熱處理工藝是指零件熱處理作業(yè)的全過(guò)程，包括熱處理規(guī)程的制訂、工藝過(guò)程控制與質(zhì)量保證、工藝管理、工藝裝備（設(shè)備）以及工藝試驗(yàn)和質(zhì)量等。通常所說(shuō)的熱處理工藝就是指工藝規(guī)程的制訂。
熱處理工藝規(guī)程的編制是零件熱處理工作中最主要、最基本的工作內(nèi)容，要想充分發(fā)揮材料力學(xué)性能和零件的服役能力，必須有正確的工藝文件來(lái)指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。因此，確切地說(shuō)，工藝規(guī)程的編制工作屬于工程設(shè)計(jì)規(guī)范的范疇的工程工作中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。
制訂正確合理的熱處理工藝必須從企業(yè)實(shí)際出發(fā)，考慮企業(yè)從事熱處理工作人員素質(zhì)、管理水平、生產(chǎn)條件等，依據(jù)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和資料，以及質(zhì)量保證和檢驗(yàn)?zāi)芰ΓO(shè)計(jì)編制出正確、完善、合理的熱處理工藝規(guī)程。
完善合理的熱處理工藝，不但能優(yōu)質(zhì)高效地生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，提高產(chǎn)品的服役壽命，而且能降低成本，提高效益。
1 熱處理工藝制訂原則
熱處理工藝制訂應(yīng)遵守以下原則：
1）工藝的先進(jìn)性
2）工藝的合理性
3）工藝的可行性
4）工藝的經(jīng)濟(jì)性
5）工藝的可查性
6）工藝的安全性
7）工藝的標(biāo)準(zhǔn)化
1.1 工藝的先進(jìn)性
先進(jìn)的熱處理工藝是企業(yè)參與競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)力和財(cái)富。具備領(lǐng)先于競(jìng)爭(zhēng)者的熱處理工藝技術(shù)就能使企業(yè)搶占先機(jī)，持續(xù)為企業(yè)創(chuàng)造更多財(cái)富。熱處理工藝先進(jìn)行的內(nèi)容見(jiàn)表1。
表1 熱處理工藝的先進(jìn)性
1.2 工藝的合理性
熱處理工藝的制訂應(yīng)最大限度避免產(chǎn)生熱處理缺陷。材料顯微組織、晶粒度、力學(xué)性能均應(yīng)符合和滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求；零件畸變要小，不能產(chǎn)生淬火裂紋，無(wú)增碳增氮以及脫碳現(xiàn)象，化學(xué)熱處理應(yīng)滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求的組織及滲層硬度、深度等。熱處理工藝流程要短，減少輔助工序和多余程序，整個(gè)熱處理工序操作者掌握操作應(yīng)簡(jiǎn)單，減少過(guò)程中對(duì)人為因素的依賴(lài)，能夠確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。
熱處理工藝的合理性應(yīng)考慮的內(nèi)容見(jiàn)表2。
表2 熱處理工藝的合理性
1.3 工藝的可行性
根據(jù)企業(yè)的熱處理?xiàng)l件、人員素質(zhì)結(jié)構(gòu)、管理水平等條件制訂的工藝才能使產(chǎn)生正常運(yùn)轉(zhuǎn)。對(duì)于個(gè)別零件要求的特殊方法處理，不一定需要購(gòu)置新設(shè)備來(lái)生產(chǎn)，在不具備條件的時(shí)候，外協(xié)反而是最合理的選擇。
熱處理工藝的可行性應(yīng)考慮的內(nèi)容見(jiàn)表3。
表3 熱處理工藝的可行性
1.4 工藝的經(jīng)濟(jì)性
編制工藝時(shí)，應(yīng)充分利用企業(yè)現(xiàn)有條件，力求流程簡(jiǎn)單、操作方便、以最少的消耗獲取最佳工藝效果，使企業(yè)不但獲得經(jīng)濟(jì)效益，且使工藝本身盡量完善。
熱處理工藝的經(jīng)濟(jì)性包括的內(nèi)容見(jiàn)表1-4。
表4 熱處理工藝的經(jīng)濟(jì)性
1.5 工藝的可查性
熱處理屬于特種工藝范疇，對(duì)工藝過(guò)程中的主要工藝參數(shù)必須具備控制手段，并具有可追溯性，使產(chǎn)品質(zhì)量可追溯查找。零件經(jīng)熱處理后的檢測(cè)方法、內(nèi)容及結(jié)果均可追溯檢查，工藝應(yīng)具備可查性。
熱處理工藝的可查性包括的內(nèi)容見(jiàn)表5。
表5 熱處理工藝的可查性
1.6工藝的安全性
工藝的安全性主要是針對(duì)人身安全、環(huán)境安全、設(shè)備安全以及包括產(chǎn)品的其它財(cái)產(chǎn)安全。因此工藝應(yīng)有充分的安全保障，不成熟的工藝方法應(yīng)該經(jīng)評(píng)審、論證后方可用于生產(chǎn)。對(duì)新設(shè)備，應(yīng)按說(shuō)明書(shū)要求嚴(yán)格遵守操作規(guī)范，尤其是壓力裝置，易燃易爆材料以及有害的工藝材料使用等。
熱處理工藝的安全性包括的內(nèi)容見(jiàn)表6.
