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锻件生产中的五大技术要求

来源:法兰锻件网 有 96 人浏览 日期:2019-01-12 放大字体  缩小字体

文章摘要:使用条件是指零件在飞机、发动机上所处的部位.重要程度、工作条件、拆装的难易程度、零件的复杂程度等.零件的工作条件还包括受力

 

使用条件是指零件在飞机、发动机上所处的部位.重要程度、工作条件、拆装的难易程度、零件的复杂程度等.零件的工作条件还包括受力大小,振动情况,工作温度,腐蚀程度等因素,从锻件是为零件服务并满足零件的使用条件这一基本原则出发,锻件的技术要求应包括两个方面,一是锻件的形状,尺寸和表面状态方面的技术要求;另一是锻件的组织和机械性能方面的要求。

为了满足锻件的使用要求,关键在于正确选择锻件的原材料,并对原材料的生产工艺和质量加以严格控制,进而,通过合理制订锻件的生产工艺,对其实行有效的质量控制。

锻件选材通常是由产品设计决定的,并规定在零件图样上,选材除了根据材料的基本性能,即屈服强度、.抗拉强度、塑性和断裂韧性等指标外,对于飞行器来说,为了减轻结构重量,更有意义的参数是材料的比强度和比刚度此外,还必须考虑材料的物理性能、工艺性能(可锻性、淬透性、切削加工性、可焊性等)和经济性。

               

—、锻件原材料的技术要求

选用质最可靠的原材料是保证锻件质量的先决条件。决定原材料质量的主要环节在于材料的熔炼、铸锭、半成品加工。航空锻件用的原材料,其技术要求可概括为以下几个方面:

化学成分

材料中的合金元素、有害杂质元素、气体和残余元素的含量,应符合航空用原材料的技术标准及有关技术条件或技术协议的规定。在生产条件许可的情况下,应尽量控制材料中的有害元素、气体和残余元素的含量。对合金元素分布的均匀性要有一定要求。

熔炼工艺

超高强度钢、钛合金、高温合金采用真空自耗重熔工艺生产,钛合金和高温合金要求不少于二次真空自耗重熔。合金结构钢和不锈及耐热钢采用电弧炉、电弧炉加电渣重熔双联工艺或其它更好的熔炼方法生产。铝合金通常采用火焰炉,电阻炉和感应炉熔炼,而且优质铝合金在严格控制杂质含量和使材料热处理状态多样化上还需采取一系列工艺措施。 

材料品种规格、表面质量及尺寸公差根据锻件的生产工艺及质量要求;材料的品种规格有铸锭、棒材(轧材、锻材、挤压材)、方坯,扁材、饼(环)还等。当锻件有严格的流线分布要求时,应注意选择原材料的流线方向使其与锻件規定的流线分布相协调。原材料的表面缺陷,如裂纹、折迭、结疤、重皮等易引起锻件表面产生缺陷,因此应予限制。原材料的尺寸公差对锻件的精确成形有重要影响,因此对其应提出明确要求。

材料的锻造比

应保证材料具有足够大的变形程度,即锻造比的大小应规定在合适的范围内,以保证材料变形充分,减少或消除材料中的铸造组织。对于航空大型锻件,一般要求原材料的锻造比大于6〜8。

机械性能

原材料的机械性能包括室温和高温下的机械性能,如强度指标、塑性指标、冲击韧性、硬度、断裂韧性、持久强度、蠕变极限、疲劳性能、抗应力腐蚀性能等, 应根据锻件及其用途的不同分别加以规定,并栽明于对原材料的技术要求中。大规格原材 料的某些机械性能指标有所偏低,设计选材时要予以注意。

高倍组织

它是对原材料在最终热处理状态下的显微组织、晶粒度(对于钢)和纯洁度等的要求。材料的组织对其性能有决定性影响,原材料组织中的某些不正常组织,如奥氏体和马氏体不锈钢中过量的铁素体相,其他钢和铝、镁合金中的共晶化合物相,钛合金组织中的连续粗大的β晶界,高温合金中的低熔点相,碳化物偏析、带状组织等微观组织缺陷,以及钢的本质晶粒度过粗和纯洁度低等,不仅严重影响锻件的性能而且提高锻件的废品率。因此,对原材料的高倍组织应有明确要求,并载明于有关的技术标准中。

低倍组织

它用于检査和限制原材料的各种低倍冶金缺陷。原材料的低倍冶金缺陷,如白斑,白点、缩孔、缩孔残余、气泡、空洞、翻皮、分层、裂纹、夹杂、夹渣、异金属夹杂、点偏、针孔、严重树枝晶、碳化物集聚(偏析)、氧化膜.钛合金的斑。严重疏松等,都对锻件的性能和锻造工艺性有严重影响,应予以严格限制,并按有关的技术标准处理。

原材料的供应状态

它是指原材料在投入锻件生产前的供应状态,包括是否需预备热处理和原材料的表面是否需经扒皮或加工至一定的粗糙度等的要求。

材料的工艺性

它是指对原材料可锻性、淬透性、切削加工性、可焊性等的规定。原材料的可锻性对锻件成形和锻件质量有重要影响,可锻性常以塑性和变形抗力两个指标来衡量。热顶锻试验是表示其可锻性的一种方法。材料的淬透性、切削加工性和可焊性,是锻件在其加工成零件的过程中所必须具备的工艺性能。材料的工艺性要求,应载明于有关技术标准中。

