航空螺栓的单价，一般在每颗十几元到几百元之间，更有甚者可高达几千、上万元，除了原材料价格昂贵、加工成本高以外，严格的过程控制以及随之而来的质量成本也是产品价格居高不下的原因之一。
今天，螺丝君就以Ti-6Al-4V螺栓（图1）为例，简单介绍下航空螺栓的质量过程控制。
图1典型航空钛合金螺栓
在质量体系的覆盖下，航空螺栓从原材料入厂到成品出厂的各个环节，都有严格的质量控制要求，尤其是关键过程和特殊过程受控必须是受控状态。
以Ti-6Al-4V螺栓为例，一般把来料复验、镦制成型、热处理、精密加工、滚制螺纹、冷挤强化、无损检测、表面处理、成品检验做为重点环节进行过程控制。
1、来料复验
航空螺栓对原材料的供方控制十分严格，目前国际上公认的Ti-6Al-4V材料制造商是美国的Carpenter、Perryman、CWI等公司，LISI、美铝、SPS等航空紧固件巨头以及国内的航空航天紧固件制造商所用的钛材一般均出自这几家企业。
原材料到货时，必须附带材质单等原始记录。厂家还要进行严格的入厂复验，复验一般以抽检的方式进行，复验的项目有抗拉强度、剪切强度、断面收缩率、断后伸长率、低倍组织、高倍组织等。
同时，材料检测实验室也应取得NAD-CAP资质认证，方可保证整个过程受控、有效。所有复验项目均合格后，授予该批材料唯一的质保单号，入库保存。
2、镦制成型
航空螺栓一般采用温镦成型，加热温度低于材料的再结晶温度，且加热温度应受控，一般控制在±10℃之内。
在此环节，还需要对螺栓的头部金属流线进行检测，同时，也要检测加热部位的原材料是否存在过热、过烧现象。
金属流线检测（图2）是为了确认螺栓的头部金属流线在镦制过程中不被破坏，从而保证产品的强度要求；
过热过烧检查（图3）是为了防止螺栓在加热环节因加热温度过高对原材料产生不良影响。
这两种检查均是采用金相法进行，具体的步骤是割样、镶样、磨抛、腐蚀、金相显微镜下观测等。
图2螺栓头部金属流线（Z是允许金属流线切断的区域）
图3材料过热、过烧典型金相图片
3、热处理
热处理是特殊过程，航空螺栓的热处理过程需要通过NAD-CAP审核，以确保整个过程受控。
Ti-6Al-4V材料螺栓一般要进行固溶+时效处理，
固溶采用震底式连续水淬炉，炉子应满足AMSD型仪表、5类炉子的要求，炉温均匀性为±10℃，采用水淬，水淬时要保证产品的入水时间小于7s；
时效一般采用真空炉进行处理，炉子应满足AMSB/D型仪表、2类炉子的要求，炉温均匀性为±5℃。
热处理完成后，要采用试验件或者产品进行验收，验收的项目一般包括：抗拉强度、剪切强度、断面收缩率、断后伸长率、氧污染层等。
4、滚螺纹
航空螺栓的螺纹是滚制成型，一般可采用冷滚（搓）丝和温滚（搓）丝。冷滚丝是指在常温下进行滚丝加工，温滚丝是将产品加热到特定的温度后，再进行滚丝。
滚丝环节除了要控制螺纹的通止、大径、中径、小径外，还要对螺纹的金属流线（图4）及螺纹表面的不连续性（图5）进行检测。
一般采用金相法进行，具体包括割样、镶样、腐蚀、金相显微镜观测等。上述要求均是在首检环节进行，首检合格后方可批量加工。
图4螺纹金属流线图
图5螺纹表面不连续性的具体要求
5、精密加工
对于一些关系到螺栓装配性能的关键特性尺寸（如图6），要采用SPC对生产过程进行控制（图7），并要求CPk≥1.33。
注：为了保证结构的抗疲劳性能，航空螺栓一般采用过盈装配，且为了保证飞机基体表面的气动性能，需要对螺栓安装后头部的凸凹量进行严格控制。
以0.25in直径规格螺栓为例，光杆直径d的公差为0.mm，沉头高度P的公差一般为0.05mm。
图6航空螺栓的关键特性
图7关键特性尺寸SPC控制图
6、冷挤强化
航空螺栓一般都有抗疲劳要求，这就需要对螺栓头杆结合处（应力集中最为严重的部位）进行冷挤强化（图8）。
一般过程为：采用指定规格的滚R轮，在规定的压力、时间下，对螺栓的头下R进行冷挤压，以提高其抗疲劳性能。
该工序，一般需要对首件进行疲劳试验检测，首件合格后，方可批量加工。
图中：A是头下冷挤压区域的凸起量，B是凹陷区，C是为了控制凸起的范围。
图8头下R冷挤过程
注：航空螺栓一般进行拉-拉疲劳试验。循环载荷中，低载是高载的1/10，波形为正弦波，加载频率一般不超过HZ，要求螺栓的疲劳寿命不低于4.5万次，平均不低于6.5万次，超出13万次按13万次计算。
7、无损检测
在完成热处理加工及所有的机械加工后、表面处理之前，航空螺栓一般要求进行%的无损检测（图9），一般包括荧光检测和磁粉检测两种。
无损检测的目的是剔除产品中存在表面缺陷的样件。检测过程发现疑点时，还需要将产品剖开进行金相仲裁试验。
图9无损检测过程
8、表面处理
航空螺栓的表面处理过程需要通过NAD-CAP认证，确保整个处理过程有效受控，最常见的表面处理方式有涂铝、涂二硫化钼等。
以涂铝（图10）为例，处理后要进行如下项目的检测：外观、镀层厚度、镀层结合力、耐脱漆剂性、耐流体性、耐热性、耐蚀性、应力腐蚀、脆性等，其中耐脱漆剂性、耐流体性、耐热性、耐蚀性、应力腐蚀、脆性等为鉴定试验项目，通过鉴定试验后，进行周期性复验即可。
外观、镀层厚度、镀层结合力为质量一致性验收项目，每批产品都需要进行。
图10喷涂铝后的螺栓
9、出厂检验
完成以上环节后，航空螺栓来到了最终检验环节。
此时，除了对外观、尺寸、形位公差、螺纹通止、标记等内容再次进行抽样检查外，还需要再次对产品的力学性能进行检测，一般包括的项目为：抗拉力、剪切力、疲劳强度、头部金属流线、螺纹金属流线、微观组织、表面不连续性、氧污染层、磨削烧伤、氢含量、氧含量等，抽样数量按相关标准的规定执行。
所有项目合格后，由人工或者自动筛选机对产品的外观进行%挑选，剔除外观磕碰伤、漏加工或者其它缺陷的样件。
以上，就是航空螺栓生产过程的主要质量控制点，严格的质量过程控制才能保证航空螺栓在服役的30年内不会出现质量问题。
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