再述热处理失误的系统分析

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1、再述热处理失误的系统分析李志义1,2，李晓澎1,2（1.重庆义扬机电设备有限公司，重庆400039；2.，重庆长江工业炉制造有限公司重庆401329）一、引言刘民治老师於1992年全国22个一级学会共同组织的全国机电装备失效分析预测预防战略研发讨论会上发表“热处理失误的系统分析”。经过我的学习和近46年的基层实践，特别是多年来人们不停地在热处理设备、工艺上的不断探索、创新、发明、发现，有必要今天再述“热处理失误的系统分析”也是对刘治民老师的敬呈。由于目前国内材料质量供况不齐，不少工厂热处理工艺设备落后，该文不得不兼顾，顺便指出对气体渗碳

2、质量和成本领先於世界的途径……敬请谅解。热处理在机械制造整个工世流程中，对产品质量好坏起着“承先启后”的关键作用，一些已接近成品的零部件，往往仅由于热处理不当而造成废品，使人力、物力、财力和时间遭受很大损失。由于热处理质量的好坏涉及很多因素，虽然目前已有不少热处理规范有章可循，但在很多情况下还没有摸清规律，仍然是“凭经验办事”，甚至是因人而异的“艺术”处理。因此，热处理中的过失和错误仍是不胜枚举，使人很难在较短期内对热处理的缺陷与过失做到全面了解和掌握。本文试图利用系统分析的思路和方法，对热处理的缺陷与过失作一整体而较全面的摘要式分析，

3、仅分析到产生各种缺陷与过失的原因，由于篇幅所限，较改善措施简述，实际上，只要把失误的原因找准了，改善措施的途径也就基本在手了。二、热处理失误的系统工程分析思路和方法热处理过程具有“由一些相互依赖，相互作用的组成部分，按一定的方式结合而成的，具有特定功能的有机整体”。因此，热处理过程本身就是一个系统，具备系统的集合性、关联性和目的性三个基本特征。系统工程解决问题的思路和方法，就是按照事物本身的系统性，把所有待研究的问题、涉及的因素统统放进系统形式中加以考察。对于热处理“废品”分析来说，就是殷“废品”涉及的致废因素——“先天”的（如设计的、

4、材料的、锻轧的、机加工的等）缺陷，“后天”的（热处理过程本身的）缺陷，以及可能对磨削工艺遗留的缺陷，都作为系统要素，再运用系统工程的分析方法加以处理，最后找出失效的原因，并要遵守系统工程的七项基本原则，即整体性原则、综合性原则、科学性原则、动态性原则，层次性原则、有序性原则和环境适应性原则。（一）常用于“废品”件的两种分析思路1相关分析它是把“废品”件这个事实结果作为因变量R，而把热处理中以及与热处理中有关可能致“废”的所有因素作为因变量Ci（i＝1，2，‥‥，n），得出经验式：R＝f(Ci)这样可以从Ci确定R的大小，即坏的程度，并可

5、通过工艺改变Ci，从而达到控制R，这就是上式的相关分析思路。2过程分析零件是在整个工艺过程中制造出来的。零件的性能和外貌都随不同的工艺过程而变化。要分析“废品”的致废原因，就要探索不同工艺这个外因是如何通过零件的内因（材料的组织状态和外形结构）而起作用的。从而确定哪个工艺环节或零件哪个内在因素出了问题。这两种思路是互补的，在实际分析中，多数是平行和交叉反馈使用的。（二）常用的三种系统分析方法1失效树分析法（PTA）就是将系统、子系统、零部件、工艺因素、特别是人们不断探索、创新、发明、发现的新工艺因素[1-10]、氢脆和应力腐蚀断裂[11

6、，12]人的因素和零件的性能、结构等内、外因素联系起来，作为分层次的因果关系图，如图1所示，用以探寻失误原因的图式模型，一般称为失效树分析图。作者简介：李志义（1938.2.1）男，江苏泰州人，1962年哈工大毕业，1992年由22个一级学会联合召开的被“全国机电装备失效分析预测防战略研讨会”授予全国先进失效分析专家称号，获国家发明专利一项和兵器部二、三等奖，已发表论文10多篇。联系电话：13002366762E－mail：info@yiyangjd.com公司网址：www.yiyangjd.com11可导致淬火零件形成裂纹的淬火后加工

7、处理淬后热处理淬火化学处理、氢脆和应力腐蚀断裂[11、12]淬后机械加工电镀酸洗化学活介质冷处理回火磨削[9]喷丸矫正拉拔研合化学热处理中的回火时间回火温回火后冷却氢脆、氧脆、氮脆现象太短度太高速度太快图1淬火加工处理的裂纹失效树分析图2失效模式影响（与后果）分析法（FMEA，FMECA）就是根据零件可能出现的失效模式和产生原因，评价它们以零件失效影响的分析法，从而采取措施予以防止或消除，一旦发生失效现象（模式）或影响就能立即找出失效原因。关键工作就在于绘制FMECA表格，如图2.FMEA的目的是失效模式和工序缺陷尽可能有系统地一个不漏

8、地列举出来，根据影响程度和致命大小排出顺序采取改进对策。编号年月日分析者姓名设计者姓名（1）装置或零件名称齿轮轴承（2）功能传递运动减少旋转阻力（3）识别编号（4）失效模式硬度不足烧伤（5）失效原因1、混料