交变的磁场中产生感应电流,利用感应电流通过工件所产生的热效应使工件表面局部或整体加热并快速冷却,这种淬火工艺称为感应淬火n通常在整体热处理(退火、正火或调质后)进行n表面淬火种类很多,有火焰淬火和高、中、工频感应淬火(8-250KHz,500-800KHz,50Hz)、电接触表面淬火、激光和电子束等。2021/7/22129金属热处理工艺概述-表面淬火表面淬火的目的:n获得高强度

56、和高耐磨性的马氏体表面层n改善疲劳强度n中心保持原来的组织和良好的韧性n可以部分代替化学热处理,用碳钢或低合金钢代替高合金钢,缩短工艺周期,提高生产率。2021/7/22130整体热处理 表面热处理 化学热处理 铝的热处理n化学热处理:化学热处理是通过改变工件表层化学成分、组织和性能的金属热处理工艺渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗金属2021/7/22131金属热处理工艺概述-化学热处理气体渗碳的定义:n将工件装入密闭的渗碳炉内,通入气体化学剂(甲烷、乙烷等)或液体化学剂(煤油或苯、酒精、丙酮等)在高温下分解出活性碳原子,渗入工件表面,以获得高碳表面层的一种工艺,有井式炉的滴注法和箱式炉或连续炉的通气

57、法。n适用范围于低碳钢和低碳合金钢,在冲击条件下工作的渗碳耐磨零件。如汽车齿轮、活塞销和机床主轴。2021/7/22132金属热处理工艺概述-化学热处理气体渗碳的目的:n获得高碳的表面层,提高零件表面的硬度和耐磨性n心部保持原有的高韧性和高塑性,并提高零件的抗疲劳性能n可控制渗碳层溶度,质量稳定n渗碳后可直接淬火,生产周期短2021/7/22133金属热处理工艺概述-化学热处理气体氮化的定义n是指将零件置于含有大量活性氮原子气氛(氨气)的密闭炉中,在一定的温度和压力下,是氮原子渗入零件表面,随后零件不再进行任何热处理;n渗氮在钢的相变温度以下进行(450600)摄氏度,变形小;n适用于承受冲击

58、载荷及交变载荷、耐磨性和疲劳强度要求高、耐高温和耐腐蚀条件下的零件(高速齿轮、主轴、重要模具)2021/7/22134金属热处理工艺概述-化学热处理气体氮化的目的:n提高零件表面的硬度和耐磨性n提高零件抗疲劳强度、降低缺口敏感性n改善在水、蒸汽和碱性溶液中的耐腐蚀性n氮化前需要进行调质处理,以保证零件具有均匀组织和良好的综合机械性能2021/7/22135金属热处理工艺概述-化学热处理气体碳氮共渗的定义:n是指在具有渗碳、氮化能力的混合气体(氨气、甲烷)中,将零件加热至一定温度,使表面同时渗入碳、氮两种原子的一种工艺操作,可分为: 高温气体碳氮共渗:800-900摄氏度,以渗碳为主,适用于一般

59、碳钢和低合金钢 低温气体碳氮共渗:500-600摄氏度,以渗氮为主,适用于高速钢的切削工具和模具。2021/7/22136金属热处理工艺概述-化学热处理气体碳氮共渗的目的:n兼有渗碳和氮化的共同作用n零件表面硬度、耐磨性、抗腐蚀性和疲劳强度比渗碳高(特别是低温碳氮共渗)n对于高温碳氮共渗,由于氮的渗入,将增加渗层的淬透性和回火稳定性,是普通碳钢在某些情况下代替合金钢2021/7/22137整体热处理 表面热处理 化学热处理 铝的热处理n铝的热处理:T6(固熔+人工时效) T4(固熔+自然失效)2021/7/22138金属热处理工艺概述-铝的热处理固熔热处理的定义n将合金加热到相变温度,保温一段

60、时间,使溶质组元充分溶解,然后快速冷却以获得一种过饱和固熔体,这一工艺过程称为固熔热处理,其目的是把合金中最大量实际可溶解的硬化溶于固熔体中;n提高铝合金强度、硬度的热处理工艺包括三个步骤: -固熔热处理-可熔相溶解-淬火-过饱和固熔体的形成 -时效-在室温下或升温下溶质原子的沉淀析出。2021/7/22139金属热处理工艺概述-铝的热处理固熔热处理的工艺参数:n淬火温度:取决于合金成分和共晶温度(不宜过高或过低,加热炉的误差控制不超过5摄氏度)n固熔处理时间:取决于热处理前显微组织、加热方式、零件的尺寸和加工状态、合金的成分、装炉量多少n淬冷延迟:零件转移到淬火时间,不超过10-15秒n冷却

61、速度:取决于淬火介质的种类与温度及零件的有效厚度,越快越好,一般用水作淬火介质(60-80摄氏度)2021/7/22140金属热处理工艺概述-铝的热处理时效处理的定义n将过饱和固熔体合金在室温或加热到一定温度,保持相当长的时间,使溶质组元富集或析出第二相以获取强化的工艺过程,即铝合金淬火后的强度和硬度随时间增长而显著提高的现象,时效在常温下发生,称为自然时效,在某一温度范围内(如100-200摄氏度)内发生,称为人工时效。2021/7/22141金属热处理工艺概述-铝的热处理影响时效的因素:n从淬火到人工时效的停留时间n合金的化学成分n固熔处理工艺(温度高、时间长)n最适宜的时效温度2021/

62、7/22142金属热处理工艺概述-铝的热处理时效处理的工艺参数n一般考虑加热温度和保温时间,加热速度和冷却速度的影响较小,不考虑n自然时效:一般不少于4昼夜n人工时效:一般150-180摄氏度,6-12Hn可采用多级人工时效2021/7/22143金属热处理设备n金属材料的各项性能n金属学基础知识介绍n金属热处理工艺概述n金属热处理设备介绍n金属热处理关键参数n金属热处理失效预防2021/7/22144金属热处理设备-主要设备热处理炉 -电阻炉 -燃烧炉 -煤气炉2021/7/22145金属热处理设备-主要设备加热装置:火焰喷烧感应加热等离子体加热通电电阻加热2021/7/22146金属热处理

63、设备-主要设备表面改性装置:气相沉淀和离子注入表面氧化装置:发蓝槽或发黑槽2021/7/22147金属热处理设备-主要设备表面机械强化装置:抛丸机和辊压机2021/7/22148金属热处理设备-主要设备淬火冷却设备:n淬火槽n喷射式淬火装置n压力淬火机2021/7/22149金属热处理设备-主要设备工艺参数检验控制仪表 -流量计(气体、液体) -热电偶(控制型、显示型) -压力仪表(如喷射淬火液控制)2021/7/22150金属热处理设备-辅助设备n清洗清理设备,如脱脂炉清洗设备n炉气氛发生器、加热介质、渗剂制备n淬火介质循环冷却装置n起重运输机械:如天车等2021/7/22151金属热处理设

64、备-辅助设备n质量检验设备:金相显微镜、切割设备、硬度仪n动力输送管路及辅助设备;煤气管道等n防火、除尘等生产安全设备:淬火炉旁边的栏杆等n工夹具:如零件的盛装容器等。2021/7/22152热处理关键参数n金属材料的各项性能n金属学基础知识介绍n金属热处理工艺概述n金属热处理设备介绍n金属热处理关键参数n金属热处理失效预防2021/7/22153热处理关键参数n热处理产品特性n热处理过程特性n热处理性能指标2021/7/22154金属热处理关键参数-产品特性n材料名称(SAE的编号、GB材料编号)n化学成分n硬度(布氏硬度 低硬度范围 ,洛氏硬度C,A,B 和15N- 高硬度范围,维氏硬度)

65、n淬硬深度(总深度 有效深度 淬硬位置)n注:通常总深度比有效深度多0.25mm到0.38mm2021/7/22155金属热处理关键参数-过程特性n验证装载率 在具体温度下的时间 淬火间隔时间n淬火介质的控制(如温度、浓度、冷却曲线等)冷却速度n气氛控制 加热速度 回火温度n微观组织结构评定 淬火深度的测量(如适用)n最终发货前的检验 防止混料等2021/7/22156金属热处理关键参数-热处理性能指标n淬硬性的定义n指钢在正常淬火条件下,以超过临界冷却速度所形成的马氏体能够达到的最高硬度,以淬火加热时溶于钢的高温奥氏体中含碳量及淬火后所得到的马氏体组织的数量来具体决定,用HRC硬度来表示。2

66、021/7/22157金属热处理关键参数-热处理性能指标淬硬性的决定因素n主要与钢中的含碳量有关,固熔在奥氏体中的含碳量愈多,淬火后所得到的马氏体组织的数量越多,淬火后的硬度值也愈高。n在实际操作中由于工件尺寸,冷却介质的冷却速度和加热时所形成的奥氏体晶粒度的不同影响淬硬性。2021/7/22158金属热处理关键参数-热处理性能指标淬透性的定义n淬透性也叫可透性,是指钢在淬火时能够得到的淬硬层深度,是衡量各个不同钢种接受淬火能力的重要指标之一;n淬硬层深度,也叫淬透层深度,是指由钢的表面量到钢的半马氏体区(组织中马氏体占50%线,其中50%为珠光体类型组织)组织处的深度(也有个别钢种如工具钢,

67、轴承钢需量到90%或95%的马氏体组织处)。钢的淬硬层深度越大,就表明这种钢的淬透性越好。2021/7/22159金属热处理关键参数-热处理性能指标淬透性的测定方法:n(1)结构钢末端淬透性实验法;(2)碳素工具钢淬透性试验法;(3)计算法n淬透性主要与钢的临界冷却速度有关,临界冷却速度愈低,淬透性一般也愈高。值得注意的是:淬透性好的钢,淬硬性不一定高,而淬透性低的钢也可能具有高的淬硬性钢的淬透性指标。2021/7/22160金属热处理关键参数-热处理性能指标n淬透性考核钢件经热处理后的综合机械性能,能否满足使用性能的要求;另外一方面为热处理工艺人员在淬火过程中,能否满足不形成裂纹及减少变形方

68、面提供理论依据。2021/7/22161金属热处理关键参数-热处理性能指标淬火变形和开裂n钢件的内应力(包括机械加工应力和热处理应力)达到或超过钢的屈服强度时,钢件将发生变形(包括尺寸和形状的改变),而内应力超过或达到钢的破断抗力时,钢件将发生裂纹或导致钢件破裂;n淬火变形是热处理的必然趋势,而开裂是可能趋势。如果钢材原始成分及组织质量良好、工件形状设计合理、热处理工艺得当,则可减少变形及避免开裂。2021/7/22162金属热处理关键参数-热处理性能指标氧化n当零件在空气中加热,如在空气炉中,或者在含有氧气、二氧化碳和水等其他介质中加热,钢中的铁原子、合金元素会与上述氧化性介质发生化学反应,

69、生成氧化物,叫氧化。n氧化使钢件表面粗糙不平,增加热处理后的清理工作,而且有影响淬火时的冷却速度的均匀性,热处理时应对钢件采取保护措施,以防止氧化。2021/7/22163金属热处理关键参数-热处理性能指标脱碳n在发生氧化的同时,还会出现另外一种现象脱碳。炉气中的氧气、氢气、二氧化碳和水等,还可以与奥氏体中的碳作用,这样,工件表面的碳就减少了n脱碳的结果,是工件表面含碳量降低,本来是高碳钢的成分,发生脱碳后其表层变成中碳钢,甚至低碳钢,不仅降低淬火硬度,而且容易产生淬火裂纹,热处理应对钢件采取保护措施,以防止脱碳。2021/7/22164金属热处理关键参数-热处理性能指标过热与过烧n钢件在高温

