钛合金紧固件生产技术

杆形紧固件是现代航空航天结构中最常用的零件。近年来,航空工业对高强钛合金杆形紧固件的需求急剧增加。与钢制品相比, 钛螺栓、螺钉比强度高,质量也轻得多。以钛制紧固件取代钢制紧固件, 不必改变结构形式就可明显减轻飞机质量、延长其使用寿命、提高飞行技术特性及使用可靠性。 生产钛合金杆形紧固件通常采用以下加工方式: 塑性变形(顶镦、减径、滚螺纹) 、表面塑性变形(螺栓承力面与直杆过渡区的强化、赋予直杆部分以规定的尺寸) 、机械加工(车、铣、磨)等。 对钛合金紧固件生产成本与生产效率可产生极大影响的是金属在变形过程中的塑…     

表面加工工艺及加工设备的合理选用

表面精密加工工艺主要有磨削和滚压加工两种,各有优缺点,磨削是最常用的精加工方法,但不适用于较软材质的有色金属,存在产品表面性能差、加工效率低、环境污染等问题。采用滚压方法进行表面精加工,可获得良好的表面光洁度,提高滚压表面的硬度、耐腐蚀性,能较大程度地提高零件的表面机械性能,但也有一定的局限性。对中小企业来说,采用科学的加工工艺,选用合理压力加工设备,能大大地降低生产成本和提高生产效率。     

挤压表面致密化和滚压表面致密化工艺对比

选择表面致密化工艺主要包括挤压致密化和滚压致密化,本文基于表面致密化零件的生产,从零件性能检测方面对比分析挤压致密化和滚压致密化工艺的差异性。试验结果表明:两种工艺制备出的零件在齿廓处均能形成一层均匀的表面致密层,零件的表面强度和表面硬度均得到较大提高;挤压致密化工艺会导致烧结件端面翻边,容易造成后续烧结件外观质量问题,而滚压致密化工艺则不会产生类似外观质量问题;挤压致密化工艺中零件挤压进给量取决于模具尺寸,挤压进给量无法随意调整,并且随着模具径向尺寸的磨损,挤压进给量会变化且不可控,而滚压致密化工艺通过调节两副滚轮模具中心轴的距离,可以快速调整零件滚压进给量,制备出符合要求的表面致密层。因此,滚压致密化工艺优于挤压致密化工艺。     

钛合金染色新技术

日本大阪一家研究所研究出一种钛合金染色新技术，它利用了在水中的电火花放电加工工艺。由于钛合金具有较高强度及优异的耐蚀性，正迅速应用于建材、自行车、钟表和镜等方面。为适应这类用途，提高其附加值，专家们正在研究钛合金的各种染色方法，如大气氧化法、阳极氧化法、化学氧化法等，这类方法需要特殊的腐蚀液，用其他工艺进行染色处理。而采用在水中的放电加工工艺，按照加工条件，可在加工的同时，获得各种染色表面。水中放电加工工艺是对工件粗加工面给予适当的切深，施行精加工。一方面除去表面层，一方面同时染色，过去需两道工…     

钛合金染色新技术

日本大阪一家研究所研究出一种钛合金染色新技术 ,它利用了在水中的电火花放电加工工艺。采用在水中的放电加工工艺 ,按照加工条件 ,可在加工的同时 ,获得各种染色表面。其加工工艺是对工件粗加工面给予适当的切深 ,施行精加工。一方面除去表面层 ,一方面同时染色 ,过去需要两道工序的染色加工可缩减为一道工序。该工艺加工染色的原理是 ;让露出的金属表面进行放电 ,利用产生的电解作用生成的氧化物具有染色作用。由于氧化物的数量最终决定染色色调 ,通过控制平均加工电压 ,不仅能形成所有色相 ,且能在任意部位改变颜色。钛合金染色新技术…     

表面机械加工方法对3B钛合金抗低周疲劳性能的影响

为研究在不同状态下 3B钛合金的抗低周疲劳性能 ,将其加工成宽 1 0 mm、厚 5mm的片状试样 ,侧表面的倒角采用滚压加工 ,以减小应力集中。对试样进行纯弯曲试验直到完全破断为止 ,加载频率为 1 1 7Hz,基本试验周期为 1 0 5,温度为 2 0℃ ,试验介质为空气。其中 6批试样为铣切加工表面 ,6批试样为白色电熔刚玉刚性研磨加工表面 ,5批试样为绿色刚玉弹性研磨表面 ,每批 1 0个试样。试验结果表明 ,所有试样表面的试验点在 P和 lg N的半对数座标系中都大致呈直线关系( P为破坏的概率 ,N为试样的寿命 )。随变形量的减小 ( N增加 ) ,临界变形量 …     

防止电工钢坯表面形成裂纹的方法

1.发名的名称防止电工钢连铸坯表面形成裂纹的方法 2.特许申请范围 (1)由Si2～6％,Mn0.02～0.1％,S0.005～0.05％其余为铁和不可避免的杂质所组成的电工钢连铸坯在连铸时,在铸坯的表面层深度小于5％处,其温度在1050～125℃之间给铸坯的表面层至少一次以上的5～15％的塑性变形或者施加等效的5～15％的塑性变形处理来控制MnS的晶界析出作为特征的一种防止电工钢连铸坯表面形成裂纹的方法。 (2)通过辊子轻轻压下作为塑性变形手段为特征的特许申请范围(1)所记载的方法。     

