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1

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=21189.7%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：宋玉娟时间:20050210尾翼座硬质阳极化膜层烧焦七、确定要因人机手工操作，电压提升不稳定设备不稳定没有要求料槽液不合格电源波纹系数超过3%冷水机组能力不够气泵搅拌能力不足工艺曲线与标准曲线偏差较大法工艺方法不合理溶液浓度偏离工艺采用直流氧化可靠性差溶液杂质含量偏高溶液温度偏高溶液流动速度过慢电压波动大环工艺参数不合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。要因确认计划表表5制表人：都金梅时间:20050215偏差较大时，合格率较低是要因要因确认之一：工艺曲线与标准曲线偏差较大验证人：贺春影、孔佑平表6制表人：都金梅时间:20050220波纹系数1.8％调查显示各项指标都在工艺要求范围内，不是要因现场查阅：槽液分析报告贺春影、刘树群1、溶液浓度偏离工艺；2、杂质含量高。要因确认之二、三、四计量检测孙立君、都金梅氧化电源波纹系数大于3％

表7要因确认之五、六、七冷水机组能力不够开机后溶液温度始终保持在－5～－6℃，满足工艺－1～－6℃要求搅拌气泵能力不够搅拌气量260m3/h，满足工艺要求≥200m3/h现场验证：孔佑平、都金梅现场检测:孔佑平、宋丽娟

工艺参数不合理在进行正式产品生产前，我厂已采用正交试验，电压提升速率从2V/5min～6V/5min,溶液浓度从150g/L～400g/L，溶液温度从-12～+2℃，溶液的搅拌速度从50m3/h～250m3/h,进行了5个水平的正交试验，试验非常充分，确定的工艺参数又经过近千件产品的验证，膜层的厚度和硬度都满足设计指标且比较稳定。排除人为因素造成的不合格品外，产品合格率已达到90％以上，因此，工艺参数是合理的。讨论分析：小组全员均符合要求，且工艺参数制定合理，设备不是要因制表人：都金梅日期：20050225表7

采用直流氧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材料试验件的电压提升速率的范围为3～9V/5min,范围较宽，合格率可以达到98％以上，LD10材料为5～6V/5min，范围相对较窄，膜层合格率只有91％。因此，LD10材料的尾翼座，采用直流氧化可靠性比较差。表8膜层烧焦的要因找到了！1、工艺曲线与标准曲线偏差较大2、采用直流氧化可靠性差。

我们针对造成尾翼座膜层烧焦的原因，制定了相应的对策措施表，规定了实施时间，明确了责任人。表9制表人：都金梅日期：20050225九、制定对策实施一精度提高了上千倍,超过了目标值≥±0.1V十、对策实施实施后：电脑控制技术员按照软件程序，将时间、段数、电压值等输入电脑中，电脑再按指令输出，经运行后检查，证明电脑输出精度可达±0.003V采用手工操作输出精度只能达到±1V实施前：手工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％

采用电脑控制电压提升速率后，我们又生产了1203件尾翼座，结果合格率达到了95.3%，同时我们对不合格情况进行了统计：表10验证一合格率在上升！实施二采用脉冲氧化代替直流氧化直流氧化的电流随电压的上升不断上升，反应界面的热量不断积聚。脉冲氧化的电流随着电压的高低脉动，由高到零变化，为零时反应界面的热量急剧下降，热量不会积聚。直流氧化电参数变化原理图电压电流时间t电压V电流i电压电流时间t电压V电流i

脉冲氧化电参数变化原理图热！热！热！真舒服2、设备选型脉冲氧化电源对于我厂来说，是一项技术较新的设备，为此，在设备选型上小组查阅了大量的技术资料，最终购进了一台引进意大利技术的国产脉冲电源，性能十分稳定。见实物图。主控制柜远程控制器采用新设备、新工艺后，电源参数需要进行调整，为此小组成员经过分析讨论后制定了试验方案并组织进行了评审，在方案中，小组根据脉冲电源的设计原理和前期直流氧化的电参数

，确定了脉冲氧化电参数的4个因素：A

主脉宽B副脉宽C峰压值D低压值，

先分别选取3个水平，进行参数择优试验，

然后再根据试验结果，再进行参数优化试

验。经过，评审组的讨论分析，最后一致

认为试验方案合理、可行，顺利通过评审。

3、实施试验方案（1）试验方案评审试验方案评审通过后，小组按方案中的L9（34）正交试验设计进行试验。请看下表：制表人：贺春影日期：20060325因素位级表因素位级主脉宽(ms)A副脉宽(ms)B峰压(V)C低压(V)D144552526665353887545表11因素位级表（2）试验方案实施正交试验表

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正交试验表制表人：贺春影日期：20060325正交试验表实验结果：A3B1C3D4是最优的组合，合格率最高：90％。从趋势图可以看出，A的影响因素最大，A、C、D都有进一步提高的趋势,所选的位级没有包容最好的位级区域，而且，从统计表中也可以看出，较优组合的合格率只有90％，为此，小组在较优水平的临近范围又选择了2个水平进行正交试验择优，见表11。趋势图因素位级主脉宽(ms)A副脉宽(ms)B峰压(V)C低压(V)D17370302958040表13小组又选用了L8（24）正交试验表，进行正交试验，见表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制表人：贺春影日期：20060325实验结果：较优的水平A1B1C1D2,最优的工艺参数为：主脉宽：7ms副脉宽：3ms峰压值：70V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）试验验证为进一步验证所选工艺参数的合理性，小组以表12中的试验1A1B1C1D2组合，用正式产品进行验证，我们取了20件正式产品分2槽进行氧化，结果见下表，对应的脉冲波形如图：表13制表人：都金梅日期：20060325结果验证表从表中可以看出，氧化的2组产品合格率都达到了100％，说明小组确定的工艺参数合理，而且，对产品膜层质量的改进效果非常明显。完成任务有保证了！表15工艺变更后，不仅烧焦的问题得到了有效控制，膜层的硬度和生产效率也随之大大提高！（4）两种工艺效果对比

界面太热，我都烤焦了！现在我感觉好多了，也漂亮了。！脉冲氧化直流氧化序号对比项目

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工艺后，我们对同样获得70μm厚的膜层，和以前采用直流氧化的情况进行了对比，见下表：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采取电脑控制自动化生产和脉冲氧化工艺措施后，我们对2005年5月～10月生产的21253件尾翼座进行了统计，只有44件产品不合格，产品合格率达到了99.79％，见统计表11，不合格品特征见表12：制表人：都金梅时间：200603301、目标完成情况十一、检查效果

产品的质量特征见表12制图表人：贺春影时间：20060330表17频数（件）

尾翼座不合格特征排列图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是关键的少数N=44

通过本次活动，产品的合格率提高了99.79％，较活动前89.7％提高了10个百分点，超过了目标值，小组活动效果非常显著，活动目标实现了。小组目标达到了！2.效果持续情况：QC小组攻关完成后，我们又对后续产品进行跟踪验证，从2005年11月至2005年12月，本厂又生产此产品2700件，其中只有3件出现烧焦现象，产品合格率为99.9％。3、经济效益产品一旦烧焦就会报废，一件产品从原材料到加工成成品价值约0.1万，我厂年产7200件，产品合格率提高后，每年可为工厂节约：0.1万（单件）×7200（年产）×（99％-89.7％）＝

2005年1