70、加热时,引起奥氏体晶粒粗大的现象,叫过热;同样,在更高的温度下加热,不仅是奥氏体晶粒粗大,而且晶粒间因氧化而出现氧化物或局部熔化的现象,叫过烧。2021/7/22165金属热处理关键参数-热处理性能指标过热与过烧n过热与过烧都是钢在超过正常加热温度情况下形成的缺陷,钢件热处理时的过热不仅增加淬火裂纹的可能性,而且又会显著降低钢的机械性能。所以对过热的钢,必须通过适当的热处理加以挽救;过烧的钢件无法再挽救,职能报废。2021/7/22166金属热处理关键参数-热处理性能指标回火稳定性n淬火钢进行回火时,合金钢与碳钢相比,随着回火温度的升高,硬度值缓慢下降,这种现象称为回火稳定性。回火稳定性可用不

71、同回火温度的硬度值,即回火曲线来加以比较、审核。n合金钢与碳钢相比,其碳量相近时,淬火后如果要得到相同的硬度值,则其回火温度要比碳钢高,也就是它的回火稳定性比碳钢好。所以合金钢的各种机械性能全面的优于碳钢。2021/7/22167金属热处理关键参数-热处理性能指标回火脆性n淬火钢在某一温度区域回火时,其冲击韧性会比其在较低温度回火时反而下降的现象,叫回火脆性。n在250-400摄氏度回火时出现的回火脆性叫第一类回火脆性,它出现在所有钢种中,而且在重复回火时不再出现,又称之为不可逆回火脆性,因无法控制,在热处理过程中,应尽量避免在这一温度范围内回火;2021/7/22168金属热处理关键参数-热

72、处理性能指标回火脆性n在450-570摄氏度回火时出现的回火脆性叫第二类回火脆性,可通过合金化或采用适当的热处理规范来加以防止;n回火脆性一般采用淬火钢回火后,快冷与缓冷以后进行常温冲击试验的冲击值之比来表示。2021/7/22169金属热处理关键参数-热处理性能指标时效趋势:n纯铁或低碳钢件经淬火后,在室温或低温下放置一段时间后,使钢的硬度及强度增高,而塑性、韧性降低的现象,称为时效;n时效趋势一般采用机械性能或硬度在室温或低温下随着时间的延长而变化的曲线来表示;2021/7/22170金属热处理关键参数-热处理性能指标时效趋势:n钢件的时效趋势往往给工程上带来很大的危害,如精密零件不能保持

73、精度、软磁材料失去磁性、某些薄板在长期库存中发生裂纹等。2021/7/22171金属热处理失效预防n金属材料的各项性能n金属学基础知识介绍n金属热处理工艺概述n金属热处理设备介绍n金属热处理关键参数n金属热处理失效预防2021/7/221722021/7/22173金属热处理失效预防-特殊过程定义特殊过程的定义:n当过程的结果不能通过其后产品的检验和试验完全证实时,如加工缺陷仅在使用后才能暴露出来,这些过程应由具备资格的操作者完成和/或要求进行连续的过程参数监视和控制,以确保满足规定要求。这些要求预先鉴定过程能力的过程,通常称为是“特殊过程”。n铸造、焊接、热处理、电镀是机械制造业典型的特殊过

74、程。 特殊过程的控制要求参见:ISO/TS16949 7.5.2 及 7.5.2.1 的要求!2021/7/22174金属热处理失效预防7.5.2 生产和服务提供过程的确认n当生产和服务提供过程的输出不能由后续的监视或测量加以验证时,组织应对任何这样的过程实施确认。这包括仅在产品使用或服务已交付之后问题才显现的过程。n确认应证实这些过程实现所策划的结果的能力。n组织应对这些过程做些安排,适用时包括:a)为过程的评审和批准所规定的准则;b)设备的认可和人员资格的鉴定;c)使用特定的方法和程序;d)记录的要求;e)再确认2021/7/22175金属热处理失效预防n7.5.2.1 生产和服务提供过程

75、的确认-补充n7.5.2的要求应适用于生产和服务提供的所有过程。2021/7/22176金属热处理失效预防n通常, 与其他制造过程相同,热处理过程可描述为如下步骤: A、给定材料的热处理过程参数的选择 B、热处理件的装炉 C、奥氏体化,淬火,和回火 D、产品试验 传统的产品质量控制方法仅依赖于通过对已完成产品的测试结果进行评价,这种中间过程检验的方法是基于缺陷的探测,而非缺陷的预防2021/7/22177金属热处理失效预防对待浪费的态度 采取措施的时机 预防 避免浪费 对过程采取措施 探测 容忍浪费 对输出采取措施 2021/7/22178金属热处理失效预防通过过程控制?n热处理产品通常为金属

76、件,承载整车的结构、动力、安全等方面的性能,其质量状况针对终端客户和福特的品牌形象至关重要。n热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分,而是通过改变工件内部的金相显微组织,或改变工件表面的化学成分,赋予或改善工件的使用性能。n热处理过程通常是采用批处理,这样的过程失效会导致大规模的产品不合格;n热处理检测常常需要通过切割等破坏操作,不能进行全检来识别;2021/7/22179金属热处理失效预防-热处理参数选择选择热处理参数时应考虑:n化学成分和合金与元素含量(通常针对某一特殊元素)n原始的显微组织(脱碳百分比)n淬透性n淬火介质的可淬性2021/7/22180金属热处理失效预防-热处理参数选

77、择 在大多数情况下,装填、奥氏体、淬火、回火过程是一个连续的过程,需研究的影响产品性能的典型参数包括如下:n重量(比例)n带速n在炉中的总时间(奥氏体化或回火)n区域温度(奥氏体化或回火)n区域碳势2021/7/22181金属热处理失效预防-热处理参数选择 在大多数情况下,装填、奥氏体、淬火、回火过程是一个连续的过程,需研究的影响产品性能的典型参数包括如下:n吸热发生器的碳势n气氛炉压力(每一区域)n空气或天然气流量n氨水的流量n电参数 由于这些参数是相互依赖且结果难以解释,故不需要尝试将所有这些参数制成图表。2021/7/22182金属热处理失效预防-热处理参数选择 在大多数情况下,装填、奥

78、氏体、淬火、回火过程是一个连续的过程,需研究的影响产品性能的典型参数包括如下:n淬火介质的搅动n淬火介质的温度n淬火时间n淬火介质的级别n淬火介质的浓度n淬火介质的渗透能力 这些参数的控制频率可以参照CQI-9的过程表格进行制定监控。2021/7/22183金属热处理失效预防-热处理参数选择n跟踪这些参数可以采用移动平均极差图(MA&MR)和单值移动极差值(I&MR)和其它适用的SPC方法2021/7/22184金属热处理失效预防-典型失效原因分析表面硬度过低:(淬火和回火时)n钢的化学成分偏差(如含碳量在规范值的低端区)n在炉内的表面脱碳(如低的碳势)n延迟淬火(如在奥氏体化和淬火之间保持时

79、间太长)2021/7/22185金属热处理失效预防-典型失效原因分析表面硬度过低:(淬火和回火时)n钢的化学成分偏差(如含碳量在规范值的低端区)n在炉内的表面脱碳(如低的碳势)n延迟淬火(如在奥氏体化和淬火之间保持时间太长)n淬火时间不够n淬火介质温度高n淬火介质搅动不够n回火炉温度过高2021/7/22186金属热处理失效预防-典型失效原因分析表面硬度过高:(淬火和回火时)n钢的化学成分偏差(如含碳量在规范值的高端区)n不合适的奥氏体炉气氛(如高的碳势)n淬火介质温度低n回火炉温度低n不合适的回火时间和温度的相互关系2021/7/22187金属热处理失效预防-典型失效原因分析表面硬度过高:(

80、正火时)n化学成分的偏差(如含碳量在规范值的高端区)n不合适的奥氏体炉气氛(如高的碳势)n不正确的处理过程2021/7/22188金属热处理失效预防-典型失效原因分析表面硬度过低:(渗碳和碳氮共渗)n化学成分的偏差(如含碳量在规范值的低端区或合金元素不足)n在奥氏体炉内的表面脱碳(如低的碳势)n由于高的碳势导致的残余奥氏体n延迟淬火(如在奥氏体化和淬火之间保持时间太长)2021/7/22189金属热处理失效预防-典型失效原因分析表面硬度过低:(渗碳和碳氮共渗)n淬火时间不足时即进行回火,此时零件内留有余热n淬火介质温度过高n淬火介质搅动不够n回火炉温度过高2021/7/22190金属热处理失效

81、预防-典型失效原因分析表面硬度过高:(渗碳和碳氮共渗)n钢的化学成分偏差(如含碳量高或合金元素不够)n不适当的奥氏体化炉气氛(如高的碳势)n淬火温度低n回火炉回火温度低n不合适的回火时间和温度的相互关系2021/7/22191金属热处理失效预防-典型失效原因分析总渗层深度不够:(渗碳和碳氮共渗)n钢的化学成分偏差(如含碳量高)n不清洁的零件n奥氏体化炉区域温度过低n奥氏体化炉周期时间过短n不适当的奥氏体化炉气氛(如低的碳势)2021/7/22192金属热处理失效预防-典型失效原因分析总渗层深度过深:(渗碳和碳氮共渗)n奥氏体化炉区域温度过高n奥氏体化炉周期时间过长n不适当的奥氏体化炉气氛(如高

82、的碳势)2021/7/22193金属热处理失效预防-典型失效原因分析有效渗层深度不够:(渗碳和碳氮共渗)n奥氏体化炉区域温度过高n奥氏体化炉周期时间过长n不适当的奥氏体化炉气氛(如高的碳势)2021/7/22194金属热处理失效预防-典型失效原因分析渗层深度不够:(感应和火焰淬火)n过高的电流频率、过短的周期时间 渗层深度过深:n过低的电流频率、过长的周期时间 脆性(回火时):n回火时间不够、回火温度不够2021/7/22195金属热处理失效预防-典型失效原因分析脆性(奥氏体回火/等温淬火时)n在盐浴中的时间不够、在盐浴中的温度不够脆性(渗碳和碳氮共渗)n过多的碳(如晶间碳化物的形成)、淬火时

83、不适当的运输2021/7/22196金属热处理失效预防-脆性 脆性是如何形成的?与什么有关?如何控制?n在清洗/电镀/热处理过程中吸入氢、磷或碳n脆性随着材料压力和浓度的增加而增加n采用适当的统计工具对产品和过程进行分析,以持续地减少产品的变差n控制计划应包括验证试验,以确定以下内容的有效性(包括分离脆性的程序、清洗处理和Freedom)2021/7/22197金属热处理失效预防-脆性 在热处理过程如何避免脆性,可参考福特工程规范,其要点如下:n所接受的零件必须免于氢脆或其它会引起零件变脆的有害因素的影响n所有的热处理操作,包括淬火或冷变形加工后的回火必须先于电镀或磷化处理之前进行2021/7

84、/22198金属热处理失效预防-脆性 在热处理过程如何避免脆性,可参考福特工程规范,其要点如下:n对于表明硬度大于HV350(或HRC35)的零件(如紧固件,级别8.8,M16,9.8或以上)必须在热处理之前用碱性或若酸性溶液进行清洗,以去除所有表面的磷盐酸、润滑剂残余和有害的污染物。2021/7/22199金属热处理失效预防-脆性n所有表面硬度大于HV390(或HRC39)的零件(如紧固件,级别12.9或以上)不能进行电镀,此外,如果没有进行适当的潜在失效模式分析,包括考虑防加氢裂化装置(如压力腐蚀/可能引起破裂的氢脆及完工产品防护的需求),这些零件是不能使用的。n除非有工程图纸的规定,整个