表6 熱處理工藝的安全性
1.7 工藝的標(biāo)準(zhǔn)化
標(biāo)準(zhǔn)化是企業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，也是加強(qiáng)國(guó)際交流的基礎(chǔ)。因此，標(biāo)準(zhǔn)化在熱處理中是必不可少的。標(biāo)準(zhǔn)化也是企業(yè)進(jìn)一步參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的主要環(huán)節(jié)。對(duì)熱處理而言也是產(chǎn)品質(zhì)量的保證。
熱處理工藝標(biāo)準(zhǔn)化包括的內(nèi)容見(jiàn)表7。
表7 熱處理工藝的標(biāo)準(zhǔn)化
2 熱處理工藝制訂依據(jù)
制訂熱處理工藝的依據(jù)包括：產(chǎn)品圖樣及技術(shù)要求，主要有毛坯圖或毛坯技術(shù)條件、工藝標(biāo)準(zhǔn)、機(jī)械加工對(duì)熱處理的要求以及企業(yè)熱處理技術(shù)條件等。
2.1 產(chǎn)品圖樣及技術(shù)要求
產(chǎn)品圖樣應(yīng)該是經(jīng)工藝審查的有效版本。圖樣上應(yīng)標(biāo)明以下內(nèi)容：
（1）材料：標(biāo)明材料牌號(hào)及材料標(biāo)準(zhǔn)。
（2）熱處理：零件最熱處理后的力學(xué)性能、硬度等。
（3）化學(xué)熱處理零件在圖樣上應(yīng)標(biāo)明化學(xué)熱處理部位尺寸，化學(xué)熱處理滲層深度、硬度計(jì)滲層組織要求和標(biāo)準(zhǔn)。
（4）感應(yīng)熱處理應(yīng)表示出感應(yīng)處理部位的位置、深度、硬度、允許的熱影響區(qū)范圍。
（5）對(duì)零件有熱處理檢驗(yàn)類(lèi)別有要求時(shí)，還應(yīng)標(biāo)明熱處理檢驗(yàn)類(lèi)別。
2.2 毛坯圖或技術(shù)條件
零件的毛坯如鍛件、鑄件或裁切的原料型材等一般都需要做熱處理，因此毛坯圖可視作零件圖樣，所以毛坯圖上應(yīng)標(biāo)明材料牌號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)，以及熱處理要求如硬度、性能等。
毛坯技術(shù)條件也就是毛坯驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。是指應(yīng)給出毛坯熱處理后的性能指標(biāo)，有時(shí)還需要給出檢驗(yàn)部位。如硬度檢驗(yàn)部位，拉伸、金相試樣的取樣部位等。
2.3 工藝標(biāo)準(zhǔn)
工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)分為上級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，上級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是指國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。它們是編制工藝規(guī)程的主要依據(jù)。
質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)也分為上級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，它們是工藝過(guò)程中質(zhì)量控制的主要依據(jù)。
2.4 企業(yè)條件
企業(yè)條件包括熱處理生產(chǎn)條件、熱處理設(shè)備狀況、熱處理工種具備程度、人員結(jié)構(gòu)、專(zhuān)業(yè)素質(zhì)及管理水平等。
3 工藝規(guī)程的基本內(nèi)容
工藝規(guī)程應(yīng)包括基本要素、熱處理工序流程及審批欄更改欄等。
3.1 工藝規(guī)程的基本要素
工藝規(guī)程的基本要素及其內(nèi)容見(jiàn)表8 。
表8 工藝規(guī)程要素及其內(nèi)容
以下列是工藝規(guī)程表格樣例：
樣例一、豎式熱處理工藝規(guī)程表
樣例二、橫式熱處理工藝規(guī)程表
3.2 工藝規(guī)程類(lèi)型
當(dāng)前國(guó)內(nèi)外常用的熱處理工藝規(guī)程類(lèi)型有以下幾種：
（1）單列式工藝規(guī)程。
（2）工藝說(shuō)明書(shū)（總工藝規(guī)程）加工藝卡。
（3）工藝說(shuō)明書(shū)加指令卡。
（4）電腦（微機(jī)）的熱處理工藝自動(dòng)控制程序。
