質(zhì)量控制技術(shù)發(fā)展的前沿突出表現(xiàn)

【資料簡介】

質(zhì)量控制技術(shù)發(fā)展的前沿突出表現(xiàn)在以下四個方面：
（1）質(zhì)量在線控制技術(shù)
熱處理質(zhì)量的在線控制技術(shù)中溫度、時間和爐氣成分是zui基本的控制參數(shù)。在溫度控制方面，國內(nèi)外已廣泛采用可控硅控溫技術(shù)，結(jié)合PID儀表可使熱過程溫度控制在相當范圍。對于大型零件和大裝爐量的熱處理和鍛造加熱過程，在整爐工件的真空加熱中目前已采用儀表、可編程控制器、微處理機等實現(xiàn)按工藝要求規(guī)定溫度變化規(guī)律（加熱速度、保溫臺階、保溫時間、隨爐冷速、氣冷冷速等）施行加熱和冷卻，并可在工藝過程的自始至終實現(xiàn)時溫度的跟蹤。在爐氣控制方面，從傳感器角度在國內(nèi)外都經(jīng)歷了一個露點法——紅外儀——氧探頭的發(fā)展過程。目前在吸熱式氣氛、氮基合成氣氛和滴注式氣氛中滲碳，利用氧探頭作傳感器，在嚴格控制爐溫和爐氣良好筆循環(huán)的前提下可以使爐氣碳勢（鋼表面含碳量）達到±0.05～0.02%的精度。利用微處理機對溫度、爐氣碳勢、強滲與擴散時間的控制，現(xiàn)在國內(nèi)外都可以實現(xiàn)表面碳含量、滲層深度、滲層碳濃度梯度按一定規(guī)律分布的質(zhì)量的在線控制。
對于熱處理質(zhì)量的在線控制技術(shù)，目前迫切需要考慮的是直生式可近期氣氛滲碳時的碳勢控制、甲醇—氫—丙酮（煤油）合成氣氛滲碳時的工件表面碳濃度分布的自適應控制，鍛熱淬火生產(chǎn)線溫度的在線控制，鍛模和沖壓模磨損量在線監(jiān)測等。
（2）無損檢測與評價技術(shù)
對零件質(zhì)量和內(nèi)部缺陷進行100%的無損檢測是*制造技術(shù)質(zhì)量控制的發(fā)展趨向之一，電、磁、聲、光等物理學的進步給無損檢測技術(shù)以極大的推動，同時由于航空、宇航、核電等工業(yè)的高速發(fā)展，促使了無損檢測技術(shù)的飛躍。在無損探傷技術(shù)中除了常用的射線、超聲波、磁力、電磁感應（渦流）、滲透（熒光、著色）等方法外，近代不斷涌現(xiàn)的無損探傷技術(shù)有電子透射照相法、高能X射線法、射線層析照相法、光學全息法、超聲全息法、紅外測試法、微波測試法等。材料和零件性能的無損檢測方法中包括有剩磁法、矯頑力法、渦流法、磁噪聲法（巴克森效應法）、高次諧波法、超聲散射回波法以及聲發(fā)射法等。
國外十分注重在線無損檢測的應用，以檢查管材、型材表面和表面層下缺陷的渦流探傷法為例，德國FORSTER研究所已開發(fā)出Φ2～30mm管板材渦流自動檢測系統(tǒng)，zui高檢測速度達到4m/s，zui大靈敏度30μm。該研究所還開發(fā)出旋轉(zhuǎn)式和穿過式探頭系列產(chǎn)品，系列化、產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)已相當成熟。國內(nèi)近20年來引進了包括傳統(tǒng)渦流檢測系統(tǒng)、遠場渦流、滲層渦流、多頻渦流、預多頻渦流在內(nèi)的多項技術(shù)和設(shè)備儀器，不少單位也自行開發(fā)了此類技術(shù)，但成熟性不高，引進設(shè)備使用好的也不多，大多不能在生產(chǎn)線上正常運行。
在無損檢測的前沿課題中，生產(chǎn)迫切需要解決的有鐵磁性管、棒、絲狀材料多維渦流檢測方法和設(shè)備，感應加熱表面淬硬層、滲碳淬硬層深度的無損檢測方法和設(shè)備，批量生產(chǎn)零件熱處理后硬度的在線無損檢測方法和設(shè)備，厚壁容器焊接過程實時檢測缺陷圖像處理與顯示，大批量生產(chǎn)球墨兒鐵零件球比率及基體組織的在線無損檢測系統(tǒng)，高分辨力X射線在線無損檢測系統(tǒng)等。