85、零件的硬化渗碳是不允许的,这些表面硬度不能超过测量的心部硬度30维氏硬度点(在HV0.3上对两者读数时)对于级别为10.9的零件,任何表面硬度的增加(超过HV390)都是不能接受的。2021/7/22200第三部分:热处理工艺过程开发热处理工程规范的识别热处理FMEA的开发热处理控制计划的建立热处理现场作业指导书热处理现场记录设备点检2021/7/222012021/7/222022021/7/222032021/7/222042021/7/22205热处理潜在失效模式及后果分析热处理潜在失效模式及后果分析潜在失效模式及后果分析按潜在失效模式及后果分析按FMEAFMEA第四版讲授第四版讲授 什

86、么是潜在失效模式及后果分析(FMEA) FMEA是在产品设计阶段和过程设计阶段,对构成产品的子系统、零件,对构成过程的各个工序逐一进行分析,找出所有潜在的失效模式,并分析其可能的后果、评估其风险,从而预先采取必要的措施,以提高产品的质量、可靠性和提高顾客满意的一种系统化的活动,并将全部过程形成文件。 什么是失效 可靠性是指产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。不能完成规定的功能就称为失效。2021/7/22206热处理潜在失效模式及后果分析热处理潜在失效模式及后果分析 FMEA的特点 还没有产生失效,可能发生、但不是一定会发生 核心:预防 潜在失效模式的风险和影响进行评定 时机:

87、在设计或过程开发阶段前开始 持续的指导贯穿整个过程、产品和服务周期 动态的 文件化的 系统的 小组活动2021/7/22207PFMEAPFMEA过程概要过程概要潜在失效模式及后果分析按潜在失效模式及后果分析按FMEAFMEA第四版讲授第四版讲授2021/7/22208热处理潜在失效模式及后果分析热处理潜在失效模式及后果分析 FMEA的主要概念 功能: 该设计/过程/服务要做什么? (设计意图) 失效模式: 设计/过程/服务失效的表现形式 后果: 失效模式发生后会怎样? 严重度S: 失效模式的后果有多严重? 起因: 什么会导致失效模式的发生? 频度O: 失效起因发生的频率如何? 现行控制: 探

88、测或防止将失效传递到后续“顾客”的现行方法. 探测度D:现行控制探测/发现出失效发生的可能性 风险顺序数RPN=SOD:全部失效风险的总和多? 建议措施:消除失效原因/改进探测测量并减少风险的措施是什么?2021/7/22209PFMEAPFMEA表头填写表头填写 表格表头应当清楚地说明PFMEA的关注点,以及文件开发和控制过程的相关信息。包括: FMEA编号(A):填入PFMEA文件编号,用于文件控制。 项目(B) :填入被分析过程的系统、子系统或零部件的名称及编号。 过程责任(C):填入负责过程设计的整车厂、组织、部门和小组,适用时,还包括供方的名称。 车型年/项目(D):填入被分析的过程

89、将应用或影响的车型年/项目(如已知的话)。2021/7/22210PFMEAPFMEA表头填写表头填写 关键日期(E):初始PFMEA预定完成日期,该日期不应超过计划的生产开始日期。如果是供方,则不应超过顾客要求的PPAP提交日期。 FMEA日期(F) :填入初始PFMEA完成日期及最新的修订日期。 小组成员(G) :填入负责开发PFMEA小组成员及其联系方式(如:姓名、组织、电话号码和E-mail), 可记录在另一份补充文件内。 编制者(H) :填入负责编制PFMEA的工程师的姓名、联系方式和所属组织的名称。2021/7/22211PFMEAPFMEA过程步骤过程步骤/ /功能功能/ /要求

90、要求(a)(a) 过程步骤/功能可以分成两栏(或更多栏),也可合并成一栏。过程步骤可以列在过程步骤/功能栏内,还可以另加一栏输入该过程步骤的功能和要求。 简要描述被分析的过程/工序,如车、钻、攻丝、焊接、渗碳、淬火、回火、装配等。 尽可能简短地说明该工艺过程/工序的目的,并填入该过程/工序的编号;小组应评审适用的性能、材料、过程、环境和安全标准。 如果该过程包括有多项不同的失效模式的工序,则这些工序单独列出。如: 将齿轮装入连续炉渗碳; 将渗碳后的齿轮淬火; 将淬火后的齿轮回火等。2021/7/22212PFMEAPFMEA潜在失效模式潜在失效模式(b)(b) 潜在的过程失效模式是指过程可能发

91、生的不能满足过程功能要求或过程设计意图的表现形式。 在准备PFMEA时,假定即将接收的零部件/原材料是正确的。当历史资料显示进货零部件存在质量差异时,FMEA小组可作为例外处理。 小组还应假设产品的基本设计是正确的,但是,如果一些设计问题会导致对过程的影响,则应当与设计小组沟通解决。 根据过程要求(如过程流程图内的记录)列出特定操作的潜在失效模式。 “潜在”是指失效模式可能会发生,但不是必然会发生。2021/7/22213PFMEAPFMEA潜在失效模式潜在失效模式(b)(b) 如果要求已得到完好的定义,则潜在失效模式就能通过对规定要求是否满足而快速识别。 一般情况下,它是指按规定的操作规范进

92、行操作时的潜在失效问题; 由于过程设计中对技术与体力的能力考虑不足而造成的失效,或容易产生误操作的问题也是考虑的范围。 验证潜在失效模式的完整性,可通过评审以往发生的运行不良、关注点、拒收或报废记录和小组头脑风暴等。评审的来源应当包括对相似过程的比较、以及相似零部件的顾客(最终用户和后续工序)抱怨。 失效模式应当用专业技术术语进行描述,不同于顾客察觉的现象,还要避免使用地方性、行业性哩语。2021/7/22214PFMEAPFMEA潜在失效模式潜在失效模式 失效模式的两种类型: 类:不能完成规定的功能 包括:丧失功能、部分超过/低于功能、 间歇功能。如:零件超差,错装。 类:产生了非期望功能

93、如:加工过程使操作者或机器受到伤害、损坏,产生有害气体、过大的噪声、振动,过高的温度、粉尘、刺眼的光线等等。 对有非期望功能发生的情况下,应检查在功能 栏中是否对非期望功能的限值已列出。2021/7/22215PFMEAPFMEA潜在失效模式潜在失效模式 对应特定工序列出每一个失效模式,假设失效可能发生: 过程/零件怎样不满足要求? 无论工程规范如何,顾客(最终使用者,后续工序或服务 )认为的可拒收的条件是什么? 以对类似过程的比较和对顾客(最终使用者和后续工序) 对类似部件的索赔的研究为起点。 对于试验、检验过程两种可能的失效模式: 接受不合格的零件 拒收合格的零件。 上一道工序的失效模式可

94、能是下一道工序的失效原因;下一 道工序的失效模式可能是上一道工序的失效模式的后果。2021/7/22216PFMEAPFMEA潜在失效后果潜在失效后果(c)(c) 潜在的失效后果是指失效模式对顾客产生的影响,要根据顾客可 能发现或经历的情况来描述失效的后果。 顾客是广义的,包括:直接顾客(下一道工序)、中间顾客(下 游工序)和最终顾客。 如果失效模式可能影响安全性或对法规的符合性,要清楚地予以 说明。 失效模式的后果还包括对过程本身有关组成的影响(如对操作者 与设备,对环境的影响)。 描述失效的后果,应采用表达顾客关注和感受的词汇,如: 操作者眼睛受伤害 零件破损将机器损坏 外观不良,无法装配

95、等2021/7/22217PFMEAPFMEA潜在失效后果潜在失效后果(c)(c) 对最终顾客来说失效的后果应一律用产品或系统的性能来描 述 例如:噪声、粗糙、振动、工作不正常、停止工作、工作减弱、工作不稳定、间歇性工作、操作力过大、牵引阻力、性能衰退、泄漏、外观不良、褪色、返工/返修、车辆控制减弱、报废、顾客不满意等等。 对下一道工序或下游工序的后果应使用过程、工序的性能术 语来描述,如: 无法紧固,无法加工,无法钻孔/攻丝、无法安装,无法对中,不能连接,无法平衡,危害操作者,损坏设备、引起工装过度磨损等等。2021/7/22218PFMEAPFMEA严重度严重度(S) (d)(S) (d)

96、 严重度是一给定失效模式最严重的影响后果的级别。 严重度是单一的FMEA范围内的相对定级结果。 严重度数值的降低只有通过(产品/过程)设计更改 或重新设计才能够实现。 严重度的评分采用110分。详见严重度的推荐评价 准则表。 小组应对评定准则和分级规则达成一致意见,尽管个 别产品分析可做修改。 不推荐修改为9 和10的严重度数值。严重度定级为1 的失效模式不应进行进一步的分析。2021/7/22219热处理潜在失效模式及后果分析热处理潜在失效模式及后果分析潜在失效模式及后果分析按潜在失效模式及后果分析按FMEAFMEA第四版讲授第四版讲授2021/7/22220PFMEAPFMEA分类分类(e

97、)(e) 这栏用来强调高优先级别的失效模式,或需要额外工程评估 的原因。 这栏也用于标识需要附加过程控制的零部件、子系统或系统 的任何产品特殊特性或过程特殊特性(如:关键、重要、严 重、显著)。 产品特殊特性和过程特殊特性的符号及其使用可依据顾客特 殊要求确定。 PFMEA中识别到严重度级别为9 或10的特殊特性时,由于会影响工程文件,应当通知负责设计的工程师。2021/7/22221PFMEAPFMEA潜在失效的原因潜在失效的原因(f)(f) 失效的潜在原因是指过程的失效是怎样发生,应依据可纠正或可 控制的原则来描述。潜在失效原因是设计不足或过程弱点的体 现,其后果就是失效模式。 应当尽可能

98、识别每种失效模式的每个潜在原因并尽量简明且完 整地记录。将原因分别独立列出,就可对每个原因进行重点分 析,从而产生不同的测量、控制和措施计划。一个失效模式可 能会有一个或多个原因,所以表格有多行可填写原因。 在编制PFMEA时,假定即将接收的零部件/原材料是正确的。 当历史资料显示进货零部件存在质量差异时,FMEA小组可作为例外处理。 应具体地列出错误或误操作的情况(如密封件没有安装或密封 件安装反了),不应使用模棱两可的词语(如操作者失误或密 封件错误安装等)。2021/7/22222PFMEAPFMEA潜在失效的原因潜在失效的原因(f)(f) 典型的失效原因可包括但不限于: a.扭矩不当过

99、大或过小 b.焊接不当电流时间压力 c. 测量不准确 d.热处理不当时间、温度 e. 浇口/通风不足 f. 润滑不足或无润滑 g.零件漏装或错装 h. 磨损的定位器 i. 磨损的工装 j. 定位器上有碎屑 k. 损坏的工装 l. 不正确的机器设置 m. 不正确的程序编制2021/7/22223PFMEAPFMEA潜在失效的原因潜在失效的原因(f)(f) 失效的许多原因往往并不是相互独立的,要分析那些 原因起主要作用,那些原因最容易控制。原因列出的 方式应有利于有的放矢地针对原因采取补救措施。 分析失效原因的方法: 使用现有类似过程的失效分析资料 应用上下工序的关系 应用“ 五个为什么?”、因果

100、图、排列图等 复杂的多因素问题采用正交试验2021/7/22224PFMEAPFMEA频度频度(O) (g)(O) (g) 频度是指某一特定的失效原因发生的可能性。发生可能性的级 别数是一个相对评价,而不是绝对评价。 根据潜在失效原因发生的可能性,可用1至10的级别评估频度。 为了保持连续性,应持续使用一致的频度分级规则。频度数是 FMEA范围内的相对级别,它不一定反映实际发生的可能性。 “每个项目/每辆车的事件”用来表示过程实施中预期的失效次数 。如果相似过程已有统计数据,该数据可用来确定频度级别。 其他情况下,可使用表格左侧栏的描述和适合的过程知识进行 客观评价,确定频度级别。 小组应对评

