浅谈表面处理特殊过程确认

杨改航

（太原航空仪表有限公司，山西 太原 030006）

随着工业发展的不断进步，对原材料或半成品实现又快又好的加工成为了众多行业关注的热门话题，以此为目的展开的工艺技术改进、革新、管理控制也逐渐成为了各行业的热点。表面处理行业同样也需要转变求新，努力将工艺控制管理从“事后返工”转变为“事前预防”。国标、军标所提出的特殊过程确认正是基于“稳定流程生产，稳定合格产品”的原则，杜绝“事后返工”的一种有效手段。但如何在表面处理行业开展特殊过程确认，目前尚无明确的方法。笔者结合表面处理行业特点，对表面处理特殊过程确认的思路、方法提出意见，抛砖引玉，希望通过广泛的讨论，最终促使表面处理的特殊过程确认更加科学可行，更加适合本行业的加工特点。

1 特殊过程的含义及识别原则

1. 1 特殊过程的含义

GB/T 19000-2008《质量管理体系 基础和术语》在 3.4.1“过程”词目下以“注 3”说明：“对形成的产品是否合格不易或不能经济地进行验证的过程，通常称之为‘特殊过程’”。而GJB 1405A-2006《装备质量管理术语》在4.2“特殊过程(特种工艺)”条目中还明确指出，机械加工中的表面处理就是常见的特殊过程之一。

GB/T 19001-2008《质量管理体系 要求》标准中的7.5.2“生产和服务提供过程的确认”条款指出：“当生产和服务提供过程的输出不能由后续的监视或测量加以验证，使问题在产品使用后或服务交付后才显现时，组织应对任何这样的过程实施确认。确认应证实这些过程实现所策划的结果的能力。”

综上所述，由于表面处理过程结束以后，产品是否合格不能由后续的活动加以验证，在过程实施之前进行确认和再确认可以确保影响产品质量的各过程因素达到规定要求，并以足够的过程能力确保产品的符合性。当通过确认发现过程能力不足时，可采取措施，以避免影响产品质量，最终保证其设计策划所能达到的能力，满足产品的质量特性要求。

1. 2 特殊过程的识别原则

特殊过程的识别，是对特殊过程进行监控和确认的首要工作，是关系到特殊过程能否得到应有的安排和控制的关键环节。

凡符合下列条件之一者都是特殊过程：

(1) 对形成的产品是否合格不易或不能经济地进行验证的过程；

(2) 过程的结果仅在产品使用或服务已交付时问题才显现的过程；

(3) 过程的结果在其后产品的检验或试验中只能进行破坏性检测的过程；

(4) 过程的结果在检验或试验中仅靠设备、工装、工艺保证的过程。

毋庸置疑，表面处理工艺必须纳入特殊过程管理，应该对其进行特殊过程确认，考虑到一般的表面处理工艺一般存在预处理、表面处理、表面后处理三大步骤，涉及多道工序以及众多的参数(例如笔者所在公司的铜件电镀锡工艺就有18道工序，涉及42个参数及条件)，并且表面处理的工艺参数大都不是一个具体的数值，而是一个比较宽松的范围，如果对每道工序、每个参数都要进行确认，势必很难实现。所以从实际考虑，只能在众多工序的众多参数中甄别出影响产品最终使用性能的重要工序、重要参数进行确认，才是唯一可行的方案，但是一般的表面处理工艺又应用在众多产品的加工中(例如笔者所在公司需电镀锡的制件有钢铁、铝、铜等三大类，其中铜制件又有40多种，而且大小不一、形状各异)。因此，要识别出每种产品的使用性能也很困难，此时就应在众多产品中挑选出代表产品。代表产品的挑选方法是：先根据基体材料的不同进行分类，再在同种基体材料内选取1 ～ 3种电镀操作难度大、外形复杂的产品来作为代表产品。根据对代表产品最终性能的影响来确定需对电镀工艺中哪些工序、参数、条件进行确认，然后依据电镀故障及性能影响表来确认，必要时可查阅相关工艺资料及文献，并召开讨论会来确认工艺对产品的影响程度。当工序、参数、条件确定后，再确立参数、工艺条件的取值。一般而言，工艺参数、条件都选取数值范围的极值，如电镀范围为1 ～ 3 A/dm2，就可以取1 A/dm2与3 A/dm2这两个电流密度值进行确认。

2 表面处理过程六大因素的分析

特殊过程确认，主要包括人、机、料、法、环、测六大因素。表面处理的特殊过程确认也应围绕这 6项因素展开。

2. 1 人员

2. 1. 1 工艺执行力

工艺执行力的确认，主要是确认操作员对本岗位整个操作流程的熟练程度与控制能力。确认内容可依据工人的上岗证、平时的操作记录、本年度质量问题发生的频次及问题发生的过程等资料进行制定。