特检项目的规定

航空重要锻件用的原材料,如棒材、饼(环)坯等,应规定进行超声狡探伤检査,以防止或避免破坏性检査中未能发现的材料内部冶金缺陷带到锻件中去。超声波探伤方法与标准,以及需检进的材料,在有关的技术条件中均要加以规定。

重复试验问题的规定

原材料各个检査项目的试验结果如有不符合规定者,对其重复试验问题应区别情况、慎重对待。对于确因试样加工(含试样热处理)有问题、试验方法不准确而造成检査不合格的项目,或者论据充分证明检査不合格确非材质缺陷所造成的项目,如机械性能、化学成分、供应状态硬度、热顶锻试验等,允许进行重复试验。原材料的低倍冶金缺陷原则上不允许进行复验(有规定者除外如果原材料供应厂具备用超声波探伤方法或其他有效的方法对原材料的冶金缺陷加以筛选。并另行组批的条件,原材料接收厂则可考虑验收和试验。但是,不论在何种情况下,对于钢中的白点、白斑,一经发现均应全炉报废。

试验方法

检查原材料各项技术要求的试验方法均需明确规定,并符合有关的国标(GB),冶标(YB)、航标(HB)或其他具有权威性的试验方法标准的规定。

其他技术要求

对用作重要锻件的原材料应实行头部管理或绽节号管运;在有技术依据的情况下,按照需方要求,可对原材料提出更严格的技术要求,如缩小化学成份范围、更严格的低倍组织和高倍组织、无发纹钢、更高的机械性能、更严格的表面质量(脱被层深度等)或其他质量要求等。

               
 

二、锻件形状、尺寸和表面状态的技术要求

在原材料质量可靠的基础上,锻造加工的任务之一是获得所需的锻件形状,尺寸和表面状态,以满足零件加工和使用条件的要求,并符合零件图样的规定。

锻件的形状和尺寸它们应符合零件外廓形状和尺寸的要求,并尽可能与其相似或接近。锻件图设计的主要依据是零件图样,同时应考虑锻造工艺特点,附加机械加工余量和工艺材料、I类锻件检验用专用余料,以及锻件的结构要素、表面形位公差和尺寸公差等要素、锻件图是生产和验收锻件的主要依据。

锻件表面状态 它是评定锻件质量的一项重要指标。锻件的非加工表面的表面状态也将直接影响零件的使用性能。对锻件表面状态提出技术要求的出发点是,使锻件的表面完整性符合一定的规范要求。

               
  

三、锻件组织和机械性能的技术要求

保证零件符合使用条件最基本的是锻件的组织和机械性能。而保证锻件组织和机械性能合格的主要手段是正确制订并严格控制锻造工艺过程。

锻件组织它包括锻件的低倍组织和高倍组织。低倍组织用以检査锻件的流线分布和判断锻件中的各种冶金缺陷。高倍组织包括锻件在最终热处理状态下的显微组织、晶粒度、纯洁度等项目。

锻件的机械性能根据锻件的不同用途,对其机械性能的各项指标要求也不同。锻件的室温机械性能,如强度指标、塑性指标、冲击韧性、硬度、疲劳强度、断裂韧性等的要求,将因材料和锻件用途的不同而不同。对于高温下工作的零件,还应有高温瞬时拉伸性能,持久性能、抗蠕变性能、冷热疲劳性能和热稳定性等项要求。锻件的机械性能指标还应与原材料的机械性能指标协调并保持一致。对于用大规格原材料制成的大型锻件,其机械性能指标可按规定适当降低。各类锻件的机械性能指标,在有关技术标准中均有规定。对于试制批锻件需增加的测试项目,在专用技术条件中应注明。


               
 

四、锻件的其他技术要求

锻件的其他技术要求包括锻件热处理、特种项目检査和试验方法等项规定。

锻件热处理根据材料的不同,锻件的热处理分预备热处理和最终热处理。钢锻件均以预备热处现状态供应,其最终热处理在零件加工过程中进行。高温合金、钛合金和铝合金锻件,多以最终热处理状态供应。

预备热处理和最终热处理的工艺制度在锻件图样或专用技术文件中注明。

特种项目检查 它是指锻件的超声波探伤和其他无损探伤。鉴于锻件形状复杂,超声波探伤只用于重要锻件,如I、II类锻件。探伤部位除在设计上应考虑取在零件受力较大处外,还应考虑工艺特点和零件易产生缺陷的薄弱环节等因素,具体部位的确定可由设计,冶金、工艺部门共同协商并标注在产品图样或锻件图样上。其他无损探伤是指磁粉探伤和荧光探伤,对于I、II类锻件制成的零件应100%进行这类检査;对于III、IV类锻件制成的零件,可根据需要确定这种受检件的比例与数量。针对某些冶金缺陷也可采取更加有效的无损探伤方法,如为了检査钛合金的α倫析,可用蓝色阳极化法,并在专用 技术文件中注明。

               
 

五、锻件的技术标准

锻件技术标准是根据零件使用条件对锻件所提出的技术要求制订出的。就标准所产生的法律效力和受控范围而言,我国航空锻件技术标准依次分为以下几种类型:

(1)HB (航空工业部标准)和YB (冶金工业部标准,经航空工业部同意)。

(2)Q/6s (航空工业邢材料研宄所标准)。

(3)公司、厂的企业标准。


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关键词: 锻件
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