101、定准则和定级方法达成共识,尽管对个别过程分析 可作调整,也应当一致性地使用。2021/7/22225PFMEAPFMEA推荐的频度推荐的频度(O)(O)评价准则评价准则讲授讲授2021/7/22226PFMEAPFMEA现行过程控制现行过程控制(h)(h) 现行过程控制描述的是可以最大程度地预防失效原因发生 的控制,或探测将发生的失效模式或失效原因的控制。 要考虑两种类型的过程控制: 预防消除(预防)失效原因或失效模式的发生,或者降低 其发生的几率。 探测识别(探测)失效原因或失效模式,会导致开发相关 的纠正措施或对策。 如果可能,最好的途径是首先采用预防控制。假如预防控 制被融入过程意图并成

102、为其一部分,它可能会影响最初的 频度定级。探测度的最初定级基于探测失效原因或探测失 效模式的过程控制。2021/7/22227PFMEAPFMEA现行过程控制现行过程控制(h)(h) 因为统计过程控制(SPC)通常是用样本来评估过程的稳 定性,所以当评估特定探测控制的有效性时,不应当将其作 为探测失控的条件。然而,SPC可作为特殊原因(在不符合 的趋势产生前就被识别,如工具磨损)的预防控制措施。 本手册中的PFMEA表中设有一个预防控制栏和一个探测控 制栏,以帮助小组清楚地区分这两种过程控制类型,这便可 迅速而直观地确定这两种过程控制均已考虑。 最好采用这样的两栏表格;如果使用单栏表格,应使用

103、下 列前缀:在所列的每一个预防控制前加上一个字母“P”;在 所列的每一个探测控制前加上一个字母“D”。2021/7/22228PFMEAPFMEA探测度(探测度(D D) (i)(i) 探测度是指现行过程控制探测栏中所列的最佳探测控制相 关联的定级数。 探测度是某一FMEA范围内的相对级别。为了获得一个较低 的定级,应当对计划的过程控制予以改进。 当识别出一种以上控制时,建议对每种控制的探测度定级 数包括在控制描述内,并在探测度栏记录最低定级数。 假设失效模式已经发生,然后评价所有“现行过程控制” 的能力,防止具有该失效模式或缺陷的零件被发运。2021/7/22229PFMEAPFMEA探测度

104、(探测度(D D) (i)(i) 区分频度和探测度:不要因为频度低,就理所当然地假设 探测度也一定低。一定要评估过程控制能力,探测出低发 生频率的失效模式,或预防该失效模式在过程中继续蔓延 恶化。 随机质量抽查不太可能探测到孤立缺陷的存在,不应当影 响探测级别。 在统计学基础上的抽样检测是有效的探测措施,增加样本 容量和抽样频率都有助于改善探测度 小组应就评价准则和定级方法达成共识,尽管对个别的产 品分析可作调整,也应始终应用此准则。 定级数1专用作已证实的过程设计方案的失效预防。2021/7/22230热处理潜在失效模式及后果分析热处理潜在失效模式及后果分析潜在失效模式及后果分析按潜在失效模

105、式及后果分析按FMEAFMEA第四版讲授第四版讲授2021/7/22231PFMEAPFMEA风险评估风险评估: :风险顺序数风险顺序数(RPN) (j)(RPN) (j) RPN Risk Priority Number 潜在失效的风险评估 RPN =(S)(O)(D) 帮助决定优先措施的方法之一就是使用风险顺序数 在单独的FMEA 范围内,RPN的数值在11000之间变化; 本手册不推荐使用RPN临界值来决定是否需要采取措施。 使用临界值意味着RPN是衡量相对风险的方法(但它们通常却不是),而且不要求持续改进(但实际上却是要求的)。 例如:顾客如果在下例中不合理地应用100为临界值,供方将

106、会对RPN值为112的特性B采取措施。2021/7/22232PFMEAPFMEA风险评估风险评估: :风险顺序数风险顺序数(RPN) (j)(RPN) (j) 这个例子中,虽然特性B的RPN更高,但应当优先处理A,因 为其严重度为9,尽管它的RPN较低,而且也低于临界值。 使用临界值的另一个问题是:没有一个要求强制采取措施的 RPN 值。 另外,建立临界值会促使小组成员产生错误的行为:即小组成员花时间去试图求证一个低发生频度或低探测度等级的数值,以降低RPN值。这种做法是不可取的!因为这种行为会使得引起失效模式的真正问题得不到解决,只是使RPN低于临界值。所以在特定的项目里程碑(如:新车投产

107、),确定“可接受”风险时能意识到这一点十分重要。优先级别的选取应当建立在对严重度、发生频度和探测度分析的基础上,而不是通过RPN临界值来决定。 小组讨论时,RPN值可成为有效的工具,但需要理解RPN的使 用局限,而且不建议用RPN临界值决定采取措施的优先级别。2021/7/22233PFMEAPFMEA建议措施建议措施(k)(k) 总的来讲,预防措施(即降低发生频度)比探测措施更好。例如:和随机的质量抽查及其它相关检查相比,使用过程设计的防错更加可取。 建议措施的目的在于按照严重度、发生频度和探测度的顺序来降低级别。以下例子是解释降低这些级别的方法:2021/7/22234PFMEAPFMEA

108、建议措施建议措施(k)(k) 降低严重度级别:只有设计或过程更改才能降低严重度级别。 产品设计/过程设计更改并不意味着严重度会降低。任 何产品设计/过程设计更改都应当经过小组评审,以确 定其对产品功能和过程的影响。 为了达到这种方法的最好有效性和最佳效率,产品和过程设计的任何更改应当在开发过程的早期实施。例如:若要降低严重度,就应当在过程开发的早期阶段考虑过程技术。2021/7/22235PFMEAPFMEA建议措施建议措施(k)(k) 降低发生频度级别:只有通过过程和设计的更改,才 能有效地降低频度级别。过程和设计的更改可消除或 控制失效模式的一个或多个原因,降低发生频度。 可应用统计方法来

109、理解并研究过程变差的来源,其研 究得出的措施能够降低频度。 另外,获得的知识有助于识别适宜的控制措施,包括 持续改进和问题预防的信息反馈。2021/7/22236PFMEAPFMEA建议措施建议措施(k)(k) 降低探测度级别:最好的方法是采用防错技术。探测方法的重 新设计能降低探测度级别。在某些情况下,对过程步骤作更改 ,可能会增加探测的可能性(即降低探测度级别)。 一般来说,要改进探测控制,就要理解过程变差的主要原因和 其它特殊原因。通常,增加检验频次并不是一种有效的措施, 应当只作为暂时的测量方法以收集过程的额外信息,以便能实 施永久的预防措施/纠正措施。 如果对一个特定的失效模式/原因

110、/控制评价后,没有建议措施, 则该栏填入“无”。填入“无”的同时还要注明理由,特别在严 重度高的情况下将非常有用。 对过程措施的评估,可考虑但不限于使用:过程试验设计结果或 在适当情况下其它试验测试结果/经修改的过程流程图、车间平 面图、作业指导书或预防维护计划/对设备、夹具或机械规范的 评审/新的或经调整的感应、探测装置。2021/7/22237PFMEAPFMEA职责和目标完成日期职责和目标完成日期(l)(l) 填入负责完成每项建议措施的个人和组织的名字,包括目标完 成日期。负责过程的工程师/小组领导人应当确保所有建议措 施均已实施或得到妥善处理。PFMEAPFMEA措施结果措施结果(m-

111、n)(m-n) 这部分包括所有措施的实施结果,及其对严重度、频度、探测 度和RPN值的影响。PFMEAPFMEA采取措施和完成日期(采取措施和完成日期(m m) 措施实施后,填入已采取措施的简要描述,以及实施的实际完 成日期。2021/7/22238PFMEAPFMEA严重度、频度、探测度和严重度、频度、探测度和RPNRPN(n n) 预防措施/纠正措施实施后,确定并记录其严重度、频 度和探测度级别。 计算并记录衍生措施(风险)优先系数(如RPN)。 所有级别的修订都应评审。仅仅实施纠正措施并不能 确保问题的解决,因此还应当对其进行适当的分析和 试验以验证是否满足要求,直到可接受为止。 如有必

112、要进一步实施纠正措施,实施完成后仍需分析。 焦点永远是持续改进!2021/7/222392.4 2.4 热处理潜在失效模式及后果分析热处理潜在失效模式及后果分析潜在失效模式及后果分析按潜在失效模式及后果分析按FMEAFMEA第四版讲授第四版讲授2021/7/222402.4 2.4 热处理潜在失效模式及后果分析热处理潜在失效模式及后果分析潜在失效模式及后果分析按潜在失效模式及后果分析按FMEAFMEA第四版讲授第四版讲授2021/7/222412.4 2.4 热处理潜在失效模式及后果分析热处理潜在失效模式及后果分析潜在失效模式及后果分析按潜在失效模式及后果分析按FMEAFMEA第四版讲授第四版

113、讲授2021/7/222422.4 2.4 热处理潜在失效模式及后果分析热处理潜在失效模式及后果分析潜在失效模式及后果分析按潜在失效模式及后果分析按FMEAFMEA第四版讲授第四版讲授2021/7/222432.4 2.4 热处理潜在失效模式及后果分析热处理潜在失效模式及后果分析潜在失效模式及后果分析按潜在失效模式及后果分析按FMEAFMEA第四版讲授第四版讲授2021/7/22244热处理潜在失效模式及后果分析热处理潜在失效模式及后果分析潜在失效模式及后果分析按潜在失效模式及后果分析按FMEAFMEA第四版讲授第四版讲授2021/7/222452.5 2.5 热处理过程的控制计划热处理过程的

114、控制计划控制计划按控制计划按APQPAPQP第二版讲授第二版讲授 什么是控制计划?控制计划是对控制产品所要求的系统和过程的形成文件的描述;控制计划用来最大限度减少产品和过程的变差;控制计划是动态文件,应反映当前使用的控制方法和测量系统;控制计划应随着测量系统和控制方法的评价和改进而更新。 主要途径:通过总体系设计,选择和实施增值性控制方法,并提供结构性的文件方式。 作用:产品寿命周期早期对过程初始计划起成文和交流目的;正式生产阶段提供过程监测和控制方法;整个产品寿命周期保持使用。 每个零件应有一个控制计划,但是在很多情况下,系列控制计划可以覆盖采用通用过程生产的多个相似零件。2021/7/22

115、2462.5 2.5 热处理过程的控制计划热处理过程的控制计划 依据以下过程步骤开发控制计划 原材料入厂; 零件运输和装炉; 奥氏体化过程; 随后的淬火过程; 回火过程; 其他等。2021/7/222472.5 2.5 热处理过程的控制计划热处理过程的控制计划2021/7/222482.5 2.5 热处理过程的控制计划热处理过程的控制计划2021/7/222492.5 2.5 热处理过程的控制计划热处理过程的控制计划2021/7/22250控制计划栏目说明控制计划栏目说明1)样件、试生产、生产 表示适当的分类 样件在试制中,尺寸测量、材料和性能实现的描述。 试生产在样试后试生产后,正式生产前所

116、进行的尺寸测量 、材料和性能试验的描述。 生产在正式生产中,产品/过程特性、过程控制、试验和测 量系统的全面文件化描述。2)控制计划编号 如适用时,输入控制计划文件编号以便于追溯。对于多页的 控制计划则填入页码(第_页共_页)。3)零件编号、最新更改水平 填入被控制的系统、子系统和部件编号。适用时,填入源于 样图规范的最近工程更改等级和/或发布日期。2021/7/22251控制计划栏目说明控制计划栏目说明4)零件名称/描述 填入被控制产品/过程名称和描述。5)组织/工厂 填入制定控制计划的公司和适当的分公司工厂部门的名称。6)组织代码(供应商代码) 按顾客要求填入识别号(例如:顾客的供应商代码