上述各類(lèi)型工藝規(guī)程的特點(diǎn)和適用范圍見(jiàn)表9 。
表9 各類(lèi)型工藝規(guī)程特點(diǎn)和適用范圍
典型熱處理工藝卡樣例如下：
樣例一、通用性熱處理工藝卡
樣例二、熱處理指令卡
工藝說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容見(jiàn)表10 。
表10 工藝說(shuō)明書(shū)章目及其編寫(xiě)要點(diǎn)
4 工藝規(guī)程編制程序
4.1 工藝規(guī)程編制流程見(jiàn)圖1 。
圖1 工藝規(guī)程制訂流程圖
4.2 工藝規(guī)程編制步驟
步驟一，審核與資料準(zhǔn)備。需要研究以下事項(xiàng)：
（1）研究審核圖樣規(guī)定的選材、熱處理技術(shù)要求的合理性、可行性。零件選材能否達(dá)到所要求的性能指標(biāo)？
圖樣規(guī)定的熱處理技術(shù)要求是由設(shè)計(jì)部門(mén)的設(shè)計(jì)人員在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)候標(biāo)注于圖樣中的。如果設(shè)計(jì)部門(mén)專(zhuān)業(yè)配置不全面，產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員對(duì)材料及其熱處理特性不熟悉，設(shè)計(jì)思路難免偏重設(shè)計(jì)需要，忽略了合理性、可行性或經(jīng)濟(jì)性。這種不合理的現(xiàn)象司空見(jiàn)慣。這就需要熱處理工藝人員在基于滿(mǎn)足零件設(shè)計(jì)要求的前提下，向設(shè)計(jì)部門(mén)提出合理的選擇或者替代方案。否則設(shè)計(jì)與工藝部門(mén)以及質(zhì)量管理部門(mén)的矛盾難以調(diào)和，對(duì)部門(mén)間協(xié)調(diào)、產(chǎn)品質(zhì)量、企業(yè)效益等等都極為不利。
（2）了解毛坯或材料的供應(yīng)狀態(tài)，是否需要增加預(yù)備熱處理來(lái)滿(mǎn)足最終所需組織或后續(xù)加工所需性能？毛坯尺寸余量能否覆蓋熱處理變形？
（3）研究零件加工路線(xiàn)安排，確定熱處理工序在全流程中的最佳位置。尤其是需要化學(xué)熱處理以及需要多次熱處理的零件，要確定每一步熱處理在全流程中的哪一步最為合理。
（4）每一步熱處理需要符合哪個(gè)國(guó)際、國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)？
步驟二、條件準(zhǔn)備。
（1）確定熱處理工藝路線(xiàn)、工藝方法，對(duì)未進(jìn)行過(guò)的工藝方法，先制訂工藝試驗(yàn)方案。對(duì)不具備的工藝方法或設(shè)備，制訂改造方案或委外。
（2）依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)或相關(guān)技術(shù)資料，確定工藝參數(shù)，或經(jīng)過(guò)驗(yàn)證后調(diào)整的工藝參數(shù)。
（3）按照工藝方案需要，設(shè)計(jì)工藝工裝。
（4）按照零件要求和工藝實(shí)施路線(xiàn)，安排輔助工序（如清理、清洗、矯正、防護(hù)、包裝等）
（5）確定檢驗(yàn)方法及檢驗(yàn)設(shè)備，按需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用檢具、工裝。
步驟三、編寫(xiě)工藝規(guī)程文本。
按統(tǒng)一規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)格式，或PRL、ERP、MEX系統(tǒng)要求填寫(xiě)工藝規(guī)程表格，填全表格欄目。工藝術(shù)語(yǔ)要符合國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，指令性文字要用詞嚴(yán)禁、簡(jiǎn)潔明了，不產(chǎn)生歧義。
步驟四、會(huì)簽、審批。
工藝規(guī)程涉及的部門(mén)，都需要相關(guān)的負(fù)責(zé)人詳細(xì)了解，在文件的編制、會(huì)簽、審定、批準(zhǔn)欄目里簽字確認(rèn)，即表示該工藝文件經(jīng)過(guò)了整體確認(rèn)，也框定了相關(guān)部門(mén)的責(zé)任范疇。 按照上述原則程序所做的工藝文件才可以用于生產(chǎn)。
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