制作ic卡李伟
（中国空空导弹研究院洛阳471009）
摘要：产品各区域的表面处理过程因素有差异，各区域的膜层性能有差异，一批产品的表面过程因素必须被控制在一定的范围内，才能保证膜层性能的一致性，这是抽检的膜层 性能代表其余膜层性能的前提条件。抽检的组批原则，表面处理全部过程因素及其允许波动
范围，测控方法等的确认是表面处理特殊过程确认的主要内容。
关键词：表面处理，特殊过程确认，过程因素，确认内容，确认方式。
中图分类号：TQ153 TB497 文献标识码：A 文章编号：
Validation of The surface treatment Special Process
Liwei
氧空位（China Airborne Missile Academy，Luoyang 471009，China）
Abstract: The product various regions' surface treatment process factor has the difference, various regions' film performance has the difference, one batch of product's superficial process factor must control in certain scope, can guarantee the film performance the uniformity. This is the spot-check film performance represents other film performance the prerequisite. A spot-check group batch of principle, the surface treatment complete process factor and the permission fluctuation scope, the observation method and so on confirmation is the surface treatment special process confirmation primary coverage.
Keywords:Surface treatment. Special process confirmation. Process factor. Confirms the content. Confirms the way.
表面处理通常包括电镀、化学镀和转化（氧化）处理。通过电化学反应在固体表面上结晶一薄层金属或合金的过程称为电镀，将被镀件与直流电源的负极相连，欲镀覆的金属板与电源的正极相连，浸入有含欲镀覆金属离子溶液的镀槽中，当直流电流通过时金属阳离子在阴极上还原沉积出来。电镀有单金属镀层和合金镀层，品种有30多种，使用的电镀液是千差万别。电镀可以改善外观、提高耐蚀性能、提高抗磨损性能、降低摩擦系数等。化学镀是采用金属盐和还原剂在同一溶液中，在基体表面上进行氧化还原反应而沉积金属膜层的过程，化学镀可以得到金属及其合金膜层，如化学镀铜、化学镀N1—P
合金等。铝及其合金(化学氧化和电化学氧化)和钢铁表面的氧化处理，可以获得致密的氧化膜，具有较高的抗蚀能力。转化处理是指金属表面的原子层与某些介质的阴离子反应生成膜的处理过程，转化膜主要有磷酸盐膜、金属着膜、铬酸盐膜等。
1表面处理特殊过程确认内容
1.1特殊过程确认的意义
直观不易发现、不易测量或不能经济测量的产品内在质量特性的形成过程称之为特殊过程，特殊过程产品是否合格不易或不能经济地验证，或者仅在产品服役时才能表现出来，特殊过程确认就是通过提供客观证据，对产品的质量特性要求已得到满足的认定。按用途可将表面处理膜层分为防腐蚀的防护性膜层、保持美丽光泽的装饰性膜层和耐磨减摩性、导电导磁性、高温防护性能和修复尺寸等的功能性膜层三大类。对膜层的要求是：膜层致密，厚薄均匀，与基体的结合牢固．膜层性能等需要破坏性检测，
或在产品服役过程中才能表现出来，无法实际检测每个区域的性能，只能用抽检的方式间接检测，所以表面处理是特殊过程。
通常表面处理膜层的厚度和致密性，耐腐蚀性和与基体的结合力等往往是间接检测的，要使间接测量
