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航空航天制造技術(shù)專題
許 東
北京控制工程研究所高級(jí)技師 許 東
我們準(zhǔn)備在衛(wèi)星上研發(fā)輕型、小型衛(wèi)星,材料方面要用鎂合金代替鋁合金,由于我們單位之前對(duì)鎂合金研究較少,請(qǐng)問(wèn)針對(duì)鎂合金1.5~3mm的薄壁零件,采用何種熱處理工藝方法控制后續(xù)加工變形,另外如何解決加工過(guò)程中防護(hù)抗氧化問(wèn)題?
答
高玉魁
同濟(jì)大學(xué)航空航天與力學(xué)學(xué)院研究員 高玉魁:鎂合金分為鑄造鎂合金和可以加工熱處理的鎂合金,變形是鎂合金加工中面臨的一個(gè)很大問(wèn)題,包括鋁合金也有很大的變形,為了消除變形我提幾個(gè)方法。一個(gè)是去應(yīng)力的時(shí)效處理,另外變形之后要校形,校形的時(shí)候用熱的方法去校,還有一個(gè)方式是形面校形,我推薦可以嘗試用噴丸的方法,包括飛機(jī)的機(jī)翼成形都是用的噴丸成形。噴丸成形的優(yōu)點(diǎn)是:第一可以引入壓應(yīng)力,對(duì)于材料性能尤其是疲勞性能是有好處的;第二對(duì)于薄壁件,尤其是鎂合金噴丸后很容易變形,這時(shí)需要控制好噴丸工藝才能達(dá)到滿意的效果。對(duì)于抗氧化問(wèn)題我建議你做一些發(fā)黑處理,與鋁合金比較相似,直升機(jī)的尾減機(jī)匣就是發(fā)黑處理的,可以防腐蝕,而且有一定的硬度,就是陽(yáng)極氧化,這里面需要注意工藝方面的問(wèn)題,我們和阿古斯特做直升機(jī)直-9時(shí)就是采用的此種方法。
答
張利軍
西安北方光電科技防務(wù)有限公司主任工程師 張利軍:根據(jù)我們廠加工鎂合金軍品處理變形的經(jīng)驗(yàn),我建議做以下工作進(jìn)行嘗試:第一要強(qiáng)化,目的是提高材料的組織強(qiáng)度,改善材料的切削性能,溫度約在140℃,鎂鋁鈦等輕型合金溫度的控制是很關(guān)鍵的。第二是時(shí)效處理,目的是消除粗加工的應(yīng)力,為獲得好的工藝加工性打下基礎(chǔ),溫度約在120℃。第三是低溫?zé)崽幚?,?duì)于薄壁和精密加工零件,必須有一個(gè)穩(wěn)定尺寸,軍工產(chǎn)品要做高溫低溫試驗(yàn)、振動(dòng)試驗(yàn)、正弦變頻試驗(yàn),做這些試驗(yàn)必須要經(jīng)過(guò)一個(gè)環(huán)境溫度的變化,所以要穩(wěn)定處理,即正負(fù)溫度的循環(huán)熱處理,溫度在-50~90℃,差值在±10℃。零件的變形并不是通過(guò)熱處理就能消除,只能減小,不能完全消除,因?yàn)橐鹱冃蔚囊蛩睾芏?,要正確地分析,除了熱處理外,還要通過(guò)合理安排工藝加工工序,制作設(shè)計(jì)零件工裝夾具等才能保證鎂合金薄壁零件尺寸要求,減小變形,達(dá)到精密要求。
答
佟小軍
航空熱處理中心專業(yè)技術(shù)委員會(huì)秘書長(zhǎng) 佟小軍:不要試圖在最終熱處理階段一攬子解決變形問(wèn)題,實(shí)際上變形是在整個(gè)機(jī)加工過(guò)程中積累到最后產(chǎn)生的,每一步的加工都會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力,應(yīng)力都會(huì)在最后釋放出來(lái)造成零件變形,每一步都需要把應(yīng)力消除到最低的狀態(tài),包括機(jī)加工進(jìn)給量的控制,進(jìn)給量大時(shí)會(huì)造成表面應(yīng)力狀態(tài)而產(chǎn)生變形。關(guān)于鎂合金我接觸的不太多,但是鋼鐵的很多變形都是相變產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力造成的,這個(gè)調(diào)整就要靠前面的熱處理進(jìn)行調(diào)整,滲碳高溫要產(chǎn)生變形,前期沒有調(diào)整好也要產(chǎn)生變形,航空工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,滲碳的預(yù)備熱處理退火或正火,要求嚴(yán)格的是調(diào)質(zhì)熱處理,不僅是正火+高溫回火,還有淬火+高溫回火。還有就是工裝夾具,以及淬火的溫度,這與加熱溫度和淬火冷卻介質(zhì)本身都有關(guān)系,航空工業(yè)對(duì)淬火溫度提出了很高的要求,比如水,分溫水淬火、熱水淬火和鹽水淬火,因此,消除變形需要全局考慮。