Управление качеством на участке окончательной термической обработки силовых шпангоутов из титанового сплава

Максимальная твердость наблюдается на поверхности альфированного слоя, где металл наиболее легирован кислородом. Содержание кислорода в альфированном слое и микротвердость его резко уменьшаются в направлении от поверхности вглубь металла.

Окисление титана и насыщение поверхности кислородом начинает идти с заметной скоростью при температуре 550-600⁰С и усиливается с увеличением температуры и продолжительности нагрева.

Цвет и плотность окисной пленки (окалины) могут быть различными в зависимостиот состава сплава и условий окисления (температуры, продолжительности).

Глубину альфированного слоя можно определить по микроструктуре, измерением твердости и рентгеновским методом.

За величину альфированного слоя принимается слой, микротвердость которого выше микротвердости сердцевины на величину, превышающую разброс твердости при замерах. Допускается альфированный слой с твердостью превышающей твердость сердцевины на 25% и глубиной не более 5мкм.

Повышенный альфированный слой после вакуумного отжига можно удалить следующими способами: травление в ванне облагораживания, пескоструйная обработка.

Недогрев. Проведение операций термической обработки при заниженных температурах или при недостаточной выдержке может привести к получению неудовлетворительной структуры изделия и его пониженным механическим свойствам. Из – за недогрева при отжиге изделий не происходит измельчения зерна, т.е. улучшения микроструктуры и повышения механических свойств материала.

Перегрев. Перегрев выражается в росте зерна, и как следствие этого, снижаются прочность, пластичность и вязкость. Этот вид дефекта может быть получен в результате проведения термической обработки при завышенных температурах или при очень длительной выдержке в области высоких температур.

Деформация и поводки. Изменение размеров и формы изделий происходит в результате сварных, механических и термических напряжений. Такой дефект может быть исправлен повторным отжигом с термофиксацией.

Трещины. В результате неправильно проведенного режима термической обработки в изделие могут возникнуть внутренние и поверхностные трещины. Одной из главных причин появления трещин является альфированный слой. Такой дефект, как трещины является неисправимым видом брака.

В таблице 22 приведены основные дефекты, возникающие в ходе термической обработки на ОАО «Иркутское авиационное производственное объединение» в ходе обработки изделий.

Таблица 16 - Контрольный листок

На основе данных таблицы 16 строятся диаграммы Паретто и Исикавы. Диаграмма Паретто позволяет выявлять главные проблемы и отражает нежелательные результаты деятельности отделения.

В таблице 17  приведены дефекты изделий и их количественное соотношение.

Таблица17 - Дефекты инструментов

Рисунок 15 - Диаграмма Паретто

Из диаграммы Паретто видно, что наиболее часто встречаемые дефекты – коробление и альфированный слой. Проанализируем на основе причинно-следственной диаграммы (диаграммы Исикавы) причины, которые влияют на образование самого распространенного дефекта – коробление.

Рисунок 16 - Причинно-следственная диаграмма Исикавы

Как видно из диаграммы (рисунок 16) причины возникновения данного дефекта весьма разнообразны. Во – первых перед загрузкой изделий в печь необходимо провести подготовку поверхности изделия и термофиксирующего приспособления, путем очистки их от загрязнений при помощи ацетона. Подготовка садки к вакуумному отжигу проводится с целью удаления с поверхности загрязнений, которые при отжиге могут перейти в поверхностный слой. Во – вторых, при создании в печи вакуума нельзя допускать натекания, так как титан активно взаимодействует с кислородом, в результате чего на поверхности образуется альфированный слой, что крайне нежелательно. В третьих, температура и время термической обработки должны быть строго регламентированы, так как при не соблюдении режимов термической обработки могут возникнуть неисправимые дефекты.

Контроль за соблюдением технологии возлагается на начальников