产品的特性与抽检产品的特性一致，必须使表面处理过程因素均匀一致。表面处理膜层的性能是各个过程因素共同作用的结果，表面处理的过程因素就是对表面处理膜层性能和质量特性产生影响的因素。要使产品特性满足要求，必须保证过程因素在要求的范围内。表面处理后除需证明抽检产品的特性满足要求外，还要证明间接测量的前提条件满足要求，也就是证明间接测量产品与抽检产品表面处理过程因素被控制在一定的范围内，间接检测产品的性能与抽检产品的性能一致，这个证明过程就是“表面处理特殊过程确认”。“特殊过程确认”可以保证间接检测的产品性能在要求的范围内，“特殊过程确认”后也可以把成本高、周期长的检测项目转化为经济方便的检测项目，比如残余应力和氢含量的检测周期长，成本高，特殊过程确认以后，就可以转化为测控表面处理过程形成因素。特殊过程确认把对表面处理结果的筛选转化为对表面处理过程的控制，把对不合格品的筛选转化为控制其形成，可以减少不合格品出现的几率，降低生产成本，它不仅是表面处理产品质量的重要保证，也是降低生产成本的一个手段。
1.2特殊过程确认内容
特殊过程确认不是简单的人、机、料、法、环的确认，比如有些表面处理的操作人员是过程因素，有些不是过程因素，对于是需要手工抖动，或者没有明确零件装夹方式的表面处理，操作习惯影响表面处理质量，操作人员就是过程因素；有些表面处理的环境条件是过程因素，有些不是，比如一般的环境微尘埃对电铸质量有影响，对普通电镀没有大的影响，环境温度对室温下的表面处理有影响，是过
程因素，但对要求在一定温度条件下的表面处理就不是过程因素。
不同的表面处理种类、零件及技术要求，其过程因素不同，过程因素对表面处理结果的影响程度也不同。比如对于超高强度钢的表面处理除了一般表面处理的过程因素之外，表面处理后的除氢处理也是过程因素；还原剂氧化剂是化学镀的主要过程因素，而电压、阴极电流密度、阴阳极间距离则是电镀的重要过程因素；铬酸盐钝化处理是镀锌的过程因素之一；对光亮铜、仿金等膜层，只钝化还不行，还要加上有机膜防护，比如用各种清漆、树脂漆涂在表面，以防氧化变，涂漆也是其过程因素之一。
“确认”是对形成产品特性的全部过程因素及其允许波动范围和测控方法的确认。只有充分了解产品的服役条件和功能、表面处理的机理和各个过程因素的作用，才能制订完整的表面处理确认内容，准确把握全部需要确认的项目内容，剔除不需要确认的内容，减少确认的工作量和成本，反之，不仅起不到“特殊过程确认”保证质量的作用，反而会使生产进行不下去，也不易保证表面处理产品质量。
“表面处理特殊过程确认”：一是表面处理质量特性的确认；二是表面处理过程形成因素及其测控方法的确认，三是抽检产品代表性前提条件的确认。
1.2.1表面处理质量特性的确认
通常表面处理产品仅检测膜层的厚度，而表面处理质量还包括膜层的致密性、膜层与基体的结合力和膜层内的残余应力等，表面处理特殊过程确认的项目之一，就是要证明、验证替代、被替代检测特性一致性的过程因素条件。确认时对一定数量的表面处理产品取样，检测表面处理膜层的致密性、厚度、与基体结合力等，或模拟产品服役条件检测其使用性能，比如耐腐蚀性能，疲劳性能等，在特殊过程确认完成后只测控膜层厚度或致密性，以及保证膜层厚度、致密性、膜层和基体的结合力、耐腐蚀性能、疲劳性能等一致性的过程因素条件。表面处理过程确认时，需要全面检测膜层的性能和表面处理缺陷。过程因素的作用会反映在膜层的膜层的致密性，膜层与基体的结合力，膜层的耐腐蚀性能等性能上，确
认时应增加这些性能指标的检查。膜层的致密性可通过耐腐蚀性来检测，膜层与基体的结合力和膜层内的残余应力，可以通过冷热循环处理来检测。表面处理层内的应力，残余应力不易检测，可增加检测膜层耐热疲劳能力来检测，超高强度钢表面处理后的除氢处理，氢含量不易检测，确认时可用脆性检查。
运行网某些材料的表面处理过程因素设定控制不当，易产生表面处理缺陷，在表面处理工艺设计时应采取相应的措施，应确认防止表面处理产生缺陷的措施。比如超高强度钢和某些弹簧钢有氢脆敏感性，表面处理前处理时应避免使用阴极除油或避免电解除油，表面处理后增加除氢处理，并增加检测冲击韧性以确认规避氢脆措施的效果。药用铝箔
1.2.2表面处理过程因素及其测控方法的确认
不同的表面处理液类型、不同的产品材料和不同的产品特性，表面处理过程因素和对膜层性能的影响程度不同。可以通过对表面处理机理及其膜层性能和质量特性的分析，甄别出全部的过程因素。全部出这些过程因素并使之被控制在允许的范围内，使产品特性控制在要求的范围内是特殊过程确认的核心内容，表面处理过程因素需要论证和验证才能确定。
表面处理的一般流程：有机除油→化学除油→去锈→电解除油→漂洗→活化→表面处理→漂洗→干燥→钝化（除氢处理）。抛光（机械或化学）液、除油液（电解或化学除油(除腊)及其除油剂）和去锈液的成分及处理时间和温度，表面处理槽的几何形状、挂具、阳极、表面处理零件的形状及表面状态、电源波形、阴极电流密度、表面处理温度、表面处理液主盐、辅盐及其浓度、添加剂、搅拌、表面处理液PH值和杂质等，漂洗、干燥、除氢、各种钝化、着和封闭处理等通常是表面处理的过程因素。
