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GJB 480A-1995在軍工產品研制生產中的應用

作者:百檢網 時間:2022-05-07 來源:互聯網

  隨著武器裝備性能不斷提高,其服役環境也更為復雜和苛刻,要求零(部)件具有良好的綜合性能。因此,軍工產品中使用的絕大部分金屬零(部)件必須經過鍍覆或化學覆蓋工藝處理,例如,鋼制零件化學鍍及電鍍、鋁合金化學氧化及陽*氧化、緊固件離子鍍鋁等,以提高其耐蝕性、耐磨性、絕緣性、漆膜結合力等綜合性能。但是自標準發布實施起至2022年,我國軍工行業在二十多年內取得了快速發展,表面處理,我國軍工行業取得了快速發展,表面處理領域也發生了巨大變化,例如:微弧氧化、蘋果酸-硫酸陽*氧化、電鍍鋅鎳等新型鍍覆工藝的出現,GJB 480A-1995中的要求需要補充完善,增加新工藝通用要求及適用范圍。
  1GJB 480A-1995 應用情況簡介
  鍍覆層和化學覆蓋層的質量直接決定著軍工零(部)件的性能,而工藝實施過程中人員、設備儀表、工藝材料、工藝過程、技術文件和環境等因素對鍍覆和化學覆蓋工藝質量影響很大。因此,嚴格從上述方面加強工藝質量控制對于武器裝備零(部)件的高性能服役至關重要。
  GJB 480A-1995作為軍工行業中金屬鍍覆和化學覆蓋工藝質量控制方面的關鍵指導性文件,通過借鑒生產經驗和國外先進標準在人員、設備儀表、工藝材料、工藝過程、技術文件和環境等方面對金屬鍍覆和化學覆蓋工藝質量控制進行了比較詳細的規定,在航空、航天、船舶、兵器、電子等多個行業的研制和生產中被大量引用和廣泛采用,主要在兩個方面:一是在軍工產品研制生產過程中簽訂協議時引用標準的相關質量控制條款,例如:航空發動機高溫合金渦輪葉片電鍍鉑,航空高強鋼起落架電鍍鉻、鎘-鈦,航天緊固件電鍍鎘-鈦,兵器行業炮管內膛電鍍鉻,電子芯片、電子封裝電鍍等的研制生產過程中;二是作為頂層控制標準與專用鍍層標準配合使用,例如:HB/Z 5069-2011《電鍍銅工藝及質量檢驗》和HB/Z 20010-2011《電鍍錫-鉍合金工藝及質量檢驗》中要求環境、設備、儀器、儀表及工藝過程的控制要滿足GJB 480A-1995的要求。GJB 480A-1995較好地用于指導軍工各行業的表面處理工藝實施和質量控制,有力地保障了軍工產品的質量。
  2應用過程中暴露的問題
  目前,國家軍用標準中僅有GJB 594A-2019《金屬鍍覆層和化學覆蓋層選擇原則與厚度系列》和GJB 480A-1995《金屬鍍覆和化學覆蓋工藝質量控制要求》兩個頂層標準[4]。GJB 594A-2019于1988年發布,在2000年和2019年經過了兩次修訂,而GJB 480A-1995自發布以來未進行修訂,雖然GJB 480A-1995規范了軍工行業中金屬鍍覆和化學覆蓋工藝質量控制,在一定程度上促進了上述工藝的發展,保證了相關產品的質量穩定性,但是標準發布以來的二十多年間,離子鍍鋁、微弧氧化、鈦合金電鍍、硫酸基混酸陽*氧化等新型金屬鍍覆和化學覆蓋工藝獲得發展,并應用于軍工產品的研制生產,同時,部分原有技術也有一定程度的改進。GJB 480A-1995已不能完全滿足當前金屬鍍覆和化學覆蓋工藝的質量控制需要,迫切需要在修訂后的GJB 480中納入新的工藝質量控制要求,以更好地實現對當前軍工產品金屬鍍覆和化學覆蓋的工藝質量控制。
  2.1 缺少或未完全覆蓋鍍覆及檢驗過程中部分重要通用設備
  GJB 480A-1995的4.1中電鍍用電源僅列出了整流和直流電機。隨著技術的發展和進步,多種類型的電鍍電源[5]已經開始大量應用在電鍍行業中。例如:硅整流器、可控硅電源、高頻開關電源、脈沖電源等。此外,為提高鍍覆效率和鍍層質量,陰*移動[6]在金屬鍍覆和化學覆蓋工藝中被廣泛采用。目前,陰*移動方式已整合進工作槽的設計中。GJB 480A-1995由于制訂時間比較早,國內尚無關于電流表和電壓表等控制儀表精度等級的相關標準,經過近十幾年的發展,我國已建立了相關標準GB/T 13283-2008《工業過程測量和控制用檢測儀表和顯示儀表精確度等級》,對精確度等級進行了明確規定。
  另外,GJB 480A-1995的5.2.6中腐蝕用鹽霧試驗箱的中性鹽霧試驗、醋酸鹽霧試驗、通加速醋酸鹽霧試驗分別要求符合GB 6458、GB 6459、GB 6460的規定,以上3項國標已被GB 10125-1997版本替代,且GB 10125已于2021年完成了修訂,增加了對試樣支架的要求,刪除了鹽霧箱體積的要求,同時增加了鹽霧箱噴霧的新要求。
  其次,氫脆性能是鋼、鈦合金[7]等金屬材料表面處理的重要性能指標,檢驗所用的氫脆試驗機的技術要求對試驗結果影響較大,應予以詳細規定。目前,航空行業中氫脆試驗的仲裁方法主要是依據HB 5067.1《鍍覆工藝氫脆試驗第1部分:機械方法》。由于制訂時間較早,GJB 480A-1995未能涵蓋全電鍍電源的要求,需更新鹽霧試驗箱的要求,缺少對移動陰*和氫脆試驗機的相關要求。
