李瑤 糾永軍 王志宏 李波 陳雷波 李瑋 歐陽成龍

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某型飛機在交付時發(fā)現前起落架活塞桿全伸狀態(tài)下有多處劃傷痕跡。對起落架組件進行拆卸檢查，發(fā)現組件中有兩類多余物，一類為顆粒狀，另一類為粉末狀。起落架系統(tǒng)中活塞桿經過鍍鉻處理，與活塞桿組合的其他組件經過的冶金工藝主要有吹沙、焊接、噴丸。對多余物進行宏觀、微觀觀察、能譜成分分析、金相檢查和顯微硬度檢查分析，針對加工工藝中可能帶來的多余物與現場發(fā)現的多余物進行對比分析[1]，最終確認落架活塞桿多處劃傷的原因，以及多余物的性質

1 試驗過程與結果

1.1 宏觀觀察

對活塞桿宏觀觀察，活塞桿劃傷痕跡圓鈍且深度均勻。

分解前起落架，發(fā)現活塞桿鍍鉻表面逆航向后側約45o 位置上，自緩沖支柱外筒下部軸套螺母內部沿地面方向延伸出較明顯的軸向劃痕，在軸套螺母內仍有向上延伸，且沿周向右側傾斜延伸痕跡的劃痕，如圖1 所示。

系統(tǒng)零件中壓環(huán)內表面有多處劃痕和點狀壓痕。對各個組件進行清潔清理后，發(fā)現兩類多余物，一類為圓形顆粒物的外觀與壓環(huán)內顆粒物形貌相似，部分為不完整圓球狀或餅狀，表面平滑，顏色呈暗灰色，被壓入內表面且較多細小顆粒狀多余物，如圖2 所示。另一類為黑色粉末狀多余物。如圖3 所示。

1.2 微觀觀察

通過掃描電鏡對顆粒狀多余物的斷面進行微觀觀察。如圖4 所示。顆粒狀多余物部分表面平滑，有擠壓痕跡部分表面粗糙。進一步觀察，發(fā)現斷口為韌窩特征，呈暗灰色[2]，如圖5 所示。

1.3 能譜成分分析

分別對顆粒狀多余物、粉末狀多余物和壓環(huán)壓入顆粒物進行能譜成分分析，同時對各個多余物清洗前和清洗后成分進行能譜分析對比，顆粒狀多余物為1 #，壓入顆粒物為2 #，粉末狀多余物為3 #，如表1 所示。

表1 能譜成分總匯表（Wt%）

1.4 金相檢查

對多余物顆粒進行金相檢查：分別在腐蝕前和腐蝕后對其進行顯微組織分析，如圖6 所示。

圖6（a）為腐蝕前多顆粒狀余物亞表面有疏松，內部有較大尺寸的疏松缺陷；圖6（b）為腐蝕后顆粒狀余物組織形貌。

1.5 顯微硬度

對多余物顆?；w進行維氏顯微硬度測試，測試條件：F（壓下量）=500Kg，保壓時間S=12S。測試結果，多余物平均硬度為678HV。

2 結果分析

通過宏觀觀察發(fā)現，活塞桿劃傷痕跡圓鈍且深度均勻，屬于較硬顆粒物造成。顆粒多余物較硬，其平均硬度為678HV，對顆粒多余物斷面進行微觀觀察，斷口面呈韌窩狀，且表面有擠壓痕跡，表明多余物在系統(tǒng)中與各個組件相互擠壓，在擠壓下發(fā)生破裂。

結合前起落架各個組件工藝檢查與分析，組件中可能引入多余物的工藝流程有吹沙、焊接和噴丸。對起落架組件中的顆粒狀多余物和壓入壓環(huán)顆粒與噴丸工藝中鑄鋼彈丸對比分析，噴丸工藝中鑄鋼彈丸，與顆粒狀多余物形貌相似，其表面呈暗灰色，外形為圓球狀，表面光滑，如圖7 所示。

通過能譜分析，粉末狀多余物的成分含有C、O、Al、Si、S、Cr、Mn、Fe、Cu 元素，以上元素均在前起落架系統(tǒng)零件的成分中含有，說明粉末狀多余物為零件劃傷產物。

起落架系統(tǒng)零件的吹沙工藝采用SiO2 吹沙，在能譜分析中，多余物Si 含量不高；另外，焊接工藝中，焊料為HTG-1，與多余物成分不符合，所以，排除多余物與上述兩類工藝的關系。

對鑄鋼彈丸進行能譜分析，發(fā)現其主要含C 元素8．33%，Fe元素82．70% 與清洗后的顆粒狀多余物元素相同，含量相近；對鑄鋼彈丸與顆粒狀多余物進行金相組織對比，如圖8 所示。

腐蝕前鑄鋼彈丸內部有疏松缺陷，腐蝕后組織和多余物顆粒組織相似。在相同條件下對鑄鋼彈丸進行顯微硬度試驗，其平均硬度為696HV，與顆粒狀多余物硬度基本一致。

由于起落架系統(tǒng)零件在噴丸時的保護和噴丸后的清理不當，使經噴丸處理后的起落架系統(tǒng)零件上殘留有鑄鋼彈丸，起落架系統(tǒng)在工作過程中，殘留的鑄鋼彈丸在系統(tǒng)中與各個組件相互擠壓，造成活塞桿劃傷，并在擠壓下發(fā)生破裂，造成顆粒狀和粉末狀多余物。

經過上述試驗綜合分析，活塞桿表面劃傷為鑄鋼彈丸造成。前起落架系統(tǒng)中的多余物為噴丸工藝中的鑄鋼彈丸，在噴丸工藝中，保護與清理措施不當[3]，造成鑄鋼彈丸進入前起落架系統(tǒng)。在工作過程中組件之間相互擠壓，活塞桿被殘留鑄鋼彈丸劃傷。

3 結論與改進措施

①前起落架活塞桿為噴丸工藝中殘留的鑄鋼彈丸劃傷。②應加強噴丸工藝控制，防止鑄鋼彈丸進入組件內部，劃傷各個零件。③起落架系統(tǒng)零件經噴丸后要進行仔細清理，防止部分鑄鋼彈丸殘留在起落架系統(tǒng)內。④建議今后加強關于多余物控制，在起落架系統(tǒng)零件的噴丸工藝中，增加噴丸保護與清理措施。