117、.)。7)主要联系人/电话 填入负责控制计划的主要联系人姓名、电话号码和E-mail8)核心小组 填入负责制定控制计划最终版本的人员姓名、电话号码和Email。建议将小组所有成员的姓名、电话号码、E-mail和地址都纳入附表中。2021/7/22252控制计划栏目说明控制计划栏目说明9) 组织/工厂批准/日期 如需要,获得制造厂的批准。10)日期(编制) 填入首次编制控制计划的日期。11)日期(修订) 填入最近修订控制计划的日期。12)顾客工程批准日期 如要求,获得负责的工程批准。13)顾客质量批准日期 如要求,获得负责的供方质量代表批准。14)其他批准日期 如要求,获得其他同意的批准。202

118、1/7/22253控制计划栏目说明控制计划栏目说明15)零件/过程编号 该项编号通常参照与过程流程图,如果有多零件编号存在(装配),那么相应地列出单个零件编号和它们的过程编号。16)过程名称/操作描述 系统、子系统和部件制造的所有步骤都在过程流程图中加以描 述,过程流程图中最能描述所述活动的过程/操作名称。17)制造用机器、装置、夹具、工装 需要时,对所描述的每一操作,确定加工设备,诸如制造用的 机器、装置、夹具和其他工具。 特性(包括栏目18、19、20):过程或其输出(产品)的显著特征、尺寸和性能,关于这些特性的计量和技术数据可以收集到,适当时可使用目测辅助工具。2021/7/22254控

119、制计划栏目说明控制计划栏目说明18)编号要求时,填入来自所用文件,诸如(但不限于)过程流程图、已编号的蓝图、FMEA、和草图(计算机或其他方式绘图)中的相互引用的编号。19)产品产品特性是指在图样或其他主要工程资料中所描述的部件、零件或总成的特点和性能。核心小组应从所有来源中识别出组成重要产品特殊特性。所有特殊特性都用应列入控制计划中,此外,制造者还需列入在正常操作中用于跟踪过程常规控制其它产品特性。20)过程过程特性是与已确定的产品特性有因果关系的过程变量(输入变量)。过程特性仅能在其发生时才能加以测量。核心小组应识别和控制过程特性的波动以最大限度地减少产品波动。对每一产品特性,可能有一个或

120、多个过程特性。在某些过程中,一个过程特性可能影响多个产品特性。2021/7/22255控制计划栏目说明控制计划栏目说明21)特殊特性的分类 按顾客要求使用适当的分类方法来指定特殊性的类型,或这一栏也可空着用来填写未指定的特性。 顾客可以使用特殊符号来标识那些诸如影响顾客安全、法规等符合性、功能、配合和外观的重要特性。方法(包括2225):使用程序和其它工具控制过程的系统计划。22)产品/过程规范/公差 规范/公差可以取自多种工程文件,诸如(但不限于)图样、设计评审、材料标准、计算机辅助设计数据、制造和/或装配要求。2021/7/22256控制计划栏目说明控制计划栏目说明23)评价/测量技术 这

121、一栏标明了所使用的测量系统。它包括测量零件/过 程/制造设备所要求的量具、检具、工具、和/或试验装置 。在使用测量系统之前应当对测量系统进行分析,以确保 对监视和测量设备的控制。例如应当对测量系统的线性、 再现性、重复性、稳定性和准确性进行分析,并作出相应 的改进。参见MSA手册。24)样本容量/频率 当需要抽样时,列出相应的样本容量和频率。2021/7/22257控制计划栏目说明控制计划栏目说明25)控制方法 这是有效的控制计划的关键要素之一。 这一栏包含了怎样进行操作控制的简要描述,适用时包括程序 编号。所用的控制方法应是基于对过程的有效分析。 控制方法取决于质量策划(如FMEA)时识别的

122、过程类型和风险。 可使用(但不限于)统计过程控制、检验、计数数据、防错( 自动/非自动)和抽样计划等来对操作进行控制。 控制计划的描述应当反映在制造过程中实施的策划和策略。如 果使用复杂的控制程序,计划中将引用程序文件的特定识别名 称和/或编号。对于典型过程的控制参见示例。 为了达到过程控制的有效性,应持续评价控制方法。例如,如 过程和过程能力的重要变更后,就应当对控制方法进行评价。2021/7/22258控制计划栏目说明控制计划栏目说明26)反应计划 反应计划规定了为避免生产不合格产品和操作失控所需的 纠正措施。这些措施通常是与最接近过程的人员,如操作 者、作业准备人员或主管的职责,并应在计

123、划中明确说明 ,应当记录已采取的措施。 对预防措施应以文件化的形式加以规定。 在任何情况下,可疑或不合格的产品应由反应计划中指定 的负责人员将其清楚地标识、隔离和处理。本栏目还可用 来标注特定的反应计划编号并标识反应计划的负责人员。2021/7/22259热处理工艺过程开发n热处理作业指导书是否得到开发n检验作业指导书是否得到工程规范的正确传递并降低变差n控制计划中的参数是否通过作业指导书得到实施并执行2021/7/222602021/7/22261第四部分CQI-9热处理系统评审的要求2021/7/22262 什么是AIAG和CQI-9 CQI-9主要内容引言1. 范围2. 热处理系统评审程

124、序3. 特殊过程:热处理系统评审表附录A 过程表附录B 术语2021/7/22263什么是AIAG和CQI-9AIAG:美国汽车工业行动集团Automotive Industry Action Group 由戴姆勒-克莱斯勒、福特和通用三大汽车公司于1982年发起组建,世界公认的非盈利性、全球性行业组织。 目的是通过AIAG这个平台,更好地促进和发展其成员间的合作,从而促进汽车工业的繁荣。 在AIAG的组织下,近1,500 个成员公司(包括汽车原始设备制造商、零部件供应商、及汽车零部件供应链其他环节的厂商)的志愿者在一起,共同解决汽车供应链的标准化问题。 AIAG 成员对新工艺和新标准的制定起

125、了不可替代的作用,一些创意性、前瞻性的设想在这个平台上得以充分的交流,同时也促进了贸易伙伴关系 AIAG网站:www.aiag.org(英文), (中文)2021/7/22264什么是AIAG和CQI-9CQI-9:特殊过程热处理系统评审 由AIAG热处理工作小组起草,经技术委员会批准; 发布时间: 2006年3月第一版; 2007年8月第二版 CQI-9第二版实施生效时间: 戴姆勒-克莱斯勒2008年1月7日 福特汽车公司2008年1月7日 通用汽车公司2008年1月7日2021/7/22265CQI-9 特殊过程:热处理系统评审引言1. 范围2. 热处理系统评审程序3. 特殊过程:热处理系

126、统评审表附录A 过程表附录B 术语2021/7/22266引言概述 CQI-9:特殊过程:热处理系统评审的准备工作由AIAG热处理工作小组完成。这些热处理要求是对顾客标准及产品标准的补充。 热处理系统评审适用于评审一个组织的能力,审核其能力是否满足本要求,以及是否满足顾客要求、政府法规要求和该组织自身的要求。热处理系统评审也适用于组织对其供方的评审。 本文件中,“应”(shall)表示要求,用于自我评定。如果达不到要求,那么,本评审中有两种表达结果的方式:可以是“不符合(未满足要求)”、或者是“需要立即整改”。“应当(should)表示建议。凡使用“例如”(such as)一词的句子,是提出某

127、些建议,仅供参考。2021/7/22267引言过程方法 本文件支持在ISO/TS16949:2002中描述的汽车行业的过程方法。 有关过程方法详见本课程第三部分内容。2021/7/22268引言热处理系统评审目标 本文件的目标是在供应链中建立持续改进,强调缺陷预防,减少变差和浪费的热处理管理系统。 本文件与国际认可的质量管理体系以及适用的顾客特殊要求相结合,规定了热处理管理系统的基本要求。 本文件旨在为汽车生产件和相关服务件组织建立热处理管理系统提供一个通用的方法。2021/7/22269引言评审程序 除非获得顾客特许,评审工作每年都应进行,以便反复地审核工艺状况是否持续符合本文件的要求。每次

128、评审都应使用本文件对组织的热处理系统进行审核。 后续的作业评审(见4.0节)应从符合本文件要求的不同汽车零部件制造商那里抽取零件。 评审应按ISO/TS16949:2002规定的过程方法进行。2021/7/22270引言审核员资格 审核员应具有如下规定的经验,以确保进行热处理系统审核:1、具有经验的质量管理体系内部审核员(如: ISO/TS 16949:2002, ISO 9001:2000);2、评审人员应当具有热处理技术领域的学识。其依据凭证应包括: 在热处理技术领域具有至少五年的工作经验,或者,接受正规的金相教育与从事热处理实践工作这两者的合计时间至少为五年。3、评审人员应当具有熟练应用

129、汽车质量管理的核心工具的学识与能力,包括统计过程控制、测量系统分析、生产件批准、潜在失效模式及后果分析以及产品质量先期策划。注:如果要求符合上述资质的评审人员的人数多于一位,那么,主评审员应当是符合第1项要求的人员。2021/7/22271引言其他要求 组织应保持记录及其针对任何不符合项所采取的适宜 的纠正措施计划,作为该组织符合本文件要求的证据。 所有这些记录应准备妥当,以便顾客要求按照本文件 中条款执行时可及时审阅。2021/7/222721.1. 范围1.1 总则 本文件为有下列需求的组织及其热处理供方规定了热处理特殊过程的要求: 需要证实其具有稳定地提供满足顾客要求和适用法规要求的产品

130、的能力;并且 通过系统的有效应用,包括系统持续改进过程的有效应用,旨在增强顾客满意。 热处理系统评审适用于整个汽车供应链上有顾客特殊要求的生产件及(或)服务件的现场。2021/7/222731.1. 范围1.2 1.2 应用 本文件规定的所有热处理系统评审要求是通用的,旨在适用于各种类型、不同规模和提供不同产品的热处理组织。 本文件设计了五种过程表,评审 时请选择使用适用的表格。2021/7/222741.1. 范围1.2 应用 过程表A渗碳/碳氮共渗/复碳/调质(淬火和回火)/贝氏体等温淬火/马氏体分级淬火/回火/沉淀硬化时效 过程表B气体渗氮/氮碳共渗(气体或盐浴) 过程表C铝的热处理 过

131、程表D感应热处理 过程表E 退火/正火/去应力退火对为达到零部件最后的理想特性而进行退火、正火或去应力退火的所有组织,都要求符合CQI-9。注:原料或原材料,或任何中间热处理过程步骤的材料生产商,只要不影响零部件的最终特性,可免于符合CQI-9 中的要求。2021/7/222751.1. 范围1.2 1.2 应用 过程表格包括如下要求:1. 1. 过程和检测设备2. 2. 高温测量仪器3. 3. 过程监视频率4. 4. 过程检测和最终检测频率5. 5. 淬火剂和溶液检测频率 上述过程表规定了过程参数规范及过程参数和零件的检测频率。热处理系统评审中的要求/ /指南将具体说明审核员何时参考这些过程

132、表。2021/7/222761.1. 范围1.3 1.3 参考文献 本文件参考了下列标准。适用范围只限于被参考的主题事务。2021/7/222772. 2. 热处理过程评审程序1 1、从AIAGAIAG获得最新版本的CQI-9CQI-9特殊过程:热处理系统评审第二版。2 2、识别所有CQI-9CQI-9特殊过程:热处理系统评审所适用的热处理过程(见CQI-9CQI-9,1.21.2)。将这些过程记录在热处理系统评审第1 1页上。3 3、完成热处理系统评审,确定其与规定要求相符合的程度。第1 13 3节应首先完成,并且独立于之前已进行过的任何审核。每次评审应至少完成一项作业审核(见第4 4节)。