  2.2 部分工藝規定難以滿足實際工藝需求
  GJB 480A-1995中5.4.3條“為改善鋼制零件疲勞強度進行的噴丸強化工序,應在消除應力熱處理之后和鍍覆之前進行。特殊情況下,消除應力應在噴丸之后進行時,其溫度不得超過220°C”在制定時只針對鋼制零件。但隨著金屬鍍覆和化學覆蓋工藝在其他多種金屬上廣泛使用,該條款的規定已經難以滿足實際需求。另外,需要特別說明的是,“特殊情況下,消除應力在噴丸之后進行時,其溫度不得超過220°C”,該條款中的消除應力熱處理不是要消除噴丸產生的表面壓應力,而是消除影響表面處理的殘余應力,只要在材料噴丸后消除應力的熱處理上限溫度下進行處理,不會對噴丸效果產生不可接受的影響。
  2.3 生產場地環境要求難以滿足實際需求
  GJB 480A-1995的5.6.2中規定生產場地“應有良好的自然通風”,這可能造成金屬鍍覆和化學覆蓋工藝過程中產生的有害氣體直接排入外界大氣。隨著環保要求的日益提高,對于表面處理生產場地所產生的廢氣,都必須進行回收凈化處理后達標排放。因此,標準中的“自然通風”的規定已不符合當前及未來的環保要求。
  其次,GJB 480A-1995的5.6.5規定“在新廠房的設計中,車間溫度不應低于12°C,車間試驗室溫度不應低于18°C”。經廣泛調研發現,在實施過程中,雖然生產廠房設計時按照溫度12°C設計并建造,但當進行金屬鍍覆和化學覆蓋生產時,尤其是正常通風生產時,生產場地的溫度難以完全保持不低于12°C。在北方冬季,通表1 噴丸后材料的加熱上限溫度。
  2.4 缺少酸性鹽霧試驗的要求
  隨著我國艦載航空裝備的快速發展,針對艦載機用材料、防護工藝等的中性鹽霧試驗已無法準確暴露在實際服役過程中出現的腐蝕問題,例如:對于在艦載機中廣泛使用的連接器和連接件鎘鍍層,在實際的服役過程中常出現嚴重腐蝕及大量的點蝕,而中性鹽霧一般表現為點蝕。為了更準確地暴露實際外場服役過程中的腐蝕損傷問題,針對服役過程中會長期經受復雜且惡劣海洋環境損害的鍍覆層,應進行酸性鹽霧試驗。推薦按GJB 150.11A《軍用裝備實驗室環境試驗方法第11部分:鹽霧試驗》的要求進行。
  2.5 部分管理規定難以滿足當前實際情況
  隨著工藝技術的發展和新技術的出現,部分管理規定難以滿足當前的工藝技術現狀,主要包括以下幾個方面。
  人員:GJB 480A-1995的5.1“人員”中詳細規定了人員培訓、考核的內容和合格證期限等。但根據對軍工各行業的調研發現,各行業目前對于人員從業資格的規定存在較大差異,如航空工業的考核周期一般為2年,而航天多為3年;并且各個行業也都根據自身特點制定了各自的業內規范,截止目前運行良好,能夠較好地滿足對人員的管理需要。綜合各行業的現實情況,需要修訂操作和檢驗人員的上崗要求。
  設備、儀表:GJB 480A-1995的5.2“設備、儀器”中詳細規定了主要設備和儀表的相關要求,但是在實際鍍覆過程中的槽液溫度、鍍覆時間等鍍覆層的性能影響較大,實際主要采用溫度計監控槽液溫度和和秒表控制鍍覆時間,需增加溫度計、秒表等工藝輔助儀器的相關要求。
  工藝材料:GJB 480A-1995的5.3“工藝材料”中對于化學藥品主要采用分級管理,包括“一般”“重要”和“關鍵”三個等級。目前,軍工各行業中化學藥品和工藝材料分級制度多數仍保留,但根據零件鍍覆和化學處理工藝的不同,具體級別層次已多有不同。故僅需針對工藝特點對化學藥品進行分級管理,并按要求進行復驗即可,無須對級別進行硬性規定;
  工藝:GJB 480A-1995的5.4.4條中規定對于抗拉強度1300MPa以上高強度鋼的噴砂清理到鍍覆之間時間應為1h。通常,高強度鋼在吹砂處理后,還需進行化學或電化學除油,此工序仍需要一定的時間。例如:大型飛機300M高強鋼起落架等零件,由于尺寸原因,吹砂時間一般較長,較難保證1h的時間間隔,且控制要求太高。
  環境:GJB 480A-1995的5.6.3中對于檢驗工位光照度的要求不夠細致。目前相關金屬鍍覆層和化學覆蓋層的質量檢驗標準中,均對檢驗工位光照度有明確要求,“光照度不小于300lx”,此光照度可以有效保證檢驗的順利實施。
  檢測:GJB 480A-1995的5.4.16將鍍(膜)層的檢驗分為“產品質量檢驗”和“工藝控制檢驗”,通過分析GJB 1941《金電鍍層規范》和Q/AVIC 06113《氯化銨鍍鎘鍍層規范》可知,目前慣用的檢驗分類一般為“鑒定檢驗”“周期檢驗”和“質量一致性檢驗”三類。GJB 480A-1995中鍍(膜)層檢驗分類的規定與目前表面處理行業的通用情況不完全一致。

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