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CQI-9 特殊过程热处理系统审核(HTSA)SGM SQE 丁杰 2009-3-302024/11/7 周四1CQI-9 特殊过程：热处理系统审核（HTSA）CQI-9的背景和目标常见失效模式和案例分析如何建立有效的热处理过程控制CQI-9评审的要求和正确的做法2024/11/7 周四2前言前言热处理系统评估程序CQI-9 是AIAG（美国汽车工业行动集团）于2006年开发的，是AIAG发布的一个关于热处理体系的定位和规定的共识。热处理系统审核（HTSA）是客户和产品标准的补充，用来衡量供应商是否有能力满足审核要求。证明有能力始终提供能够满足客户和应用要求的产品，通过有效的应用该审核系统提高客户满意度，包括系统的持续改进。特殊过程：热处理系统审核（HTSA）2024/11/7 周四3 热处理系统审核目标热处理系统审核目标 HTSA的目标是发展一个能提供持续改进、强调缺陷预防、减少供应链差异和浪费的热处理管理体系。HTSA与国际公认的质量管理体系和适用于客户的特定要求一起规定了热处理工艺管理体系的基本要求。HTSA的目的是为汽车生产和服务机构提供一个热处理管理体系普遍方法。我们的目标是帮助供应商建立有效的热处理过程控制和体系，减少供应商在客户处发生批量性的质量事故。2024/11/7 周四4热处理系统审核程序热处理系统审核程序1.取得CQI9特殊过程的副本：AIAG热处理系统审核指南。2.根据CQI9特殊过程查明所有热处理工序：热处理系统审核指南运用。在HTSA第一页记录这些工序。3.确定符合程度，完成HTSA。1-3部分应首先完成并独立于其它工作审核。每次审核需要进行一项工作审核（第4部分）。4.针对每个“不满意”项目确定整改方案，包括根本原因分析和相应的行动计划。行动计划的记录包括确认均要保留。5.审核应每年进行一次，除非客户有其它特别的规定。2024/11/7 周四5 热处理工艺和过程表热处理工艺和过程表 过程表1钢的热处理 渗碳淬火 气体碳氮共渗 碳矫正 等温回火 淬火 回火 沉淀硬化时效 过程表2钢的热处理 渗氮（气体）铁素体碳氮共渗（气体或盐浴）过程表3铝的热处理 过程表4感应热处理 钎焊和烧结也可应用2024/11/7 周四6 常见热处理失效模式常见热处理失效模式 温度过高 温度过低 淬火不足 回火不当 回火延时过长 漏热处理 不合格品控制不当 原材料使用不当 氢脆 未满炉试制 热处理设备不当 感应淬火参数不当 感应线圈设计不当2024/11/7 周四7 热处理为什么是特殊过程？热处理为什么是特殊过程？热处理不同于尺寸不合格，如果一个螺栓太长，不能装配；一个螺栓太短，也不能装配；一个零件漏冲孔，也不能装配；一个零件孔太小，也不能装配；一个螺栓漏热处理或者热处理不当，装配时不一定能发现；不能在其预期寿命内实现其功能；导致早期疲劳失效；反复热处理其疲劳寿命会缩短。2024/11/7 周四8 热处理失效案例热处理失效案例传动轴三销轴失效失效模式：道路试验中三销轴断裂失效的根本原因：热处理温度失控措施和经验教训：热处理过程中增加超温保护和报警，控制面板或程序需要锁定2024/11/7 周四9 热处理失效案例热处理失效案例轮毂螺母断裂失效模式：返修线上发现轮毂螺母有裂纹失效的根本原因：回火温度过低或未回火，螺母硬度偏高措施和经验教训：严格控制回火温度，调质是淬火加高温回火，回火后硬度要和淬火后硬度比较，回火硬度必须比淬火低1-3HRC。降低温度可以控制热变形，但必须能保证达到零件应有的性能和强度。2024/11/7 周四10 热处理失效案例热处理失效案例螺栓断裂失效模式：装配过程中螺栓断裂失效的根本原因：a.热处理温度不均匀，硬度低，抗拉强度低。b.螺栓装炉量过大，是部分螺栓达不到加热温度。措施和经验教训：a.加热到温后并使温度均匀化后再进行保温，每年进行温度均匀化测定b.