制造全过程质量控制技术

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1、制造全过程质量控制技术     一、技术概述      制造全过程质量控制技术是一种既包括生产技术，又包括生产质量管理的系统工程。实现制造全过程的质量控制其内涵包括两个方面。一是要保证优化工艺，提高产品质量，二是要保证稳定不变的工艺条件，得到分散度极小的均一产品质量。制造全过程质量控制不仅要靠生产过程的自动化、工艺参数的在线控制、生产工艺参数对工艺效果的模拟优化来实现，而且还必须尽可能控制过程的智能化，这是当前质量控制技术发展的主要方向。  二、现状及国内外发展趋势      1.国内外现状    随着计算机技术的提高和普及，智

2、能控制技术迅猛发展，为成形与改善生产技术的质量控制的实际应用打下了基础。目前各工业国家都相继建立了专门的科研机构，成立了相应的学术团体，出版了有关的刊物和专著。以热处理生产的智能控制为例，我国上海交通大学近二十年来在热处理计算机模拟与智能化理论和实践方面取得了瞩目成就，国家机械工业局北京机电研究所已建立的数据库和专家决策系统以及当前开展的材料热处理组织和性能模拟技术的研究开发亦获得了明显成绩。1995年，国际热处理与表面工程联合会（IFHT）增设了热处理智能化技术委员会，我国上海交通大学潘建生教授担任首任主席。    热处理工艺

3、数据库和专家决策系统的建立，为实现热处理质量控制创造了条件。早在七十年代初，美国金属学会（ASM）、英国的沃尔夫逊热处理中心（Wolfson Heat Treatment Center）以及原南斯拉夫（现克罗地亚）都相继建立了材料与热处理数据库，做到了可以根据机件热处理后力学性能要求进行计算机辅助选材，或已知材料和热处理工艺预见最后的组织和性能。随后欧美、日本等先进工业国家开发出用计算机对各种热处理工艺过程的控制技术，开展了计算机控制下的工艺参数数模控制技术研究，并在生产中获得了应用。目前国际知名厂家的许多连续式和周期式热处理生

4、产线都采取了用可编程控制器（Programable Controller）或微处理机的单控或群控，使整个生产工艺过程、炉气碳势、氮势以及其浓度沿深度的分布规律都能实现按预定的要求严格控制。我国的科研院所、大专院校、汽车行业的一些大厂在消化吸收引进技术和自行开发的基础上已基本掌握了这些先进技术。当前，在热处理界已开创了一个广泛利用计算机实现质量控制的新时代。    2.发展趋势    质量控制技术发展的前沿突出表现在以下四个方面：    （1）质量在线控制技术    热处理质量的在线控制技术中温度、时间和炉气成分是最基本的控制参数

5、。在温度控制方面，国内外已广泛采用可控硅控温技术，结合PID仪表可使热过程温度控制在相当精确范围。对于大型零件和大装炉量的热处理和锻造加热过程，在整炉工件的真空加热中目前已采用专用仪表、可编程控制器、微处理机等实现按工艺要求规定温度变化规律（加热速度、保温台阶、保温时间、随炉冷速、气冷冷速等）施行加热和冷却，并可在工艺过程的自始至终实现时温度的跟踪。在炉气控制方面，从传感器角度在国内外都经历了一个露点法——红外仪——氧探头的发展过程。目前在吸热式气氛、氮基合成气氛和滴注式气氛中渗碳，利用氧探头作传感器，在严格控制炉温和炉气良好笔

6、循环的前提下可以使炉气碳势（钢表面含碳量）达到±0.05～0.02%的精度。利用微处理机对温度、炉气碳势、强渗与扩散时间的精确控制，现在国内外都可以实现表面碳含量、渗层深度、渗层碳浓度梯度按一定规律分布的质量的在线控制。    对于热处理质量的在线控制技术，目前迫切需要考虑的是直生式可近期气氛渗碳时的碳势精确控制、甲醇—氢—丙酮（煤油）合成气氛渗碳时的工件表面碳浓度分布的自适应控制，锻热淬火生产线温度的在线控制，锻模和冲压模磨损量在线监测等。    （2）无损检测与评价技术    对零件质量和内部缺陷进行100%的无损检测是先进

7、制造技术质量控制的发展趋向之一，电、磁、声、光等物理学的进步给无损检测技术以极大的推动，同时由于航空、宇航、核电等工业的高速发展，促使了无损检测技术的飞跃。在无损探伤技术中除了常用的射线、超声波、磁力、电磁感应（涡流）、渗透（荧光、着色）等方法外，近代不断涌现的无损探伤技术有电子透射照相法、高能X射线法、射线层析照相法、光学全息法、超声全息法、红外测试法、微波测试法等。材料和零件性能的无损检测方法中包括有剩磁法、矫顽力法、涡流法、磁噪声法（巴克森效应法）、高次谐波法、超声散射回波法以及声发射法等。    国外十分注重在线无损检测

8、的应用，以检查管材、型材表面和表面层下缺陷的涡流探伤法为例，德国FORSTER研究所已开发出Φ2～30mm管板材涡流自动检测系统，最高检测速度达到4m/s，最大灵敏度30μm。该研究所还开发出旋转式和穿过式探头系列产品，系列化、产业化的技术已相当成熟。国内近20