（3）統(tǒng)計過程控制（SPC）技術(shù)
統(tǒng)計過程控制（SPC）技術(shù)是集生產(chǎn)技術(shù)與科學管理于一體的現(xiàn)代質(zhì)量管理技術(shù)，在此方向?qū)儆谇把丶夹g(shù)的有：滲碳淬火SPC質(zhì)量控制、精密成形（壓鑄、精鍛等）SPC質(zhì)量控制和熱處理畸變的SPC質(zhì)量控制等。
人類的生產(chǎn)過程對于產(chǎn)品質(zhì)量的控制經(jīng)歷了以下七個步驟：①調(diào)查了解產(chǎn)品zui終質(zhì)量情況；②分析個別明顯影響質(zhì)量的因素；③靠人工調(diào)節(jié)控制這些因素的變化；④自動控制這些影響因素；⑤用統(tǒng)計方法獲得生產(chǎn)效果連續(xù)變化的規(guī)律；⑥全面調(diào)查了解影響質(zhì)量的其它次要因素；⑦考慮所有因素，建立完整的理論模型用以控制整個生產(chǎn)過程，得到100%的合格產(chǎn)品。目前上不少工業(yè)*國家的企業(yè)已開始試行第七個步驟的SPC生產(chǎn)，據(jù)報道SPC技術(shù)已在熱處理生產(chǎn)中突出地產(chǎn)生了效果。美國FORD公司、DONA公司、英國BLANDBURGH NENO熱處理廠都在研究SPC技術(shù)用于熱處理的質(zhì)量控制。美國PENNSYLVANIA METALLURGICAL公司在1018鋼件碳氮共滲過程中zui初有25%工件超過要求深度上限（0.46MM），有0.83%的工件達不到滲層下限（0.20MM），通過統(tǒng)計過程分析，改進了工藝，采取了縮短共滲時間、降低爐氣碳勢、改進料筐、改善爐氣循環(huán)等措施，zui后使超過上限的工件減少到2.9%，低于下限的工件為0.01%。
我國成形與改性生產(chǎn)的質(zhì)量控制過程當前只限于第1～3步驟，個別企業(yè)實現(xiàn)了個別影響因素的自動控制，尚談不到SPC技術(shù)的系統(tǒng)研究開發(fā)和應用。
（4）精密傳感技術(shù)
在機械制造熱加工成形和改性技術(shù)中使用zui普遍的是溫度傳感器，在溫度傳感器中當前zui突出的是在高溫、特種氣氛、特別液體中工作的測溫元件，如在高溫還原性和滲碳性氣氛、高溫高真空、高溫液態(tài)金屬、熔鹽中長期工作的熱電偶。其次是高度長壽命、可測量爐氣微量氧和碳勢的氧化鋯氧濃差電池（氧探頭），感知材料電磁特性微小變化，從而測出材料性能（硬度、強度、組織缺陷）變化的電磁感應器和顯視儀表。還有發(fā)射超高頻聲波、具有高靈敏接收背散射聲波能力的探頭，感知淬火介質(zhì)冷卻烈度、氣液流量、壓強、校正施壓等精密傳感元件。
上90年代以硅為基材，采用微機械加工技術(shù)制造的各種傳感器發(fā)展zui快，應用微處理器技術(shù)的光學和固態(tài)傳感器也已被廣泛應用，傳感器和執(zhí)行器一體化是今后的重點發(fā)展方向，尺寸更微型化、價格更便宜和性能更可靠是傳感器發(fā)展的主要趨勢。
80年代以來，我國的敏感元器件及傳感器的開發(fā)和生產(chǎn)已形成產(chǎn)業(yè)，1990年的產(chǎn)值已達7.7億元，高溫熱電偶、氧探頭、熱敏、光敏、氣敏、濕敏、氣壓元件等國內(nèi)都已掌握制造，有產(chǎn)品供應。但這些國產(chǎn)傳感器的靈敏度一般比較低，尤其是可靠性差，使用壽命低，某些傳感器規(guī)格不全，不能滿足生產(chǎn)需要，和*工業(yè)國家比較尚有10～20年的差距。