控制装炉量，增加自动称重装置2024/11/7 周四11 热处理失效案例热处理失效案例气门锁片失效失效模式：强化道路试验中气门锁片断裂失效的根本原因：气门锁片热处理不均匀，局部表面硬度低，心部硬度高，渗碳硬化层深度局部过深，过渡区的金相组织中碳马氏体中出现了使晶界弱化网状屈氏体和较粗大的铁素体，是造成断裂的主要原因措施和经验教训：渗碳过程中温度和碳势要充分均匀化2024/11/7 周四12 热处理失效案例热处理失效案例油底壳螺栓断裂，扭矩未到失效模式：装配过程中10.9级油底壳螺栓断裂失效的根本原因：螺栓漏热处理，未调质措施和经验教训：识别可能卡料和滞料的风险点，散落件一律作不合格品报废，表面处理前增加对未热处理螺栓的筛选正常金相组织：回火索氏体 500X 未调质金相组织：铁素体+碳化物 200X 2024/11/7 周四13 热处理失效案例热处理失效案例变速箱半轴齿轮失效失效模式：道路试验中半轴齿轮断裂失效的根本原因：热处理不满炉，硬度低措施和经验教训：严格按照满炉试验的程序设定过程参数。2024/11/7 周四14 热处理失效案例热处理失效案例同步器齿壳表面出现氧化层失效模式：同步器齿壳表面出现氧化层失效的根本原因：采用井式炉软氮化处理，淬火前工件取出在空气中被氧化措施和经验教训：井式炉已基本淘汰，应采用多用炉，在炉子里面直接淬火2024/11/7 周四15 热处理失效案例热处理失效案例变速箱驱动半轴失效失效模式：强化道路试验中半轴在花键处断裂失效的根本原因：感应淬火参数不当或线圈设计不当措施和经验教训：调整感应淬火参数或重新设计线圈，使花键键槽能部分淬硬2024/11/7 周四16 热处理失效案例热处理失效案例垫圈氢脆失效模式：垫圈安装后发生断裂失效的根本原因：表面出来过程中酸洗不当，有氢元素进入措施和经验教训：严格控制回火过程，并采用恰当的表面处理工艺，控制清洗过程。2024/11/7 周四17如何建立有效的热处理过程控制？A.CQI-9的1-3部分的评审要素规定了正确的热处理过程控制方法：1.管理职责和质量计划2.现场和材料处理责任3.设备2024/11/7 周四18如何建立有效的热处理过程控制？B.CQI-9的4个过程表则结合1-3部分的评审要素规定了测试仪器设备以及频次：1.过程和测试设备2.高温测量仪器3.过程监控频次4.在制品和成品测试频次5.淬火和淬火油的测试频次6.同时，过程表为检查工艺控制参数和零件指定了工艺参数和测试频率的公差。2024/11/7 周四19CQI-9的评审要求一、管理职责和质量计划1.现场要有全职的有资质的热处理人员，5年以上工作经验；2.热处理过程要实施APQP；3.PFMEA及时最新并反映当前过程；4.控制计划及时更新并反映当前状况；5.有热处理相关和参考的规范；6.所有过程都有书面工艺规范；7.设备开始使用，重新部署或大修后要有能力研究，包括产能分析和是否能满足客户的性能要求；8.随着时间的推移，热处理人员要进行数据收集和分析并对数据作出反应，防止产品缺陷的发生；2024/11/7 周四20CQI-9的评审要求一、管理职责和质量计划9.管理人员需要每24小时检查一次热处理监控系统并记录，努力发现失控情况或警报情况；10.最少每年用AIAG HTSA进行内部审核；11.要有适当的程序授权返工并有记录；12.质量部要评审和处理客户和内部的关注；13.在HTSA范围内确定的每一热处理工艺都应规定一个持续改进过程，该过程应包括质量和产量的持续改进；14.质量经理负责批准授权适当人员对隔离器材进行处置；15.热处理人员要有包括全部热处理工艺的操作说明书，说明书包括可能出现的紧急情况(如停电)，设备启动，设备关闭，产品隔离，产品检验以及通用操作程序等所有步骤；2024/11/7 周四21CQI-9的评审要求一、管理职责和质量计划16.应为员工提供所有的热处理操作培训，表示员工培训的证据必须保留并审核培训的成效。17.要有一个责任人来确保所有主要的管理和监督功能都是由有资格的人来执行；18.要有预防性维护计划以及使用维护资料来形成预防性维护计划；19.热处理人员要列出一份关键备件清单，并保证这些备件能最低限度地减小生产中断。2024/11/7 周四22CQI-9的评审要求二、现场和材料处理责任1.工厂能保证输入接收系统的数据与顾客货运单据上的信息相符合；2.产品需明确标识和隔离，严格划分热前和热后区域；3.过程需具备产品批次的可溯性；4.要有足够的程序防止不合格品流入生产系统；5.要对热处理过程中的卡料和滞料环节进行风险识别，减少混料的风险；6.容器或料箱中不能有异物，防止混料；7.规定装炉量，并记录和控制；8.操作工要接受设备紧急状况下(如停电)，材料的搬运，遏制措施和产品隔离方面的培训；2024/11/7 周四23热处理生产线热前为绿色料箱热前为绿色料箱热后为淡红色料箱热后为淡红色料箱热前和热后区域的划分2024/11/7 周四24开放式的通道，容易滞料开放式的通道，容易滞料通道封闭，不会滞料通道封闭，不会滞料识别卡料和滞料环节2024/11/7 周四25CQI-9的评审要求二、现场和材料处理责任9.