133、4 4、指出每一个不符合项并决定纠正措施,包括分析根本原因和相应的纠正措施的实施情况,整改措施应当在9090天之内完成。纠正措施及其验证的记录应予保持。2021/7/222782. 2. 热处理过程评审程序5 5、“需要立即整改”要求对有疑问的产品立即采取隔离措施。列出每一项“需要立即整改”的事项,并确定整改措施,包括根本原因分析与相应的整改措施的实施情况,整改措施应当在9090天之内完成。整改措施及其验证的记录应予保持。6 6、评审应每年进行一次,除非顾客另有特别规定。2021/7/222793 3 特殊过程:热处理系统评审表2021/7/222803.3.特殊过程:热处理系统评审表封面表格

134、填写说明1. 1. 现场名称:被评估现场的名称 一张表格只应用于一个现场。该现场可能在同一区域拥有几栋厂房或场地。如果这些不同场地有独立的管理团队(质量经理或金相热处理专家)或不同的管理体系,则这些场地应视为不同的现场。2. 2. 地址:被评估现场的街道地址, ,邮箱信息可作为附加信息。3. 3. 电话号码:现场的电话号码。 如果现场没有总机电话号码,则应使用业务经理或质量经理的电话。4. 4. 传真号码:现场的传真号码。5. 5. 该现场热处理员工的人数:与该现场热处理操作相关的员工人数,包括计薪工及计时工。2021/7/222813.3.特殊过程:热处理系统评审表封面表格填写说明(续)6.

135、 6. 该现场只为所属公司生产热处理件吗(是否):如果该现场只为自己所属公司生产热处理件,则填入“是”;如果该现场不为自己所属公司生产任何热处理件,则填入“否”。7.7.该现场为所属公司之外的公司生产热处理件吗(是否):如果该现场不仅为自己所属公司生产热处理件,而且还为其它公司生产热处理件,则填入“是”;如果该现场不为其它公司生产任何热处理件,则填入“否”。8.8.评审日期:填入评审日期。应使用文字数字格式,以免与不同的数字日期格式产生混淆,如:May 3-4,2006May 3-4,2006(2006 2006 年5 5月3 - 4 3 - 4 日)。9. 9. 上次评审日期:填入该现场上次

136、CQI-9CQI-9热处理系统评审日期2021/7/222823.3.特殊过程:热处理系统评审表封面表格填写说明(续)10.10.该现场的热处理过程模式:在该现场进行的所有热处理过程前面打勾做上记号。这些信息决定了在评审时应使用合适的过程表。未列入封面表格的热处理过程不属于热处理系统评审的一部分。11.11.现有的质量体系证书:热处理组织应列出他们现有的所有质量体系证书,如ISO/TS16949:2002ISO/TS16949:2002、ISO9001:2000ISO9001:2000质量证书。证书分为第三方认证或顾客质量认证。如果已获得顾客质量认证证书,则应说明最后一次顾客评审的日期。12.

137、12.复审日期(如有必要):如在初始评审时发现了“不符合项”,则热处理组织应关注处理每一不符合项并确定其纠正措施,包括根本原因分析和相应的纠正措施的实施。复审日期应在此说明。此外,相关纠正措施的实施后,应针对所观测到的证据来调整修改初始评审中使用的第1 14 4节中的相关问题。同时不符合项数量也应相应修改。2021/7/222833.3.特殊过程:热处理系统评审表封面表格填写说明(续)13. 13. 联系人:列出热处理组织主要负责人的姓名、职务,电话号码,如果可行,还有E-mailE-mail地址。14. 14. 审核员:列出审核员的姓名、公司,电话号码,如果可行,还有E-mailE-mail

138、地址。15. 15. 不符合项数量:填入在评审中发现的不符合项的数量。16. 16. 发现“需要立即整改”事项的数量:输入在评审期间观察到的“需要立即整改”的事项的数量。17. 17. 工作审核中发现“不能通过”事项的数量:输入在工作审核中观察到的“不能通过”的事项的数量。2021/7/222843.3.特殊过程:热处理系统评审表第13 13 节含有问题、要求及针对每个问题的指南: 第1 1节: : 管理职责和质量策划(1.11.11.191.19) 第2 2节: : 生产车间和物料处理的职责(2.12.12.162.16) 第3 3节: : 设备(3.13.13.193.19)评审人员应当把

139、由热处理组织提供的证据与在“要求/ /指南”栏目中列出的要求进行对比,以便评审热处理组织是否符合在第13 13 节中的要求。2021/7/222853.3.特殊过程:热处理系统评审表注1:在“要求/指南”栏目中,“应(shall)”一词表示要求,而术语“例如(such as)”是提出某些建议,仅供参考。注2:在过程表与问题相关时,“要求/指南”栏目将会提示评审人员。在过程表与问题相关时,评审人员应当对热处理组织是否符合过程表中所指定的章节的要求予以评审。注3:如果问题不适用于热处理组织,那么,评审人员应当在“不适用”评审栏目内填入一个审核标记。如果所观察到的证据符合在问题中的要求,那么,评审人

140、员应当在“被评审事项的证据”栏目内填入相关的证据,并且在“符合”评审栏目内填入一个审核标记。如果所观察到的证据不符合在问题中的要求,那么,评审人员应当在“被评审事项的证据”栏目内注明“不符合”,并且在“不符合”评审栏目内填入一个审核标记。注4:在对所提出的问题进行评审时,凡是确定产品不符合要求,那么,评审人员就应当在“需要立即整改(NIA)”栏目内填入一个审核标记。“需要立即整改(NIA)”要求对有疑问的产品立即采取隔离措施。2021/7/222863.3.特殊过程:热处理系统评审表第一节管理职责和质量策划1.1 1.1 现场是否配备合格专职的热处理责任人? 为确保方便地获得热处理专门技术,现

141、场应配备合格专职的热处理责任人。该责任人应为全职员工且其岗位应在组织机构图中体现。其岗位资格描述应包括具有金相学和热处理知识,该岗位的资历应包括:在热处理技术领域具有至少5 5年的工作经验,或者接受正规金相教育和热处理工作实践合计时间至少为5 5年。1.2 1.2 是否进行热处理的质量先期策划(APQPAPQP)? 组织应建立产品质量先期策划的程序文件(APQPAPQP)。每一零件应进行可行性研究并获得内部批准,组织可以将相似的一组零件定义为一个系列进行可行性研究。在PPAPPPAP获得顾客批准后,不允许发生任何工艺过程的更改,除非得到顾客批准。当要求进行工艺过程更改确认时,热处理供方应主动联

142、系顾客。工艺过程的更改记录应予保持2021/7/222873.3.特殊过程:热处理系统评审表1.31.3热处理的PFMEAPFMEA是否得到更新并与当前的工艺过程一致? 组织应有文件化的PFMEAPFMEA管理程序,并确保PFMEAPFMEA得到更新以反映零件当前的质量状况。每一零件或零件系列应有形成文件的PFMEAPFMEA,或者每一过程都具有明确的过程规范。无论哪种情况,FMEAFMEA应体现从材料接收到零件交付的所有过程步骤,同时组织需对所有关键热处理的过程参数给予确认。应建立包括操作者在内的多方论证小组进行PFMEAPFMEA开发,具有高风险顺序数RPNRPN值的项目应每年进行处理和关

143、注。所有顾客和组织定义的关键特性、重要特性均应在PFMEAPFMEA中得到识别、定义和说明。2021/7/22288第一节管理职责和质量策划1.41.4热处理过程的控制计划是否得到更新并与当前的工艺过程一致? 组织应有文件化的控制计划管理程序,并确保控制计划得到更新以反映零件当前的质量控制。每一零件或零件系列应有形成文件的控制计划. .或者每一过程都具有明确的过程规范。无论哪种情况,控制计划都应说明从材料接收到零件交付的所有过程步骤并识别所有使用的过程设备,同时组织需对所有关键热处理的过程参数给予确认。应建立包括操作者在内的多方论证小组进行控制计划开发,该控制计划应和所有相关的文件如作业指导书

144、、工艺流程卡和PFMEAPFMEA保持一致。所有顾客和组织定义的关键特性、重要特性均应在控制计划中得到识别、定义和发布。过程评价的样本容量和抽样频率、产品特性应得到发布并和过程表3.03.0和4.04.0的最低要求保持一致。2021/7/22289第一节管理职责和质量策划1.51.5热处理相关规范和引用规范是否为最新的和可使用的?包括但不限于:SAESAE、AIAGAIAG、ASTMASTM和通用、福特、戴姆勒克莱斯勒等公司? 确保所有的顾客要求得到理解和满足。组织应获得顾客所有相关的热处理标准和规范,且确保其状态是可使用的最新版本。这些标准和规范包括但不限于那些由SAESAE、AIAGAIA

145、G、ASTMASTM和通用、福特、戴姆勒克莱斯勒公司发布的有关文件。组织应有一个过程,以确保所有与顾客及行业相关的工程标准和规范得到适时的评审、发放和实施。该过程应尽快进行,且不应超过两个工作周。组织应将该过程的评审和实施形成文件,并应规定如何获得顾客和行业的文件,如何在组织内部保存维护,最新的状态如何确定,相关信息如何在两周之内逐级落实到生产现场。组织应规定具体执行这些任务的责任人。2021/7/22290第一节管理职责和质量策划1.6 1.6 所有的操作过程是否有书面的过程规范? 热处理组织应有针对所有操作过程的书面过程规范,并包括相应过程参数的所有过程步骤。过程参数包括过程温度、时间周期

146、、装载率、气氛流量设置、传送速度、淬火搅动速度等。组织应确定这些参数及其公差范围以确保过程受控。所有操作过程都应有书面的过程规范,可采用作业指导书、工艺卡、计算机系统的参数设定表单或其他类似文件。2021/7/22291第一节管理职责和质量策划1.7 1.7 生产初始阶段、过程设备重新布置和大修后是否进行了生产能力的有效性研究? 为证明每一个过程能够生产出可接受的产品,组织应对每一过程进行能力研究,包括初始阶段、任何过程设备重新布置和大修后。组织应定义何谓大修。初始过程能力研究应包括指定了的年度工作范围的所有热处理炉生产线的热处理过程,一条热处理生产线可能包括许多设备的组合以集成所需的热处理工

147、艺,如硬化、淬火和回火。过程能力的研究方法应适合于热处理的产品特性,例如抗拉强度、表面硬化深度、硬度等。任何顾客的特殊要求均应满足,如果顾客没有提出特殊要求,组织应建立测量过程能力的接收准则。一旦未达到顾客特殊要求或内部规定的接收准则,应制定并实施整改措施计划。2021/7/22292第一节管理职责和质量策划1.8 1.8 是否针对整个热处理过程定期收集和分析数据,并对数据分析结果作出反应? 热处理产品及全过程的数据分析能提供缺陷预防( (防错) )的重要信息。组织应建立相应的系统用于持续地收集、分析产品和过程的数据并对其作出反应。分析方法应包括重要产品和重要过程参数的现行趋势或历史数据的分析

148、。组织应确定哪些重要参数需要列入分析范围。1.9 1.9 管理者是否每2424小时检查热处理监控系统? ? 管理者检查热处理监控系统的间隔应不超过2424小时。热处理监控系统包括但不限于:温度纸带记录、气氛纸带记录、计算机数据日志、热处理炉及操作者日志等。管理者检查应包括对失控状态或报警状态的探测。热处理炉数据的检查过程应予记录存档,此要求也适用于计算机数据。2021/7/22293第一节管理职责和质量策划1.101.10是否按AIAGAIAG的热处理系统评审要求每年至少进行一次内部评审? 组织应按AIAGAIAG的热处理系统评审要求每年至少进行一次内部评审,应及时发布审核发现的问题。1.11