2. 1. 2 主观能动性

人与设备最大的区别在于，人能在工作过程中积极主动地采取有效措施避免或解决突发事件或隐患的产生和影响，而不是简单机械地执行操作。所以，这部分主要是确认操作员是否能根据不同特点的产品在表面处理操作中易出现的故障、事故，积极灵活地采取正确的措施来解决。比如：有的产品存在尖端或不规则的棱角，需要在电化学处理过程中采取适当保护；有的零件存在盲孔或深的凹坑，需要特殊的装挂。这方面可通过相关特殊产品及异常故障排除等知识的考查进行确认。比如，表面处理确认小组可以选取一些特殊的产品和故障分析处理案例来对工人进行实际操作考核，利用考核过程对人员的主观能动性进行确认。

2. 2 机器设备

2. 2. 1 主要设备

对于机器设备，通常的处理方法是对表面处理主要工序的主要设备的合格证进行确认。这种方法最大程度保证了主要工序的加工质量，必须予以重视。除此之外，这部分的确认工作还必须对主要设备的详细性能进行确认，尽量做到“精、准、全”，而不应只关注于设备合格与否，因为不是设备在合格的范围内就一定能保证满足产品的加工需求，因为产品表面处理加工中其他相关辅助处理参数也会影响到产品的最终性能。例如，若装载量过大或过小，原有设备可能就难以满足。假设电化学处理中设备的电流范围为1 ～500 A(精度为0.1 A)，若不对装载量加以控制，可能会出现需要52.36 A电流的情况，此时设备无法满足精度需要，结果可能影响产品质量。

2. 2. 2 辅助设备

只关注主要设备确认的不足之处，就是忽视了整个表面处理加工流程的辅助设备。而有些产品的最终性能在很大程度上还取决于辅助设备。以电镀锌为例，除氢烘箱是辅助设备，若其精度满足要求而均匀性不达标，除氢过程就有可能出现局部除氢不彻底的情况而产生氢脆危害。而对于铝及铝合金有机染色化学处理的产品，若烘箱的热均匀性不达标，形状大的产品就有可能出现表面颜色不一致的现象。

对辅助设备进行确认还包括对产品的工装夹具进行确认，确认其设计是否合理，导电、承重、使用维护等是否满足要求。

最后还应对电加温控温的设备进行确认。有些电加温管要求使用专用无缝钛管，若加温管质量不合格，不仅会影响加热效果和表面处理效果，更严重的甚至可能引起安全事故。笔者就曾经历过加热管爆裂伤人的事故。

总而言之，表面处理的特殊过程确认在对设备进行确认时，不仅要对主要设备进行确认，而且应根据产品的最终性能识别出影响产品的辅助设备并对其进行确认。另外，除了要对设备的合格证进行确认之外，还应对设备的其他可能导致产品质量波动的指标或相关参数进行确认。

2. 3 材料

2. 3. 1 化工材料

即对主要使用的化工原料进行确认。由于现在国内的化工市场良莠不齐，而且部分产品还是公安部、环保厅等国家机关明文限制或管制产品，产品的采购渠道也多种多样，因而产品的质量难以保证。尤其是工业化学品，有些是出厂后分装的或者是灌装运输，很容易掺假。因此企业一定要做好工业品的入厂复验确认工作。若自身条件不允许，可以指定有资质的第三方进行复验确认。此外，对于某些表面处理加工，即使使用的化工材料合格，也难以满足产品的要求。例如黄铜氨液氧化中用到的碱式碳酸铜，有些厂家的产品会导致工件局部难以氧化等缺陷。所以，这部分确认不仅要对材料的合格与否进行确认，而且在必要时对产品厂家进行确认，并设立合格材料供应商目录。对于涂覆加工所使用的化学品，这方面的确认尤为重要。

2. 3. 2 溶液部分

表面处理特殊过程确认，在材料上主要确认的是(电)化学处理的溶液。对于化学处理的溶液，应对自己调配的溶液进行全周期确认；对于电化学处理溶液，应对一个添加维护周期进行确认。因为这部分工作量很大，所以在这部分只对溶液各组分含量的上、下两个限值进行确认。对于成熟工艺，可对新增或新换的部分进行确认。在对溶液进行确认时，完全可以用正式产品对溶液的全周期进行确认，根据产品在正常生产运营状态下的最优首次质量情况来确认溶液状态是否最佳且可控。

