字字珠玑，一位热处理研究员谈热处理如何管理、质量如何控制

九万里

字字珠玑，一位热处理研究员谈热处理如何管理、质量如何控制

摘要
近年来，航空热处理得到了迅速地发展，各类设备的更新换代，各种法规与制度的建立，环境与职业卫生得到极大地改观，安全与保密意识得到极大地加强，节能与减排的效果获得长足地进步，测试条件与测试手段得到明显地改善。但是，阻碍航空热处理发展的核心问题也逐渐凸显，习惯问题、理念问题、积累问题、认识问题、全过程质量控制与管理问题、人才的培养问题、检查问题、审查问题、审核问题、整改问题等。以上诸多问题，非但没有得到根本地改变，在一定程度上来说，反而更显突出与恶化。本文仅对“习惯问题”、“理念问题”、“认识问题”等予以阐述。
热处理是采用在一定的介质中加热、保温、冷却的工艺手段或过程；是通过改变金属材料或制件表面、内部的组织、应力、应变，来控制金属材料或制件性能的工艺手段或过程。

国外是将热处理纳入金属热加工的关键手段之一，作为金属材料或制件加工的特殊工艺过程，采用全过程质量控制与管理的方法予以严格地控制与管理，利用完整的标准体系予以规范化地管理，实施严格的认证程序，采取严格的审核措施，同时将其视为“know  how”加以严格地保护。而国内是将热处理纳入金属材料学的范畴之中，作为金属材料与制件加工的工艺方法，采用“类似于冷加工的终检模式”予以控制，利用单纯的材料标准予以管理，并将其视为“瓶颈”。

国外的热处理是源于“工业革命”发展的本质规律。无论是理论研究，还是科学实践，均遵循“求真务实”、“循序渐进”、“持之以恒”、“重试验、重数据、重分析、重总结、重应用”的优秀习惯与科学理念。而国内的热处理是源于“急功近利”的思维模式，无论理论研究，还是科学实践，均执着于“急于求成”、“主观想象”、“经验办事”、“轻试验、轻数据、轻分析、轻总结、轻应用”的陈规陋习与主观臆造。

国外对于热处理：一是秉承“一种优秀的工作习惯” ——自觉地按照全过程质量控制与管理的规定执行；二是秉承“一种客观的科学理念” ——赋予材料的极限性能、赋予制件服役性能或极限的服役性能。而国内对于热处理：一是秉承“进度大于一切”——没有进度哪有质量、服役、……可言的陈规陋习；二是秉承“责任高于一切” ——只要程序符合就万事大吉的主观臆造。

九万里

一、热处理的发展历程

1.非工业化（作坊式）
仅达到“知其然，但不知其所以然”的认知程度。

在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用逐渐为人们所认识；早在公元前770～222年，中国人在生产实践中就已发现，铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化；白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺；公元前六世纪，钢铁兵器逐渐被采用，为了提高钢的硬度，淬火工艺随即得到迅速发展；随着淬火技术的发展，人们逐渐发现淬冷剂对淬火质量的影响。三国蜀人蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制3000把刀，相传是派人到成都取水淬火的。这说明中国在古代就注意到不同水质的冷却能力了，同时也注意了油和尿的冷却能力；中国出土的西汉（公元前206～公元24）中山靖王墓中的宝剑，心部含碳量为0.15%～0.4%，而表面含碳量却达0.6%以上，说明已应用了渗碳工艺；……但当时作为个人“手艺”的秘密，不肯外传，因而发展很慢。

2.工业化
已达到了“知其然，并知其所以然”的认知深度。
1863年，英国金相学家和地质学家展示了钢铁在显微镜下的六种不同的金相组织，证明了钢在加热和冷却时，内部会发生组织改变，钢中高温时的相在急冷时转变为一种较硬的相；法国人奥斯蒙德确立的铁的同素异构理论，以及英国人奥斯汀最早制定的铁碳相图，为现代热处理工艺初步奠定了理论基础；人们还研究了在金属热处理的加热过程中对金属的保护方法，以避免加热过程中金属的氧化和脱碳等；1850～1880年，对于应用各种气体（诸如氢气、煤气、一氧化碳等）进行保护加热曾有一系列专利；1889～1890年英国人莱克获得多种金属光亮热处理的专利；……

真正地实现了“理论与实践相结合”，系统地、深入地、广泛地解决了客观存在的实际问题。

3.精密化
20世纪以来，金属物理的发展和其他新技术的移植应用，使热处理得到了更大的发展。

1901～1925年，在工业生产中应用转筒炉进行气体渗碳；30年代出现露点电位差计，使炉内气氛的碳势达到可控，以后又研究出用二氧化碳红外仪、氧探头等进一步控制炉内气氛碳势的方法；60年代，热处理技术运用了等离子场的作用，发展了离子渗氮、渗碳工艺；激光、电子束技术的应用，又使金属获得了新的表面热处理和化学热处理方法；……

