国营红阳机械厂铝合金阳极化QC小组提高尾翼座硬质阳极化膜层合格率

铝合金阳极化QC小组二○○六年五月

提高尾翼座硬质阳

我厂表面处理中心2001年正式建成，占地面积1200余m2，共有20余个镀种，多年来，工厂非常重视表面处理中心的发展和产品表面质量的提高，不仅在工艺研究方面取得了很多成果，在表面质量改进方面，也得到长足的发展和飞跃性的提高。一、概述

目前，表面处理中心已将QC活动作为日常工作的重要内容，要求全员参与，人人负责，不断将QC活动推向深入。

二、小组概况成立时间2004.12课题类型攻关型组长贺春影小组编号200502平均接受培训

52活动时间2004.12—2006.03活动次数16材料整理宋豫娟小组成员7技术管理人员1人、技术人员3、检验人员2人、操作工人1人成员工作能力简介本QC小组聘请退休技术专家1人，操作人员蝉联3年荣获工厂星级质量明星。整体知识结构大专以上学历且平均工作时间为12年。制表人：贺春影日期：20041212注册时间2005.08表1方案制定和技术协调组员刘焕文宋丽娟孙立君孔佑平都金梅成员分工贺春影刘树群计量人员基地工艺专家工人专家质量明星全面负责助理工程师材料收集和试验数据分析硬度检测和数据分析负责专职检验操作工人组长副组长技术顾问主管工艺师基地工艺专家技术指导检验人员三、选题理由基地应急任务需求到2005年6月交付2万件合格品。时间紧，任务重！尾翼座加工周期长，成本高尾翼座从下料到成品周期约2个月，各种成本共约0.1万元。每报废1件不仅损失较大，更影响生产进度！！表面处理中心现状提高尾翼座硬质阳极化膜层合格率选择课题合格率差这么多，怎能完成任务？！四、活动计划

时间阶段04050612123456789101112123现状调查计划实施目标设定计划实施原因分析计划实施制定对策计划实施对策实施计划实施效果检查计划实施巩固措施计划实施总结打算计划实施PDCA表2制表人：贺春影时间：20050110

生产日期生产件数合格件数合格率％200410483164.6200411624674.220041220318490.62005011732157390.8合计2045183489.7

制表人：都金梅时间：20050111

我们对2004年10月～2005年1月间的尾翼座膜层质量情况进行了统计，见表3，产品合格率只有89.7％；不合格品特征主要有烧焦、白点、起粉和其他问题，烧焦的现象请看烧焦的图片，各质量问题的表现状态所占比例，见统计表4。表3五、现状调查膜层烧焦部位制图表人：贺春影时间：20050113序号不合格状态频数（件）不合格率累计%

1烧焦20396.2％2白点498％3起粉299％4其他2100％合计211100%表4尾翼座不合格特征表：501001502002500020％40％60％80％100％21196.2％20398%99%频数（件）累积百分比％96.2%根据“关键的少数，次要的多数”的原则确定，小组成员将解决膜层烧焦的问题作为了本次QC活动的主攻目标。

尾翼座不合格特征排列图烧焦白点起粉其他N=211

89.7%现状99.0%目标本次活动的目标五、确定目标六、可行性分析

经分析:白点、起粉等问题是由于绝缘胶未清理干净造成，只要提高责任心，就可避免，如能解决烧焦的问题，尾翼座膜层合格率就可以达到：89.7+(1-89.7％)×96.2%=99.6%经统计2004年12月10日～15日期间生产的84件尾翼座合格率达到了93％,接近目标值