2. 3. 3 其他

除了化工材料及溶液之外，还应对其他辅助材料进行确认。如自来水、电镀循环使用水、去离子水；捆绑用的铜丝，制作工作家具的钢、铜、铝等。对于电镀表面处理的产品，有些金属极板也需要确认。如果金属板内含杂质离子过多或含有其他难以觉察的杂质成分，很可能影响到整个电镀加工。

2. 4 工艺方法

对于表面处理特殊过程而言，工艺方法主要包含工艺流程、条件参数、工序操作要点、防错纠错措施四部分。最好的方法应该是先由表面处理过程小组对表面处理的整个操作流程、所涉及的工艺参数、工序操作要点、防错纠错措施进行甄别筛选。对于工艺流程，应选取与现场实际操作尽可能一致的工艺流程进行确认，必要时对各个工序的主要操作要点及难点一一确认(如有些产品的装挂方式、除油方式等)；对于防错措施的确认，主要是对表面处理生产过程中现有的防错措施进行确认，以确认生产中现有的防错措施真正有效。

2. 5 环境

对环境的确认，主要是对环境的温度、湿度、照明、建筑、安全等方面进行确认，确认环境是否满足产品表面处理加工的要求。

2. 6 测量系统

表面处理过程对检测部分的确认主要包括过程检测、结果检测两大部分。

对于过程检测，主要是对溶液温度、浓度等参数的检测显示，通过同类设备的多次对比检测来确认(必要时可做测量系统分析)，或者对同一设备的不同位置进行确认。若检测靠的是操作人员的目视，则需要对人的视力进行确认。

结果的检测无疑是整个表面处理过程确认的核心。若产品的测量系统都有问题，则很难判定产品合格与否。这部分的内容应在平时或特殊过程正式开始前进行确认，可运用测量系统分析的相关知识来制定具体的确认方法。

3 特殊过程确认方法

为了能将特殊过程真正有效地落实到日常的生产控制中，制定出以下方法。

3. 1 询问

首先询问客户，尽量了解产品的最终使用环境及设计理念。询问当中逐步理清产品的使用性能及产品的关键质量特性、主要质量特性及一般质量特性。

其次，在众多的质量特性中甄别出顾客关注的关键特性并转化为产品表面处理特殊过程的特性指标，并将需要确认的表面处理特殊过程特性指标传达至主管工艺员。

最后，主管工艺员根据表面处理过程特性指标向一线操作员详细询问，彻底摸清、吃透每道表面处理工序与特性指标的关联重要度，再去驻厂检验室了解产品的实际检测过程以及加工检测记录，将收集到的信息分类记录备案。

3. 2 现场工序检查

详细核查收集到的各种记录与工艺资料后，查问题、找原因。对那些实际操作与工艺资料不相符的环节要重点关注，为下一步确立特殊过程提供依据。最终带着问题回到现场去审视验证，进一步找出波动大的环节步骤，找出影响产品最终特性指标的工序，再根据其影响程度来确定是否要进行特殊过程确认。

3. 3 确认记录

检查记录是现场生产唯一有效、直观的原始体现，是解决质量问题、制定改进措施的有力证据，无论是操作员、工艺员、质量员还是领导，都应认真对待。为了保证现场各项检查记录的真实、可靠、有效，在开始特殊过程确认之前，必须先对采集数据的过程进行检查确认，即测量系统分析。在确认采集到的数据真实、可靠、有效之后，方可进行整个特殊过程确认所需记录表格的设计及填写规范的制定。最终的确认记录必须做到条理清晰、记录完整、数据真实、易于查阅、方便存档。

3. 4 必要时，可要求操作员现场试验

在特殊过程确认中，对于影响产品最终质量特性的环节要认真对待、慎重处理。除工艺试验人员现场确认外，必要时还应让操作人员按照确认过程现场操作试验，以确保最终的确认能真正良好地在现场实行。

3. 5 对试样检测评定

对于确认过程最终得到的试样(产品)，应组织相关专门人员进行会商检测，并要求权威检测部门出具有效的检测报告，将其呈送顾客方进行确认核实。待顾客确认核实后，可作为附件直接附于特殊过程确认书之后，作为特殊过程确认书的有效凭证。

4 结语

表面处理的过程确认，一般都希望采取最简单、最有效的办法。而上面所说的是对于整个表面处理过程确认而言的，似乎有些繁琐、复杂，因而在实际的表面处理过程确认中，还需要根据具体过程而定，但是以上所述的因素、方法还是有用的。只要确认小组仔细分析，认真开展工作，就一定能找到合适的表面处理过程确认方法，最终使整个操作流程能稳定如一地生产出顾客满意的合格产品。