149、1.11现场是否有一个文件化的返工处理过程? 质量管理体系应有一个文件化的返工( (重新热处理) )处理过程,该过程应包括对指定责任人的授权。返工处理程序应规定哪些产品特性允许返工, ,哪些产品特性不允许返工。任何返工操作应由资格的技术人员编制新的过程控制表,以注明所需热处理的更改事项。应清晰地记录何时、哪种材料进行了返工处理。返工产品的放行应经质量经理或指派的授权人批准。2021/7/22294第一节管理职责和质量策划1.12 1.12 质量部门是否对与顾客相关的重大事项和组织内部的重大事项进行评审、处理并形成文件? 质量管理体系应对与顾客相关的重大事项和组织内部的重大事项进行评审、处理并形

150、成文件。应采用成熟规范的解决问题的方式。1.13 1.13 是否针对热处理评审范围内的每个过程,建立了适用的持续改进计划? 组织应针对热处理系统评审范围内的每个热处理过程建立持续改进过程。这些过程的设计应促使产品质量和生产率的持续改进。采取的措施应体现优先顺序并应包括日期要求(预计完成时间)。组织应提供该项目运行有效性的证据。2021/7/22295第一节管理职责和质量策划1.14质量经理或指定的责任人是否批准对隔离材料进行处置? 质量经理负责批准并以文件规定适当的人员对隔离材料进行处置。1.15是否建立覆盖整个热处理过程适用于操作者的程序文件或作业指导书? 应建立覆盖整个热处理过程(从接收到

151、发运)并适用于操作人员的程序文件或作业指导书。该程序文件或作业指导书应包括处置潜在紧急情况(如停电)、设备启动及停止、产品隔离封存(见2.8)、产品检验和基本操作程序。这些程序文件或作业指导书应覆盖从原材料接收到产品发运的所有操作步骤,且车间操作人员应易于得到和理解。2021/7/22296第一节管理职责和质量策划1.16 管理者是否始终为热处理员工(包括后备工、临时工)提供培训? 组织应提供所有热处理作业的操作培训,所有员工包括后备工和临时工均应参加。应保持员工培训的文件记录,以表明员工得到了培训并进行了培训有效性的评价。管理者应规定每一岗位的资格要求,同时还应确定现在和将来的培训需求。1.

152、17 是否建立责任矩阵表,以确保由有资质的人员履行所有关键的管理职责和监控职责? 组织应建立所有关键管理职责和监控职责的责任矩阵表,并确保这些岗位职责由有资质的人员履行。同时还应识别这些关键职责的主要人员和后备人员。这些关键职责由组织规定,无论何时管理层应能方便地看到该责任矩阵表。2021/7/22297第一节管理职责和质量策划1.18 是否有预防性维护程序?并利用其数据形成预见性维护计划? 组织应建立关键过程设备(由组织识别)的预防性维护程序,该程序应是从维护申请到实施再到有效性评价的整个维护工作的闭环。设备操作者应有机会报告问题并应在闭环中解决问题。组织的数据资料,如停机时间、质量拒收(Q

153、R)、初始过程能力、重新维修指令和操作者问题报告均应用于改进预防性维护程序。热处理炉和各类发生器应按规定的频率制定相应的燃尽计划(详见过程表1.0)。应收集并分析维护保养工作的数据,作为预见性维护计划的一部分。1.19 热处理组织是否建立了关键零部件备件清单,以保证最小程度的生产中断? 热处理组织应建立并保持关键零部件备件清单,并应确保每一个零部件是适用的,以保证最小程度的生产中断时间。2021/7/222983.特殊过程:热处理系统评审表第二节生产车间和物料处理的职责2.1 是否确保输入接收系统的数据与顾客发运文件的信息一致? 将所有顾客要求和批次标识充分转换为内部热处理文件至关重要。应确保

154、输入接收系统的数据与顾客发运文件的信息一致。文件化的规范和符合的证据如工艺流程卡、生产订单等应予保持。当接收材料不能准确地和发运文件相符合时,组织应有详细的程序处理其差异。上述要求同样适用于内部的热处理部门,该过程是指接收和发运进出热处理部门的零件。2.2 热处理全过程的产品和生产状态是否清晰地标识并实施? 建立零件和容器(料箱)的标识管理程序,以避免错误处理和批次间的混淆。把产品存放在工厂内适当的场所(产品定置)并分批放置,以确保所有的工序未完成之前订单产品不会被发运。在热处理全过程中顾客产品应清晰地标识并分批贮存。待处理产品、在制品、完工产品应适当地分类隔开并标识。所有材料应存放在清楚标识

155、的专门区域内2021/7/22299第二节生产车间和物料处理的职责2.3在热处理全过程中能否保证批次可追溯性和完整性? 出厂产品的批次应能追溯到进厂零件的批次,准确地标识批次并结合与此相关的信息,能够在很大程度上提高根本原因的分析能力和持续改进的能力。2.4是否有足够的程序规定防止不合格产品流入生产系统? 为防止错误发运或与其他批次零件混淆,应建立可疑品和不合格品控制程序。该程序能有效地防止不合格品流入生产系统,程序应规定适当的处置、产品标识和原材料进入指定区域的跟踪。应明确指定不合格零件的存放区,以保证这类材料的隔离。2021/7/22300第二节生产车间和物料处理的职责2.5 在整个热处理

156、过程中是否有一个系统用于识别死角区,以减少零件混淆的风险(例如混入不合适的零件、未经热处理的零件或热处理不当的零件)? 热处理炉和其他过程设备都存在容易滞留零件的死角区,零件的滞留能导致损坏、不正确处理的零件或批次混淆/污染。在整个热处理过程中应有一个系统用于识别死角区,以减少零件混淆的风险(例如混入不合适的零件、未经热处理的零件或热处理不当的零件)。热处理组织应建立文件化的程序对每一个热处理过程/设备的死角区进行识别和监控。当每个零件的热处理工艺或装备改变时应识别并监控其潜在的死角区。术语: 死角区在容器(吊篮、工装夹具、装运箱等)或设备中可能容易滞留零件的区域,导致不同批次之间的零件混料。

157、2021/7/22301第二节生产车间和物料处理的职责2.6 热处理容器是否避免了不合适物料的影响? 装有顾客产品的容器应没有不合适物料。对卸空后及重新使用前的容器应予检查,以确保所有零件和不合适物料已被取出。应确定并说明不合适物料的来源。这样可确保在已完成热处理的批次成品中没有混杂不合格的热处理零件和不合适的物料。2.7 对热处理零件的装载是否有规定?是否已制定作业文件并加以监控? 应规定热处理零件的装载参数、制定作业文件并加以监控。装载参数包括:进料速度、传动带速度、每筐的零件数、装载重量。检查频率参见过程表3.0。2021/7/22302第二节生产车间和物料处理的职责2.8 操作者是否接

158、受当设备出现紧急情况包括停电时如何进行材料处理、实施遏制措施和隔离产品的培训? 计划外或紧急情况停工在很大程度上会增加不恰当的过程风险。操作者应接受针对设备出现紧急情况包括停电时如何进行材料处理、实施遏制措施和隔离产品的培训,培训应形成文件记录。明确规定设备出现紧急情况和潜在失效的作业指导书操作者应易于得到并理解。该作业指导书应规定所有与热处理过程如装炉、奥氏体化、淬火、回火等有关的遏制措施。2.9在热处理搬运、贮存和包装过程中能否充分保证产品质量? 产品的搬运、贮存和包装应充分保证产品质量。应针对防止零件损坏和其他质量风险,对热处理装炉系统、在线搬运和发运过程进行评审。某些设备包括传送带和其

159、它移动部件不可能适用于所有的零件配置,又如料筐装载过量的产品也可能增加零件损坏的风险。2021/7/22303第二节生产车间和物料处理的职责2.10 工厂的清洁、内部管理、环境和工作条件是否有利于质量的控制和改进? 工厂的清洁、内部管理、环境和工作条件应有利于质量的控制和改进。热处理组织应当评审这些条件及其对质量的影响。应明确规定并执行内部管理制度。应检查有害于产品质量的环境因素,如零件散落在地面上、淬火槽周围有油污、不适合的车间照明、烟雾等。2.11 零件是否避免了对后续热处理过程有害的污染物的影响? 很多零件在热处理后进行表面处理或外观加工如电镀或涂覆。零件应避免对后续过程或产品有害的污染

160、物的影响。有关处理前清洗和处理后清洗的参数应予监控并记录。油、污染物或残留物一旦作用于热处理过程就很难消除其影响。评审化学品供方对清洗系统的建议。零件热处理前应避免铁锈、毛刺、碎屑、有害的润滑剂混合物、乳化切削油、防锈油、润滑剂等的污染。2021/7/22304第二节生产车间和物料处理的职责2.12淬火系统是否得到监视、记录并控制? 淬火系统应受到监视、记录和控制。温度、搅动、等级、浓度(适用时)、淬火时间和悬浮物等应按热处理规范控制。检测频率详见过程表3.0和5.0。采用计算机监控的设备需要报警和报警日志,并满足确认要求。采用整体淬火的热处理炉要考虑淬火预冷时间的范围和报警。对淬火和回火的零

161、部件应规定其回火延迟的时间,如渗碳、碳氮共渗、调质、固溶处理、时效等。2.13适用时,是否对可溶性防锈油或其他防锈剂进行监视和控制? 零件在热处理后通常需立即浸入或喷涂防锈液处理。适用时应对可溶性防锈油或其他防锈剂进行监视和控制。热处理组织应保持这些溶液的特性在规定的公差范围内并予以记录。检测频率详见过程表5.0 。2021/7/22305第二节生产车间和物料处理的职责2.14 是否按过程表所规定的频率要求进行过程控制参数的监控? 过程控制参数应按过程表所规定的频率要求监控,详见过程表3.0。带有报警和报警日志的计算机监控设备需要满足确认要求。应指定专人通过如初始纸带记录或数据日志审核这些过程

162、参数。还需按1.9中的要求由管理者检查。2.15是否按过程表规定的规范及频率要求完成过程/最终的检验/试验? 应按过程表规定的规范及频率要求进行过程/最终的检验/试验,详见过程表4.0。2.16 产品试验设备是否得到检定(验证)? 产品试验设备应得到检定(验证)。试验设备应针对每一个适用的顾客特殊标准或由ASTM、DIN、EN、ISO、JIS、NIST、SAE等一致认可的标准进行检定(验证)/校准。检定(验证)/校准的结果应得到内部评审、批准并记录存档。校验频率详见过程表1.0。2021/7/22306术语AMS - Aerospace Material Specifications 航空材料

163、标准ASTM - American Society for Testing and Materials 美国材料试验学会SAE Society of Automotive Engineers 汽车工程师协会DIN- Deutsche Industria Norm 德国工业标准EN- European Standard 欧洲标准NIST- National Institute of States Techology 国家技术研究院JIS - Japan Industry Standard 日本工业标准ISO - International Organization for Standardiza

164、tion 国际标准化组织2021/7/223073. 特殊过程:热处理系统评审表第三节设备3.1热处理炉、气氛发生器和淬火系统是否配备适当的过程控制装置? 热处理炉、气氛发生器和淬火系统应配备适当的过程控制装置,包括温度计、碳势/露点仪、气体流量计等,淬火监控系统包括温度控制仪、搅动器、淬火油分析仪等。具体清单详见适用的过程表1.0 。3.2这些装置是否进行校准和/或检定(验证)?是否过期或还在使用期内? 这些过程装置应按规定的时间间隔校准和检定(验证),校验时间表详见适用的过程表1.0和2.0 。3.3 热电偶及其保护管是否按过程表检查或更换? 热电偶及其保护管应按预防性维护计划定期检查或更