本QC小组组成为三结合小组。从技术领导到技术工人都有着丰富的经验。而且，我厂在铝合金阳极化方面的多次攻关也提供了技术支持目标可行！制图人：宋宋玉娟时时间:20050210尾翼座硬质质阳极化膜膜层烧焦七、确定要要因人机手工操作，，电压提升升不稳定设备不稳定定没有要求料槽液不合格格电源波纹系系数超过3%冷水机组能能力不够气泵搅拌能能力不足工艺曲线与与标准曲线线偏差较大大法工艺方法不不合理溶液浓度偏偏离工艺采用直流氧氧化可靠性性差溶液杂质含含量偏高溶液温度偏偏高溶液液流流动动速速度度过过慢慢电压压波波动动大大环工艺艺参参数数不不合合理理序号未端因素确认人确认时间确认要求1工艺曲线与标准曲线偏差较大贺春影孔佑平200502对有代表性的曲线段3、4、5、6进行比对，并分析2溶液浓度偏离工艺贺春影刘树群200502溶液的浓度和杂质可以一同进行验证，验证时首先要对槽液的环境及过程进行检查。并复查分析报告。3溶液杂质含量高4氧化电源波纹系数大于3％孙立君都金梅200502送计量进行校准。5冷水机组能力不够孔佑平都金梅200502借助机动人员的力量进行确认6搅拌气泵能力不够宋丽娟孔佑平200502借助机动人员的力量进行确认7工艺参数不合理小组全员200502召开小组分析会议，进行充分的讨论，并征求专家的意见。8采用直流氧化可靠性差贺春影孙立君孔佑平200502现场进行操作验证。要因因确确认认计计划划表表表5制表表人人：：都都金金梅梅时时间间:20050215工艺曲线曲线台阶时间（min)标准电压（V)实际电压（V)产品合格率工艺曲线图1第3段10252540％第4段153030第5段203533第6段2540402第3段10252620％第4段153030第5段203537第6段2540413第3段10252660％第4段153031第5段203534第6段2540424第3段10252490％第4段153030第5段203535第6段254040偏差差较较大大时时，，合合格格率率较较低低是要要因因要因因确确认认之之一一：工艺艺曲曲线线与与标标准准曲线线偏偏差差较较大大验证证人人：：贺春春影影、、孔孔佑佑平平表6制表表人人：：都都金金梅梅时时间间:20050220序号分析日期溶液成分及含量工艺规定值H2SO4（g/L）AL3+（g/L）1200501023301H2SO4：300～350g/LAL3+≤25g/L2200501093261.23200501163201.54200501233182.1槽液分析员：刘艳华波纹纹系系数数1.8％％调查查显显示示各各项项指指标标都都在在工工艺艺要要求求范范围围内内，，不是是要要因因现场场查查阅阅：：槽液液分分析析报报告告贺春春影影、、刘刘树树群群1、、溶溶液液浓浓度度偏偏离离工工艺艺；；2、、杂杂质质含含量量高高。要因因确确认认之之二二、、三三、、四四计量量检检测测孙立立君君、、都都金金梅梅氧化化电电源源波波纹纹系系数大大于于3％％表7要因因确确认认之之五五、、六六、、七七冷水水机机组组能力力不不够够开机机后后溶溶液液温温度度始始终终保保持持在在－－5～～－－6℃℃，，满满足足工工艺艺－－1～～－－6℃℃要要求求搅拌拌气气泵泵能力力不不够够搅拌拌气气量量260m3/h，，满满足足工工艺艺要要求求≥≥200m3/h现场场验验证证：：孔孔佑佑平平、、都都金金梅梅现场场检检测测:孔孔佑佑平平、、宋宋丽丽娟娟工艺艺参参数数不不合合理理在进进行行正正式式产产品品生生产产前前，，我我厂厂已已采采用用正正交交试试验验，，电电压压提提升升速速率率从从2V/5min～～6V/5min,溶溶液液浓浓度度从从150g/L～～400g/L，，溶溶液液温温度度从从-12～～+2℃℃，，溶溶液液的的搅搅拌拌速速度度从从50m3/h～～250m3/h,进进行行了了5个个水水平平的的正正交交试试验验，，试试验验非非常常充充分分，，确确定定的的工工艺艺参参数数又又经经过过近近千千件件产产品品的的验验证证，，膜膜层层的的厚厚度度和和硬硬度度都都满满足足设设计计指指标标且且比比较较稳稳定定。。排排除除人人为为因因素素造造成成的的不不合合格格品品外外，，产产品品合合格格率率已已达达到到90％％以以上上，，因因此此，，工工艺艺参参数数是是合合理理的的。。讨论分析：小小组全员均符合要求，，且工艺参数数制定合理，，设备不是要因制表人：都金金梅日日期：20050225表7采用直流氧化化可靠性差是要因

试验验证贺春影、孙立君孔佑平要因确认之八八材料项目LC4LD10试验件编号1～1011～2021～3031～401～1011～2021～3031～40电压提升速率（V/5min)3～45～67～910～113～45～67～910～11膜层硬度（HV)327338363382256312321325工艺规定值（HV)≥320≥320≥320≥320≥302≥302≥302≥302合格率％10099.99820091200LC4材料试试验件的电压压提升速率的的范围为3～～9V/5min,范围围较宽，合格格率可以达到到98％以上上，LD10材料为5～6V/5min，范围相相对较窄，膜层合格率只只有91％。。因此，LD10材料的的尾翼座，采采用直流氧化化可靠性比较较差。表8膜层烧烧焦的的要因因找到到了！！1、工工艺曲曲线与与标准准曲线线偏差差较大大2、采采用直直流氧氧化可可靠性性差。。我们针针对造造成尾尾翼座座膜层层烧焦焦的原原因，，制定定了相相应的的对策策措施施表，，规定定了实实施时时间，，明确确了责责任人人。序号要因