既然所有的表面处理过程因素均对表面处理膜层的质量特性产生影响，那么所有的过程因素均应该被有效控制，需要对全部的过程因素的测控进行确认。表面处理过程因素的测控，通常包括下列过程因素的测控：机械抛光设备技术指标，或化学抛光液成分、抛光处理温度和时间，化学除油液成分及除油温度和时间，电解除油的电极极性和电流密度电压，表面处理液的成分及其杂质的测控，表面处理工艺参数的测控，漂洗、干燥、除氢和各种钝化处理工艺参数的测控。
1.2.3抽检产品代表性的确认
表面处理过程中有些过程因素会有一个变化范围，致使不同批次的零件，同一批次的不同零件，同一零件不同区域的表面处理膜层性能特性有所差异。不同处理批的零件、一个零件不同区域的表面活性状态、电流密度、或者离子浓度或温度、与阳极的实际距离等因素，表面处理液的搅拌流动、产品表面各区域实际的氧化剂和还原剂的浓度以及温度等，这些过程因素的微量差异会造成表面处理膜层的性能差异。所以抽检的表面处理膜层性能，只能是所检测部分的性能，并不能无条件地代表同批次的其它零件膜层的质量特性，这种代表性成立的条件可以通过对产品膜层质量性能的离散性来分析确定。间接检测产品的性能成立的前提条件是一批产品性能的一致性，也就是必须使同批次表面处理产品的全部过程因素被控制在一定的范围内。特殊过程确认时抽检一定数量产品，分析其性能特性的离散性，或表面处理缺陷，不合格品等，并结合表面处理的机理和过程，分析确定产品性能一致性的各过程因素允许的波动范围即公差，以及抽检的组批规则。表面处理过程工序多，过程因素多，需要系统地分析论证，或者实验验证。表面处理过程因素的公差范围和表面处理产品的组批原则，是用抽检产品特性来间接测量其余产品特性的前提条件，确认完成后就可以通过对过程因素的测控和抽检来控制表面处理过程质量。2表面处理特殊过程确认方式
表面处理特殊过程确认方式是对表面处理工艺、表面处理设备性能、检测项目、抽检的组批原则和
抽检产品代表性条件的确认。
2.1表面处理工艺规程
对表面处理工艺规程的主要内容：表面处理的全部过程因素及其公差的检测和控制；操作人员和环境要求；辅助设备性能要求；表面处理设备性能要求；表面处理缺陷的防止措施，操作注意事项或要求；对热处理实施环境的要求；对操作人员操作技能的要求等。
2.2表面处理设备性能
低温热管表面处理设备性能满足工艺要求的程度、设备维护和定期检定及其执行情况的监督检查措施。2.3检测项目
表面处理产品性能直接检测或使用性能的实际服役或模拟检测；表面处理缺陷检查；抽检产品检测项目及合格判据。通过对表面处理膜层性能特性的分析，确定确认完成以后的检测项目和抽检规则，产品检验的组批规则，各个表面处理过程因素允许的公差范围，形成确认结论并落实到检验文件中。
2.4表面处理的再确认
表面处理过程因素的测控或波动范围发生了更改、产品的检测项目发生了更改或表面处理设备更换，表面处理产品抽检的组批原则或合格判据发生更改等，表面处理过程需要重新确认。
3结论
（1）表面处理特殊过程确认首先要甄别出具体表面处理过程的全部的过程因素，这是确认的核心内容，过程因素除表面处理的各种工艺参数外，还可能包括设备技术性能、环境、操作者的操作技能和习惯等因素，要依据具体的表面处理而定。可通过表面处理机理、表面处理膜层各种性能特性及其缺陷来分析过程因素。
（2）具体表面处理的全部过程因素允许波动范围的确认，是确认结束后采用抽检或检测试样以间接检测其余表面处理产品质量特性的前提条件，是抽检或检测试样与间接检测性能一致性的保证条件。
（3）特殊过程确认还需要对表面处理全部过程因素的测控进行确认。
（4）特殊过程确认完成以后，就可以把对表面处理产品质量特性的筛选检查，变为对表面处理过程因素的测控和试样检查或抽检。
（5）当表面处理工艺更改，或变更检测项目或内容，或更改了组批和抽检规则，变更了合格判据时，表面处理过程需要再确认。
参考文献：
[1]金属材料及表面处理［M］机械工业出版杜，1985.5
[2]王英杰主编金属材料及表面处理［M］北京：中国铁道出版社。2007.8
捕鱼网具
[3]支道光主编机械零件材料与表面处理工艺选择［M］机械工业出版杜，2007.12
[4]GJB/Z9000A-2001 质量管理体系基础和术语[S].
[5]李伟，杜楠.机械加工中的特殊过程识别及其确认［J］.质量与可靠性,2009,4:29-32.
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