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航空航天制造技術專題
許 東
北京控制工程研究所高級技師 許 東
我們準備在衛(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鎂合金研究較少,請問針對鎂合金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程中防護抗氧化問題?
答
高玉魁
同濟大學航空航天與力學學院研究員 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很大問題,包括鋁合金也有很大的變形,為了消除變形我提幾個方法。一個是去應力的時效處理,另外變形之后要校形,校形的時候用熱的方法去校,還有一個方式是形面校形,我推薦可以嘗試用噴丸的方法,包括飛機的機翼成形都是用的噴丸成形。噴丸成形的優(yōu)點是:第一可以引入壓應力,對于材料性能尤其是疲勞性能是有好處的;第二對于薄壁件,尤其是鎂合金噴丸后很容易變形,這時需要控制好噴丸工藝才能達到滿意的效果。對于抗氧化問題我建議你做一些發(fā)黑處理,與鋁合金比較相似,直升機的尾減機匣就是發(fā)黑處理的,可以防腐蝕,而且有一定的硬度,就是陽極氧化,這里面需要注意工藝方面的問題,我們和阿古斯特做直升機直-9時就是采用的此種方法。
答
張利軍
西安北方光電科技防務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,我建議做以下工作進行嘗試:第一要強化,目的是提高材料的組織強度,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鍵的。第二是時效處理,目的是消除粗加工的應力,為獲得好的工藝加工性打下基礎,溫度約在120℃。第三是低溫熱處理,對于薄壁和精密加工零件,必須有一個穩(wěn)定尺寸,軍工產(chǎn)品要做高溫低溫試驗、振動試驗、正弦變頻試驗,做這些試驗必須要經(jīng)過一個環(huán)境溫度的變化,所以要穩(wěn)定處理,即正負溫度的循環(huán)熱處理,溫度在-50~90℃,差值在±10℃。零件的變形并不是通過熱處理就能消除,只能減小,不能完全消除,因為引起變形的因素很多,要正確地分析,除了熱處理外,還要通過合理安排工藝加工工序,制作設計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,達到精密要求。
答
佟小軍
航空熱處理中心專業(yè)技術委員會秘書長 佟小軍:不要試圖在最終熱處理階段一攬子解決變形問題,實際上變形是在整個機加工過程中積累到最后產(chǎn)生的,每一步的加工都會產(chǎn)生應力,應力都會在最后釋放出來造成零件變形,每一步都需要把應力消除到最低的狀態(tài),包括機加工進給量的控制,進給量大時會造成表面應力狀態(tài)而產(chǎn)生變形。關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)應力造成的,這個調(diào)整就要靠前面的熱處理進行調(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)標準規(guī)定,滲碳的預備熱處理退火或正火,要求嚴格的是調(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)本身都有關系,航空工業(yè)對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。