对策

目标

措施

负责人

实施地点

完成期限1电压提升速率不稳采用电脑控制电压输出代替手工操作电压输出精度≥±0.1V将时间、段数、电压等决定工艺曲线参数值输入电脑中，再将电脑和电源有效连接，通过电脑控制电源参数的输出，实现电源参数的自动化控制。贺春影刘树群刘焕文宋玉娟表处中心微机室200503302采用直流氧化工艺可靠性差采用脉冲氧化工艺代替手工操作平均最大电压允许提升速率≥8V/5min工厂再新购置一台脉冲氧化电源，根据电源的工作原理，通过试验制定合适的工艺参数，有效降低反应界面的焦耳热，提高最大允许的电压提升速率，进而提高工艺可靠性。徐建刚刘树群贺春影孔佑平孙立君表处中心生产线和电控制间20050430表9制表人人：都都金梅梅日日期：：20050225九、制制定对对策实施一一精度提提高了上千千倍,超过过了目目标值值≥±±0.1V十、对对策实实施实施后后：电电脑控控制技术员员按照照软件件程序序，将将时间间、段段数、、电压压值等等输入入电脑脑中，，电脑脑再按按指令令输出出，经经运行行后检检查，，证明明电脑脑输出出精度度可达达±0.003V采用手手工操操作输输出精精度只只能达达到±±1V实施前前：手手工操操作生产日期生产件数合格件数合格品比例20050257655295.8％20050362759494.7％合计1203114695.3％采用电电脑控控制电电压提提升速速率后后，我我们又又生产产了1203件件尾翼翼座，，结果果合格格率达达到了了95.3%，，同时时我们们对不不合格格情况况进行行了统统计：：表10验证一一合格率在上升！实施二采用脉冲氧化代替直流氧化直流氧氧化的的电流流随电电压的的上升升不断断上升升，反反应界界面的的热量量不断断积聚聚。脉冲氧氧化的的电流流随着着电压压的高高低脉脉动，，由高高到零零变化化，为为零时时反应应界面面的热热量急急剧下下降，，热量量不会会积聚聚。直流氧氧化电电参数数变化化原理理图电压电流时间t电压V电流i电压电流时间t电压V电流i脉冲氧氧化电电参数数变化化原理理图热！热！热！真舒服服2、设设备选选型脉冲氧氧化电电源对对于我我厂来来说，，是一一项技技术较较新的的设备备，为为此，，在设设备选选型上上小组组查阅阅了大大量的的技术术资料料，最最终购购进了了一台台引进进意大大利技技术的的国产产脉冲冲电源源，性性能十十分稳稳定。。见实实物图图。主控制制柜远程控控制器器采用新新设备备、新新工艺艺后，，电源源参数数需要要进行行调整整，为为此小小组成成员经经过分分析讨讨论后后制定定了试试验方方案并并组织织进行行了评评审，，在方方案中中，小小组根根据脉脉冲电电源的的设计计原理理和前前期直直流氧氧化的的电参参数，，确确定了了脉冲冲氧化化电参参数的的4个个因素素：A主主脉脉宽B副副脉宽宽C峰压压值D低压压值，，先先分别别选取取3个个水平平，进进行参参数择择优试试验，，然然后再再根据据试验验结果果，再再进行行参数数优化化试验验。。经过过，评评审组组的讨讨论分分析，，最后后一致致认认为试试验方方案合合理、、可行行，顺顺利通通过评评审。。3、、实实施施试试验验方方案案（1））试试验验方方案案评评审审试验验方方案案评评审审通通过过后后，，小小组组按按方方案案中中的的L9（34）正正交交试试验验设设计计进进行行试试验验。。请请看看下下表表：：制表表人人：：贺贺春春影影日日期期：：20060325因素素位位级级表表因素位级主脉宽(ms)A副脉宽(ms)B峰压(V)C低压(V)D144552526665353887545表11因因素素位位级级表表（2））试试验验方方案案实实施施正交交试试验验表表