搬运，储藏和包装中能保证不损害产品的质量，需评审热处理炉装卸系统、加工和搬运过程的产品损坏的风险；10.工厂的清洁、现场管理、环境和工作条件有益质量改进；11.零件表面无影响热处理的有害物质；12.对淬火系统进行监测、记录和控制；13.可溶性油或其他防锈物质受监控；14.过程控制参数按照过程表中规定的频率监控；15.过程中和终检按照过程表中规定的频率监控；16.定期验证产品检测设备2024/11/7 周四26CQI-9的评审要求三、设备1.热处理炉、发生器和淬火系统有合适的过程控制设备，如，温度、碳势，气体流量(甲醇和丙烷以及氮气保护等)、淬火监控系统包括搅拌、温度控制和淬火油分析等；2.加工设备需要校验或验证，包括热电偶，红外测温仪，各种仪表，流量计和温度准确性(SAT)的校验；3.热电偶和保护管按照过程表规定检修或更换；4.每年或大修后进行温度均匀性(TUS)测定，参照AMS2750(Aerospace Material Specification)；5.控制炉温的热电偶的检测值和设定值之间的差异需符合过程表中的要求，SAT允许的最大误差范围是+/-5；6.要有热处理过程和设备报警装置的清单，至少每季度一次、或者修理后对报警装置进行验证并有书面记录；2024/11/7 周四27CQI-9的评审要求三、设备7.炉内气氛连续监控，自动控制并记录；8.当气氛的备用验证方法和主要控制方法(碳势/露点读数)不符或超出范围时，需重新设定碳势和原方法的一致；9.炉子的所有氨气管线需配备快速切断装置或一个三阀自动防故障排气系统；10.紧固件和小的金属件等在热处理不需通氨气的其他零件前，热处理炉要进行至少3小时的氧化燃烧；11.所有气氛热处理炉和发生器都要有各种气体的流量范围或流量表；12.对螺纹紧固件，网带炉的淬火炉末端都装有玻璃观察窗口和红外线高温测试仪；13.奥氏体化盐浴炉中盐的成分需监控；14.对淬火介质进行定期分析；2024/11/7 周四28多用炉或箱式炉多用炉或箱式炉爱锡林、易普森爱锡林、易普森多用炉渗碳淬火示意图多用炉渗碳淬火示意图热处理设备2024/11/7 周四29连续炉或网带炉连续炉或网带炉台湾三永，迦南台湾三永，迦南热处理设备感应淬火线圈感应淬火线圈2024/11/7 周四30氧探头氧探头过程测量元器件流量计流量计2024/11/7 周四31三气分析仪三气分析仪碳势分析定碳片燃烧称重法露点分析仪露点分析仪2024/11/7 周四32温度均匀性测定586724319 多用炉采用九点测温 网带炉根据网带的宽度 采用两点或三点并排测温2024/11/7 周四33CQI-9的评审要求三、设备(适用于感应淬火)15.控制零件的定位；16.控制零件的功率和能量；17.有线圈管理系统，有备用线圈，控制淬火压力；18.淬火系统必须自动控制，不允许手工淬火；19.每一批零件感应热处理要进行首件检验。2024/11/7 周四34CQI-9的评审要求四、岗位审核(针对指定零件)1.合同评审、APQP、PFMEA、控制计划等由有能力有资质的人来完成；2.工厂具有来自顾客的零件规范；3.车间的流转单满足了客户的追溯要求；4.在整个热处理过程中保持材料的标识(零件号，批次号，热处理炉号，合同号等)；5.有进货检验的书面记录；6.识别装料和堆放要求；7.采用正确的工艺参数或规范；8.明确产品的检验要求，如测试方法，测试频次和数量和样本的选择；2024/11/7 周四35CQI-9的评审要求四、岗位审核(针对指定零件)9.相关过程步骤已经签字确认并受控；10.APQP中的检验过程和步骤已经明确；11.返工等额外的操作步骤已经得到授权或客户的同意；12.管理规范明确是否允许返工；13.零件或料箱没有异物或者杂质；14.零件包装要求已明确；15.零件的包装是否能最大限度地减少混料；16.零件被正确地标识2024/11/7 周四36CQI-9评审后的期望通过CQI-9评审，要求热处理供应商：识别可能导致失效的产品特性和过程特性识别各种失效模式，不断更新PFMEA和控制计划；将评审中要求的控制点全部写入控制计划进行日常监控；加强过程控制以达到最佳的控制方法。2024/11/7 周四37谢谢大家！2024/11/7 周四38