航空产品真空热处理技术简介

时间:2013-10-10 10:21

  航空产品的工作环境是单调、 频繁和重复的作业,同时是高速、危险、重载恶劣环境下的作业。

  航空产品质量特点: 安全性、可靠性,生产过程的稳定性及一致性。

  航空产品的质量要求: 质量体系必须符合 AS9100 《质量管理体系-对航空、航天和国防组织的要求》,特殊产品和工艺必须进行NADCAP认证并通过其审核。AS9100重点是说明或保证产品安全性、可靠性和性能的附加要求与ISO9001相比增加了50项额外要求,主要变化是包含了专业需要,并且关注质量改进、安全性, 特别强调通过更加重视技术控制和内部过程控制,降低整个“价值流程”的成本。 AS9100将与一个审核检查表结合,称为EN9101《航空航天标准--质量体系评价》。NADCAP “ National Aerospace and Defense Contractors Accreditation Program” 是由欧美航空航天和国防工业巨头与美国国防部SAE 等机构共同发起一个专门对航空航天工业的特殊产品和工艺进行认证的体系,以通用的独立第三方(非盈利机构)认证解决方案代替各自对供应商进行重复的特种工艺审查认证,以有效地降低其供应商发展成本和潜在风险提供国际化的,没有偏见的,独立的加工工艺和产品审核和认证服务。它已成为航空商业过程中的一个强制要求。

  航空产品常用原材料及质量要求: 常用原材料是 铝/镁合金、钛合金、不锈钢及耐热合金、高温合金。原材料通用质量要求:材料标准,化学成分,机械性能(室温力学性能,高温力学性能)显微组织,低倍组织,轧制状态,热处理制度,无损检测,表面质量,尺寸公差及形状公差,质量一致性即批次构成要求,取样数量及检验部位,合格证书接受&复检管理程序及要求。

  不同原材料的特殊要求是铝合金需对表面粗晶环提出明确要求。 钛合金需对β转温度,α层厚度, 氢含量提出明确要求。不锈钢及耐热合金需对冶炼方法,发纹,夹杂物,顶锻试验,晶间腐蚀提出明确要求。高温合金需对碳化物,δ相提出明确要求。

  常用热处理设备及要求:铝合金、镁合金 --- 空气炉、盐浴炉,冷却介质是空气,、水(水温≥90℃,减少变形) ;钛合金、不锈钢及耐热合金、高温合金 --- 真空炉 (真空度 10-4 – 10T-6 TORR); 其它设备类型有箱式炉,、井式炉、保护气氛炉,冷却介质有氩气(精密产品,钛合金,高温合金)、油(16 ℃ - 71 ℃)、水(水温 < 38℃)。

  真空热处理设备的基本要求:

  l 真空度 10-4 – 10-6 TORR

  l 设备精度: Ⅱ--- Ⅲ , 保温精度 ±5℃--- ±10℃,

  控温精度 ±1.5℃ --- ±5℃,仪表精度 ≥ 0.25 --- 0.5,

  记录纸读数 ≤ 4 - 5 ℃/mm

  l 热电偶: N型(低温) 或 S型(高温)

  l 补偿导线: 符合标准要求

  l 检测仪表: 鉴定合格证,精度等级高于或等于生产中使用的仪表的精度

  l 转换开关: 无热电势多点转换开关

  l 测温架:随加热炉型号种类及测温方法而定

  真空热处理常用冷却介质:

  l 气体: 氩气 纯度 ≥99.99% , 气体储气罐体积、压力、连接管道直径需符合设备要求

  l 油: 牌号、体积、油温(测量及记录)、搅拌(必须机械式搅拌)

  l 水: 自来水或纯净水、体积、水温(测量及记录)、搅拌(必须机械式搅拌)

  l 转移速度: ≤ 15秒

  设备质证要求:

  l 合格证及完备的说明书

  l 安装测试验收要求、是否符合国家标准或行业标准或客户标准

  l 测试记录

  l 验收合格证

  设备维护要求:

  l 设备的控制及维护---设备操作手册或说明书、操作人员及维护人员培训及资格证书、维护保养计划、维护维修记录

  l 设备净化控制---定义、控制程序、周期净化、特别净化、记录

  l 生产环境控制---程序文件、符合性、其它相关设备是否有效

  l 泄露率、露点等、污染物检测---检测规范、频次、检测结果记录及处理、检测仪器等级要求

  有效加热区的测定及周期校验:

  l 内部控制程序、依据文件来源、

  l 校验资质要求、校验设备精度要求

  l 检测方法、要求、测试点的数量及位置、空载及/或装载、温度梯度、检测步骤

  l 重复测试、补充测试

  l 测试结果分析及结论、记录保存

  高温测定要求:

  l 通用要求:内部工艺规程及适用性及符合性(客户要求、国家标准)、客观证据

  l 热电偶:型号、校验周期、再校正、重新使用、数据、偏差、校正系数、工艺规程的符合性、记录

  l 成卷热电偶: 长度控制(305m)、二端校验、等级

  l 试验仪器及校正:数字显示、输出及数据的不可更改性、精度及灵敏度要求、仪

  l 器校验频次及校验结果、记录仪的走纸速率(每小时±3分钟)

  系统精度测试要求:

  内部工艺规程的适用性及符合性(客户要求、 国家标准)、 客观证据、试验方法

  设备的每一个控制区对温度控制和记录系统需进行系统精度试验、频次、安装验收

  测试结果记录、维护保养后的测试结果记录测试热电偶的使用要求

  温度均匀性检验及方法要求:

  l 通用要求: 内部工艺规程及适用性及符合性(客户要求、国家标准)客观证据

  l 校验点数量及位置、空载及/或负载校验要求、传感器装炉图、校验周期、校验精度、设备维护后的校验要求

  l 初始试验温度即合格的工作温度范围鉴定、温度梯度设定

  l 定期试验温度:规定温度的周期校验、最小及最大温度的年度校验

  l 检验方法: 记录仪的数据存储及输出(数字式)、温度稳定后数据读取间隔、实际均匀性的计算与比较

  l 补偿:符合客户要求、规范规定

  l 温度均匀性检验文件: 炉子标识、检验温度、传感器位置及图表、修正系数、测试公司及资质、测试技术人员信息、检测开始及结束时间日期、检测仪器标识、测试结果说明、仪器故障说明、时间温度分布数据、每一次读数的说明

  程序控制要求:

  l 文件相关控制程序---控制范围、接收/编制、审批、发放流程、文件版次、修订、废除

  l 合同审查控制程序---人员资格、合同、质量技术要求、货源批准要求、分包控制

  l 质量控制计划---检验和测试要求(验收/拒收)的符合性、工艺文件的符合性及完整性、周期校验/鉴定清单及计划

  l 超差品控制程序---通报/招回要求及程序、是否重复处理及控制要求

  l 纠正措施控制程序---客户提出/内部提出、根本原因、纠正措施、关闭确认

  l 内部审核控制程序---负责人及团队构成、审核清单、记录、质量体系/客户要求/工艺文件/NADCAP 符合性、措施及改进证据

  l 变更控制程序---人员授权、客户 批准、记录保存、现场实施程序

  l 首批要求控制程序---客户要求、首批验证、改进记录

  l 采购控制程序---分包的批准、消耗性物料的合格供应商批准、物料订购及验收控制程序

  l 电子程序控制及数据采集---记录及控制方法、备份及恢复方法、拷贝及安全位置、记录的不可更改性

  工艺过程控制要求:

  l 材料处理和追溯性---标识、数量、重量, 顾客文件引入、贯彻、记录及追溯

  l 生产准备控制程序---零件清洗及周转控制程序、 清洗工艺执行、检查、记录

  l 装夹、夹具、紧固件、周转---工艺规程规定 (通用、专用、间隔、清洗、维护、报废),记录

  l 冷却和冷冻过程控制---冷却方法、客户要求、批准、默认、程序规定(介质容量、时间、温度、温控流量、压力、仪表、延迟冷却、搅拌、浓度、阀门控制、应急措施),过程记录

  l 检测控制程序---工艺过程、检验数据的周期审查、记录

  l 抽样检查计划---抽样计划、方法、数量、频次及符合性

  l 工艺控制测试---工艺控制系统、适用范围、适用程序、认证、测试批量及频次

  l 硬度测试控制---试块来源批准、校验周期及记录、试块序号、试块上压痕数量及位置要求、试块与零件的符合性测量数值(最大值及最小值,不允许记录平均值)及换算

  l 金相显微硬度 --- 适用标准(AC7101/4)

  l 机械性能测试及试样制备 --- 适用标准AC7101/3

  l 产品表面污染测试---测试要求、测试程序的符合性;钢产品检测(渗碳/氮、脱碳、晶间氧化、晶间腐蚀) 钛产品检测(α层、氢含量); 高温合金检测(表面贫化层)

  热处理工程师任职资格要求:

  l 任职资格要求、相关控制程序、工作背景

  l 专业技术人员评估程序、评估记录

  l 培训记录、考核记录

  l 职业资质证书(客户、行业、国家、国际)

  l 相关的质量和试验职能部门资质

  l 持续改进计划

  操作员工任职资格要求:

  l 任职资格要求、相关控制程序

  l 员工评估程序、评估记录

  l 培训记录、考核记录、周期培训及考核

  l 岗位资质证书(内部及/或客户)

  产品质量保证措施要求:

  l 校验点数量及位置、空载及/或负载校验要求、传感器装炉图、校验周期、校验精度、设备维护后的校验要求;当校验失败时是否有评估规范、评估记录、超差期间已生产产品评估记录及处理结果;

  l 初始试验温度即合格的工作温度范围鉴定、温度梯度设定

  l 检验方法: 记录仪的数据存储及输出(数字式)、温度稳定后数据读取间隔、实际均匀性的计算与比较

  l 内部审核清单及计划、审核记录、不合格项的纠正措施、实施结果、检查结果

  技术要求差异性处理要求:

  l 热处理要求的顺序性: 热处理要求之间发生矛盾时,优先采用顺序为 订单或订单补充规定的特殊要求 / 图纸 / 客户通用规范 / 适用的材料规范

  l 温度公差:例如图纸规定 (1000℃ -- 1050 ℃) ±10 ℃ 即生产规范中规定温度范围应为(990℃ -- 1060 ℃)

  l 图纸规定了冷却速率但未规定公差,即理论冷却时间 +15分钟/-5分钟

  l 炉子在设定温度会有微小偏差,任何时候炉子设定温度不得超出公差带

  l 保温时间:所有图纸和规范中规定的热处理时间均应从整个炉料达到要求温度时开始计算。

  l 重复热处理:客户规范 / 行业标准(重复热处理后,其检查要求的变化)

  l 中断的热处理: 客户规范 / 技术协议规定 由大天数控加工中心http://www.hzdtsk.com整理发表,转载请注明