因素

位级试验号主脉宽(ms）A副脉宽(ms）B峰压（V)C低压(V)D试验结果合格率％11(4)1(4)1(55)1(25)3021(4)2(6)2(65)2(35)2031(4)3(8)3(75)3(45)5042(6)1(4)2(65)3(45)8052(6)2(6)3(75)1(25)4062(6)3(8)1(55)2(35)2073(8)1(4)3(75)2(35)90表12正正交交试试验验表表83(8)2(6)1(55)3(45)7093(8)3(8)2(65)1(25)60I110200120130II140130160140III220130180180R110706050较优水平A3B1C3D2因素主次1234制表表人人：：贺贺春春影影日日期期：：20060325正交交试试验验表表实验验结结果果：：A3B1C3D4是最最优优的的组组合合，，合合格格率率最最高高：：90％％。。从趋趋势势图图可可以以看看出出，，A的的影影响响因因素素最最大大，，A、、C、、D都都有有进进一一步步提提高高的的趋趋势势,所所选选的的位位级级没没有有包包容容最最好好的的位位级级区区域域，，而而且且，，从从统统计计表表中中也也可可以以看看出出，，较较优优组组合合的的合合格格率率只只有有90％％，，为为此此，，小小组组在在较较优优水水平平的的临临近近范范围围又又选选择择了了2个个水水平平进进行行正正交交试试验验择择优优，，见见表表11。。趋势势图图因素位级主脉宽(ms)A副脉宽(ms)B峰压(V)C低压(V)D17370302958040表13小组组又又选选用用了了L8（24）正正交交试试验验表表，，进进行行正正交交试试验验，，见见表表12：：表14因素位级试验号主脉宽(ms）A副脉宽(ms）B峰压（V)C低压(V)D试验结果合格率％11(7)1（3）1（70）1（30）9021(7)1（3）1（70）2（40）10031(7)2（5）2（80）1（30）90制表表人人：：贺贺春春影影日日期期：：2006032541(7)2（5）2（80）2（40）9052（9）1（3）2（80）1（30）9062（9）1（3）2（80）2（40）9572（9）2（5）1（70）1（30）8582（9）2（5）1（70）2（40）90I370375365355II360355365370R1020015较优水平A1B1C1D2因素主次3142实验验结结果果：：较较优优的的水水平平A1B1C1D2,最优的的工艺参参数为：：主脉宽：：7ms副副脉宽：：3ms峰压值：：70V低低压值：：40V.序号主脉宽(ms）副脉宽(ms）峰压（V)低压(V)氧化时间（min)膜层厚度(um)膜层硬度(HV)合格率8034610027370404070～80342100（3）试试验验证证为进一步步验证所所选工艺艺参数的的合理性性，小组组以表12中的的试验1A1B1C1D2组合，用用正式产产品进行行验证，，我们取取了20件正式式产品分分2槽进进行氧化化，结果果见下表表，对应应的脉冲冲波形如如图：表13制表人：：都金梅梅日日期：20060325结果验证证表从表中可可以看出出，氧化化的2组组产品合合格率都都达到了了100％，说说明小组组确定的的工艺参参数合理理，而且且，对产产品膜层层质量的的改进效效果非常常明显。。完成任务务有保证证了！表15工艺变更更后，不不仅烧焦焦的问题题得到了了有效控控制，膜膜层的硬硬度和生生产效率率也随之之大大提提高！（4）两两种工艺艺效果对对比界面太热热，我都都烤焦了了！现在我感感觉好多多了，也也漂亮了了。！脉冲氧化化直流氧化化序号对比项目

直流氧化脉冲氧化结果1提升速率范围5～6V/5min9～10V/5min超过了目标值≥8V/5min,工艺的可靠性提高2硬度平均值（HV)320340膜层硬度提高3氧化时间(min)90～10035～40生产效率提高4工艺曲线段数9～101操作难度下降采用脉冲氧化化工艺后，我我们对同样获获得70μm厚的膜层，，和以前采用用直流氧化的的情况进行了了对比，见下下表：速率提高了！！表16生产日期生产件数合格数合格率％200505-2005065520550699.74200507-2005087223721199.832005096554653999.772005101956195399.84合计212532120999.79表16采取电脑控制制自动化生产产和脉冲氧化化工艺措施后后，我们对2005年5月～10月月生产的21253件尾尾翼座进行了了统计，只有有44件产品品不合格，产产品合格率达达到了99.79％，见见统计表11，不合格品品特征见表12：制表人：都金金梅时时间：200603301、目标完成成情况十一、检查效效果产品的质量特特征见表12制图表人：贺贺春影时间：20060330表17序号项目频数（件）累计百分比1白点1840.9％2烧焦1472.7％3起粉1095.5％4其他12100％合计44频数（件）尾翼座不合格格特征排列图图122436480025％50％75％100％72.7%95.5%累积百分比％％40.9%44白点烧焦起粉其他烧焦问题已不不是关键的少少数N=44通过本次活动动，产品的合合格率提高了了99.79％，较活动动前89.7％提高了10个百分点点，超过了目目标值，小组组活动效果非非常显著，活活动目标实现现了。小组目标达到到了！2.效果持续续情况：QC小组攻关关完成后，我我们又对后续续产品进行跟跟踪验证，从从2005年年11月至2005年12月，本厂厂又生产此产产品2700件，其中只只有3件出现现烧焦现象，，产品合格率率为99.9％。3、经济效益益产品一旦