从而可靠地赋予了材料的极限性能，稳定地赋予了制件的服役性能或极限的服役性能。

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二、热处理的本质

1.“由技入道”
（1）保证优化的工艺、方案、过程、设计……，为了提高产品质量，从而为了赋予材料极限的性能，更为了赋予制件服役性能或极限的服役性能。

（2）保证稳定不变的工艺、方案、过程……，为了得到分散度极小的均一产品质量，从而为了可靠地赋予材料极限的性能，更为了稳定地赋予制件服役性能或极限的服役性能。

2.特殊过程
热处理属于该加工质量（质量特性）不易或不能通过其后的检验或试验而得到充分验证的过程。
（1）产品质量（质量特性）不能通过后续的测量或监控加以验证的过程。
（2）产品质量（质量特性）需进行破坏性试验或采取复杂昂贵方法才能测量或只能进行间接监控的过程。
（3）该过程产品仅在产品使用或交付之后，不合格的质量特性才能暴露出来。

3.特殊过程的识别
是对特殊过程进行监控和确认的首要工作，关系到特殊过程是否能得到应有的安排和控制的关键环节。识别特殊过程的三项原则：
原则一：该过程是否形成了那些顾客要求的、产品的真正质量特性？与产品真正质量特性无关的过程不是特殊过程。
原则二：过程虽然形成了产品的真正质量特性，但这些特性能够在“后续”的检验中组批进行连续的放行检验而不是间断的、周期性验证的过程不是特殊过程。
原则三：产品或服务的实现与交付同时发生，导致问题或缺陷在产品使用或服务交付后才会被发现的过程是特殊过程。

4.特殊过程的质量控制
特殊过程需要进行连续的参数监控，以确保过程质量的稳定。特殊过程质量控制的基本准则有三点：
第一点：过程控制的严格程度：应视产品类型、用途、用户要求和生产条件等情况而有所区别；应依据企业的具体情况采用不同的控制手段。
第二点：特殊过程：必须进行全过程的质量控制与管理，任何工艺环节都应处于受控状态。
第三点：根据工艺特点，加强工艺方法的试验验证、及时总结最佳工艺控制参数、列入工艺规程、对工艺参数进行连续控制。（持之以恒、坚持不懈）。

5.特殊过程的质量控制步骤
（1）制订制度，落实责任  为了加强对控制点的管理，应制订切合本企业实际的控制点管理制度，明确控制点有关部门和人员的责任分工，规定日常工作程序和检查、验收、考核办法。

（2）建立控制点和复核  在产品投人大批量生产的初期，就应按工艺部门提出的工序质量控制计划进行控制点的建点活动。由于每个控制点都是由不同部门的不同人员组成的一个小集体，加上控制要求、方法不尽相同，建立控制点是比较复杂的组织工作。
应由质管部门对全体有关人员进行控制点的基本概念和方法的培训；每建立一个控制点都要由工艺部门召集有关人员交底并落实各人的工作任务。
由于工序控制文件是在正式批量生产之前编制的，其内容和要求不一定完全切合实际，工艺部门在建点初期必须认真组织复核，发现问题及时修改和完善。在运行三个月以后，如果认为基本可行，工艺部门可以会同质管部门逐点组织验收。

（3）信息反馈和处理  控制点的质量信息是生产现场质量信息的重要组成部分，应由车间质量管理员集中管理。
在各控制点的控制图和数据记录中，包含着许多宝贵的质量信息，车间质量员应及时收集、汇总，会同工艺人员进行统计分析，作为指导这些工序的重要依据。对突发性异常质量信息，应建立高效的信息传递渠道，以便及时做出反应使控制点保持受控。

（4）检查和考核  为使控制点活动保持正常，定期检查和不定期抽查是十分必要的。
检查按本企业控制点管理制度的规定执行。一般有：本班组组长和质量员自查；本车间领导、质管员和技术组长抽查；巡检员结合查产品的检查；质管部门会同工艺部门组织的抽查和各级领导干部亲自组织抽查等。每次检查均应有记录并作为考核的依据。

（5）控制方法的改进  控制点是工序质量审核的主要对象。通过审核可以寻求改进控制方法的途径，任何改变都必须认真验证，按规定程序由工艺部门将修改后的内容纳入质量控制文件。

九万里

三、热处理的特征

特征一：航空装备遵循的是“乘法法则”。即：航空发动机（以其为例）所遵循的是“乘法法则”，而绝非“加法法则”。

它绝不因某一环节受重视而达到前所未有的水平就能提升航空发动机的整体水平。但是却存在如下的必然：只要其中某一环节（如：热处理环节）不受重视而使其水平落后至零的话，则航空发动机的整体水平就必然是零，这就是航空发动机的“乘法法则”。