165、换。详见适用的过程表2.0。2021/7/22308第三节设备n3.4是否按该过程表的要求进行温度均匀性测量? 应按过程表2.0的要求测量温度的均匀性,低于AMS 2750D中认可的测试频率是不允许的。某些热处理炉的设计(如旋转炉)排除了这一要求。不能测量温度均匀性的热处理炉,按AMS 2750D中3.5.15的替代试验方法是可接受的。n3.5热处理炉的控制热电偶与设定温度之差是否在该过程表的要求之内?应按适用的过程表2.0的极限要求控制炉内热电偶与设定温度值的变差。本要求不适用于多温区连续炉的第一区。n3.6每季度或任何修理/重置后,是否对过程及设备的报警装置检查测试?热处理组织应有热处理过

166、程及设备的报警装置清单,对过程和报警装置至少每季度或任何修理/重置后应进行测试,检查测试的记录应予保持。2021/7/22309第三节设备3.7气氛发生器和炉内气氛是否连续监视、自动控制并形成记录?气氛发生器和炉内气氛的碳势/露点应连续监视、自动控制并形成记录,详见过程表A的1.0和3.0 。对渗碳、碳氮共渗、调质,其碳势和露点的自动控制对所有发生器和气氛炉均是必须的。除旋转炉和摇动炉在原位控制和检测外,这些要求对渗碳、碳氮共渗、调质等过程是明确的。对旋转炉和摇动炉,应使用AMS 2750D 3.5.15.2“性能调查”所述方法确保对炉内气氛的有效控制。若没有使用气氛发生器则应对所供气氛的气体

167、流量监视和控制。审核员应按顾客要求、热处理控制计划和内部规程确认气氛控制系统的有效性。该气氛控制系统应将气氛露点/碳势的设定值保持在控制计划或内部规程规定的参数范围内。热处理组织应有碳势/露点检查结果的备份方法,【如露点仪、电阻丝、气体分析仪、间隙试片、碳棒等。自动连续气氛控制系统包括传感器(如氧探头)和红外线气体分析仪(IR)。验证频率详见过程表A的3.0 。】。2021/7/22310第三节设备3.8 当气氛监控备选系统的备份读数与原来的控制方法(碳势/露点读数)所确定的极限值不一致或不相关时,是否重新确定?该问题定义见渗碳、碳氮共渗、调质的过程表A。如果气氛验证检查的备份读数与原来的控制

168、方法(碳势/露点读数)所确定的极限值不一致或不相关时,热处理组织应解决超差的问题。气氛监控备选系统的读数和自动控制气氛露点/碳势的读数应保持在控制计划或内部规程所规定的范围内。该范围的公差随所规定的热处理过程及其设备的不同而异。热处理组织应采用适当的方法调整、纠正并重新建立/确定实际的气氛碳势/露点的读数与原有的控制和备份的气氛读数之间的差异。两种读数间建立联系的许可范围应写入控制计划或内部规程。碳势/露点的备份读数应使用以下一种或多种方法确定:碳棒或碳片;间隙试片;三气体分析仪;露点仪;电热线圈电阻。2021/7/22311第三节设备3.9 所有的氨管线是否都安装快速断开或三阀防故障安全排气

169、系统?所有连接热处理炉的氨管道应装备快速断开或三阀防故障安全排气系统。一般阀门即使都关闭时氨也能泄漏,因为对不要求氨的热处理过程这些氨气是不需要和有害的。任何通往热处理炉的氨管道上应装备快速断开装置,当碳氮共渗(或使用氨气的其他热处理过程)之后或其它不使用氨气的热处理操作之前,氨气管道应能及时断开。选用三阀防故障安全排气系统是可行的,有关三阀防故障安全排气系统详见附录B术语表中的定义和图例。当不需要氨气氛的热处理过程而断开氨气管道时应作出文件规定。2021/7/22312术语 三阀防故障安全排气装置(针对氨管道)在渗碳或调质处理过程中为防止氨气不慎进入炉内而对三个阀门进行控制的一种装置。当通入

170、炉内的氨管道关闭时,可能通过阀门泄漏的氨气会排放到大气中,从而防止氨进入炉内。2021/7/22313第三节设备3.10紧固件和小型金属零件在处理产品之前(完成需要氨气的处理后)是否进行了至少3小时的氧化燃尽? 该条款适用于紧固件和小型金属零件。热处理组织在处理产品之前(完成需要氨气的处理后)至少应完成3小时的氧化燃尽过程。不需氨气的热处理过程和零件则不需要供给氨气。工作日志、数据记录器或其他记录应保存实际的氧化燃尽时间,因为足够的时间能在不需氨气的产品热处理之前有效清除表面的氨。术语:氧化燃尽一个从炉内除去残留氨的过程,该过程通常包括除去绝大部分含碳保护气氛,然后导入氧化气氛。2021/7/

171、22314第三节设备3.11所有气氛炉和发生器是否都有各种气体的流量显示器或流量计? 所有气氛炉和发生器(输出、调整/校正气氛)应有气体流量显示器或流量计。流量显示器或流量计应按照热处理预防性维护计划进行周期性的保养维护。应有文件规定其清洁和适当的重新组装的要求。3.12螺纹紧固件的热处理连续炉是否都装备玻璃观察孔并在淬火炉末端装有高温红外测温仪? 连续炉出口要求装备高温红外测温仪以监控低于设定温度的零件。炉内温度报警器应在炉内设定温度的28(50)之内,监控结果应形成纸带记录或连续的数据记录。红外测温仪应至少每年进行一次校准和/或检定。所有的玻璃观察孔应按预防性维护计划进行清洗。2021/7

172、/22315第三节设备3.13奥氏体化盐浴的化学性能是否得到监控? 该条款适用于盐浴中的碳氮共渗、等温淬火和调质。热处理组织应每天监控奥氏体化盐浴中盐的化学性能以及零件脱碳情况。监控频率详见适用的过程表3.0。3.14 淬火介质是否进行分析? 热处理组织应定期进行淬火介质的特性分析,如冷却曲线、含水量、盐的浓度等,详见适用的过程表5.0 。*淬火介质特性值的允许公差由淬火介质供方或热处理组织规定。*热处理组织应评审其符合性,评审结果应予记录。2021/7/22316第三节设备第三节设备以下适用于感应热处理以下适用于感应热处理3.15 每个零件的定位是否得到控制? 每个零件都有检测零件正确定位的

173、方法,如接触开关、光学传感器、机械探测器等。3.16 热处理组织是否对每个零件的能量进行控制? 热处理组织应控制每个零件的能量或功率:*针对每台设备经过签字确认的信号监视器是首选的,该监视器能显示单位时间或距离(针对扫描系统)的能源消耗量(如电压伏特、功率千瓦等)。*能量监控设备或等效设备经过设计确认后方可接受。2021/7/22317第三节设备第三节设备以下适用于感应热处理以下适用于感应热处理3.17 热处理组织是否建立感应线圈管理系统?感应圈是否涉及加热圈和淬火压力通风系统? 热处理组织应建立感应线圈管理系统,感应圈要涉及加热圈和淬火压力通风系统。*现场应能获得每一零件的备用感应圈。*感应

174、圈应满足批准时的初始设计要求。*只要感应圈设计发生更改就必须获得顾客工程变更的批准。3.18 淬火系统是否自动化? 淬火系统应是一个自动化的操作过程。除非有经授权的顾客代表的特别批准,否则人工手动淬火是不允许的。淬火应自动地进行并得到控制。3.19 每一批零件是否都进行首件作业准备验证? 热处理组织对每一批零件都应进行首件作业准备验证。2021/7/22318作业审核操作说明作业审核操作说明 组织每一次热处理系统评审至少要完成一项热处理零件的作业审核。最好是针对顾客指定的必须与本文件相符的某一种零件,若时间允许可以多做。 安全件和关键件更适宜做作业审核,但不能简单地依靠紧固件进行评审,因紧固件

175、制造商不能识别最终顾客(如汽车制造商、多级供应商等)。建议在热处理系统评审的最后阶段做作业审核。 作业审核并不是热处理系统评审的唯一或主要的关注点。如果没有更重要的方面,管理职责和质量策划、生产车间和物料处理的职责及设备三个方面同等重要。2021/7/22319作业审核操作说明(续)作业审核操作说明(续) 一个零件、一个热处理过程和一台热处理炉的作业审核不足以作为完整的热处理系统评审各方面审核的基础。 作业审核是一种符合性的审核/评审,它针对一种特定零件及其相关的作业文件和热处理过程,包括热处理设备和整个工艺过程记录,即从零件进厂验收开始到热处理加工、检验、直至包装的全过程的记录。 零件应从仓

176、库即将交付发运的产品或已完成最终热处理的产品中抽取。若汽车制造厂的零件不能利用或不能鉴别,则应采用其产品符合本文件规定的其他顾客的零件来完成作业审核。2021/7/22320作业审核操作说明(续)作业审核操作说明(续)作业审核所要求的特殊热处理过程参数(见作业审核4.7)应填入作业审核表中,这些参数可以从评审顾客工程规范、控制计划、PFMEA和现场作业指导书中得到。 应评审每一热处理过程中适当的生产记录、符合性结果及产品检测报告,这些过程步骤与热处理系统评审中被确定的实际作业/过程相比较,评审实际作业过程/热处理工艺是否符合要求。 还应检查实际运行时间和班次运行状况等有关热处理记录及热处理炉的

177、情况。 设备部分应评审热处理炉及其相关仪表的真实状况是否与相关的设备要求相符合。2021/7/22321第四节第四节 作业审核作业审核2021/7/22322第四节第四节 作业审核作业审核2021/7/22323第四节第四节 作业审核作业审核2021/7/22324第四节第四节 作业审核作业审核2021/7/22325第四节第四节 作业审核作业审核2021/7/22326第四节第四节 作业审核作业审核2021/7/22327第四节第四节 作业审核作业审核2021/7/22328附录A 过程表五大类热处理过程控制的具体要求 过程表A渗碳/碳氮共渗/复碳/调质(淬火和回火)/贝氏体等温淬火/马氏体

178、分级淬火/回火/沉淀硬化时效 过程表B气体渗氮/氮碳共渗(气体或盐浴) 过程表C铝的热处理 过程表D感应热处理 过程表E退火/正火/消除应力2021/7/22329附录A 过程表2021/7/22330附录A 过程表说明 表中给出的所有要求都要服从于顾客特殊要求。 顾客可以增加其它要求,如检查试验、增加检测频次等,评审时审核员应证实热处理组织满足了顾客要求。*连续加热炉的检查频率是按批次(订单)或按规定执行,两者取频率多的。2021/7/22331附录A 过程表2021/7/22332附录A 过程表2021/7/22333附录A 过程表2021/7/22334附录A 过程表2021/7/223

179、35附录A 过程表2021/7/22336附录A 过程表2021/7/22337附录A 过程表2021/7/22338附录A 过程表2021/7/22339附录A 过程表2021/7/22340第五部分:热处理专题讨论2021/7/22341TUS(温度均匀性测试)n测试的工具n测试的方法n测试的接收准则2021/7/22342紧急情况作业指导书、返工作业指导书的制定;n识别那些紧急情况?n紧急情况的处理;n紧急情况出现之后如何进行质量判断和处理。2021/7/22343淬火系统的组成和淬火系统的控制 n淬火系统的构成要素n淬火系统的过程控制装置n如何进行淬火系统的过程控制?2021/7/22344n谢谢大家!2021/7/22345

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