同样，热处理也遵循的是“乘法法则”。热处理的各个环节（人、机、料、法、环、测、安、密）之间，彼此也同样遵循的是“乘法原则”。无论承认与否，它确是是客观存在的规律！摘自《金属加工（热加工）》杂志

特征二：热处理的两大基本要素：一个是“习惯”，另一个是“理念”。前者是基础，后者可提升。“习惯”对技术工人来说是永恒的目标；“习惯”对科技人员来说则是前提条件，“理念”对科技人员来说是永恒的目标。“习惯”靠全过程质量控制的方法来磨练，“理念”靠试验的积累来积淀。

特征三：哲学告诉大家“不要将所有鸡蛋放在同一个箩筐内”。但是关键构件（如：航空发动机叶片，飞机起落架等）的热处理，却必须要坚持走专业化平台（科研、生产）的道路。

九万里

四、解决的途径

没有金刚钻别揽瓷器活！有了金刚钻就一定能揽瓷器活吗？
热处理：需要“如金刚钻”一般可靠、稳定的设备；需要“能揽瓷器活”的行业精英；更需要“瓷器行业”森严的规矩；需要“干瓷器活”的艰辛与执着。

1.细化制度、明确流程
（1）人、机、料、法、环、测、安、密管理规章与制度、规程与规范的编制（形成系统、完善、细化、行之有效的管理文件）。
（2）将所编制的规章与制度、规程与规范赋予流程化、表格化（形成简单、明了、通俗、易懂的执行文件）。
（3）建立、健全记录人员的记录体系（形成可追溯性的记录体系）。
（4）建立带班负责人的记录体系、监督与自查体系（编制系统化的表格）。
（5）建立生产班组长的关键点记录体系与组内检查体系（编制具有针对性的表格）。
（6）建立生产调度专责的每日巡查体系（编制相关巡查记录表格）。
（7）成立应急小组，制定应急预案与整改措施（编制完整的整改措施表格）。
（8）建立主管负责人的每月考核体系（编制月考核记录表格）。
（9）建立基层单位的每季度考核体系（编制季度考核记录表格）。
（10）单位各职能部门的不定期的抽查与内审（编制抽查与内审记录表格）。
（11）问题整改工作的复查（编制复查表格），保证问题的归零。

2.过程中宣贯、过程中培训
针对上述规章、制度、规程、规范、记录表格、自检表格、检查表格、审核表格……，开展定期与不定期的宣贯、培训与考核。

3.定岗与定责（KPI）
根据上述规章、制度、规程、规范、记录表格、自检表格、检查表格、审核表格……，确定每个人（生产记录人员、带班负责人、班组长、生产调度……）的岗位职责。

4.贯彻与落实
根据上述规章、制度、规程、规范、记录表格、自检表格、检查表格、审核表格……，重点完成落实、执行、监督、检查、考核各环节的诸项工作。

5.整改机制（形成闭环）
（1）实时整改机制的建立、落实与执行（编制相应的整改单）。
（2）整改单的落实、执行、完成、复查、核对、考核、建档…，最终形成闭环。
（3）有检查、有内审、有审核……，就会有问题被发现。
（4）一旦提出了问题，应急小组就必须立即给出对应的整改措施，并及时将整改措施下发给对应的责任人。
（5）整改措施一经发出，相关责任人必须限期完成整改，同时纳入考核之中。
（6）整改完成后，相关责任人主动申请复查程序。
（7）未通过复查程序的，继续实施整改。
（8）通过复查程序的整改，由主管负责人牵头实施对应问题的再培训程序。
（9）主管领导定期检查整改效果，最终形成良性循环。

6.考核机制（定期）
根据每个人岗位职责的完成情况、每日检查的结果考核……，每月定期由应急小组成员对不同岗位的在岗人员进行逐项考核（编制对应的考核表）。

7.奖惩机制（定期）
单位领导根据上述考核结果对各位在岗人员定期实施奖惩。

九万里

五、结语

（1）热处理既遵循“没有规矩无以成方圆”的原则，同时又秉承“稍安勿躁、循序渐进、持之以恒”的原则。
（2）热处理的各个环节（人、机、料、法、环、测、安、密）之间，彼此遵循的是“乘法原则”。
（3）热处理需要养成“一种优秀的工作习惯” ——自觉地按照全过程质量控制与管理的规定执行。
（4）热处理需要秉承“一种客观的科学理念” ——赋予材料的极限性能、赋予制件服役性能或极限的服役性能。
（5）“习惯”对技术工人来说是永恒的目标；“习惯”对科技人员来说则是前提条件，“理念”对科技人员来说是永恒的目标。
（6）“习惯”靠全过程质量控制的方法来磨练，“理念”靠试验的积累来积淀。

yechen

学习

sfy9

总结得真心不错，受教啦

sousuo

这是很认真在工作和思考啊，顶楼主

三德黄工