TA17钛合金热变形行为及加工图

为探索TA17钛合金热变形行为和变形特性,采用Gleeble-3800热模拟机开展温度为700~1 100℃、应变速率为0.1~40 s~(-1)、变形程度为60%的热压缩试验。基于Arrhenius模型构建TA17钛合金的本构方程,基于动态材料模型构建TA17钛合金的热加工图(ε=0.6),并结合显微组织分析对热加工图进行验证。结果表明:热加工图预测结果与组织分析相符,当温度低于750℃或者应变速率大于10 s~(-1)的区域为TA17钛合金的加工失稳区域,失稳区以外是安全加工区域,热加工性能最佳的区域是800℃、0.1 s~(-1)。     

合金元素铜对粉末冶金表面滚压致密化效果的影响

表面滚压致密化工艺不仅能降低齿轮齿面的噪音,还能提高齿轮齿面的抗滚动接触疲劳性能,在粉末冶金齿轮生产领域得到广泛应用。滚压粉末冶金坯料的原始成分对滚压致密化效果有很大的影响,本文研究了合金元素Cu的质量分数对滚压效果的影响,从材料的孔隙情况、组织结构、硬度、耐磨性等方面分析讨论了表面滚压致密化工艺原料的选择问题。结果表明,坯料原始成分中Cu质量分数对齿轮用粉末冶金零件的表面致密化行为和性能起到重要作用,Cu质量分数越低,材料的合金化程度越低,塑性变形抗力越低,在相同的滚压条件下,可以获得较好的表面致密化效果;Cu质量分数的增加有利于提高零件的硬度和耐磨性,当Cu质量分数为1.4%时,零件表面致密层深度为1.13 mm,耐磨性较高,具有最优的综合性能,更适合实际工况的应用。     

医用镍钛合金的制备与热压缩变形行为

采用真空感应熔炼法制备了医用Ti-50. 7%Ni合金(原子数分数), 测试了铸态合金的成分、相变点、微观组织和硬度, 并采用Gleeble-3800热模拟实验机在变形温度750~950℃、应变速率0. 001~1 s-1, 应变量为0. 5的条件下对Ni-Ti合金进行高温压缩变形, 分析其流动应力变化规律, 建立了高温塑性变形本构关系和热加工图.结果表明: 当变形温度减小或应变速率增大时, Ni-Ti合金的流动应力会随之增大.应变速率为1 s-1时, 合金的真应力-真应变曲线呈现出锯齿状特征.根据热加工图, 获得了Ni-Ti合金的加工安全区和流变失稳区, 进而确定其合理的热变形温度范围为820~880℃, 真应变速率低于0. 1 s-1.从而为制定镍钛合金的锻造工艺参数提供理论和数据基础.      

高性能钛合金先进成形技术研究现状

主要介绍先进热成形技术、脉冲电流辅助成形技术和电磁辅助成形技术的特点,及其在钛合金薄壁板材成形中应用的研究进展.热成形是钛合金塑性加工应用最为普遍的成形工艺,利用高温下钛合金塑性变形软化的特征,能够实现复杂钛合金零件的成形.脉冲电流和电磁辅助成形技术目前尚未开展大规模的产业应用,其在高强度难成形材料的成形加工方面具有潜在应用前景.     

离子注入—一种新的表面处理技术

离子注入是一种用离子束把材料注入到元件的表面以改善其表面性能的工艺,它和电镀、电离镀膜、化学气相沉积等通常的涂层技术有很大区别。采用离子注入技术可在工具和元件的表面形成多种合金结构,且所形成的表面层能紧紧地固结在元件基体上,     

超声波对Ti-6AI-4V合金电火花加工特性的影响

钛合金是比强度高、耐蚀性、耐热性具佳的轻金属材料。在航空、汽车、深海潜水艇、生物体用材等方面有广泛应用。 然而,钛合金的导热率仅为铜的六十分之一,切削加工时易产生热量集中,导致工具磨损加剧,是典型的难切削加工材。 电火花加工时,工具电极与被加工物体不接触,故对材料的机械性能几乎没有影响。可作为难切削加工材料钛合金的加工     

置氢Ti-6Al-4V钛合金超塑性研究

通过采用Gleeble-1500D热模拟试验机进行超塑性变形试验,研究变形温度和应变速率对置氢TC4合金超塑变形性能的影响,利用XRD,SEM和TEM分析热氢处理改善钛合金超塑性能的机制.结果表明:置氢可降低超塑成形流变应力、变形温度,提高应变速率和m值;但只有适量的氢才有利于改善钛合金超塑性,即存在一个最佳置氢量;置氢0.35%H(质量分数)的TC4合金在800℃和3×10-3 s-1条件下仍有一定超塑性.分析表明,置氢钛合金超塑变形过程除晶粒转动和滑动机制外,位错滑移和孪生也作为辅助超塑变形机制.     

变形量对粉末冶金零件表面致密化的研究

采用整形致密化技术,研究了变形量对粉末冶金Fe-Cu-Mn-Mo-C材料表面致密化层深度的影响。实验通过增加变形量来减小零件表面的孔隙,提高其表面致密层深度与硬度等性能。结果表明,采用挤压致密化技术制备的粉末冶金零件表面可以形成均匀的致密层,零件的表面硬度有较大的提高。当完成变形量提高到0.4 mm和0.6 mm后,在试样密度6.8 g/cm³与7.0 g/cm³的粉末冶金零件表面形成大约0.25～0.4 mm致密层。表面致密层深度和硬度均随变形量的增加而增加,说明了变形量是影响零件表面致密化效果的重要因素之一。     

表面加工方法对TC4钛合金表面完整性及高周疲劳性能的影响

研究了磨削、一次喷丸、二次喷丸3种表面加工方法对TC4钛合金表面完整性及高周疲劳性能的影响规律,采用白光干涉仪、X射线残余应力测试仪对经不同方法加工的试样的表面形貌、表面粗糙度和表面残余应力分布等表面完整性参数进行了表征。采用旋转弯曲疲劳试验机分别测试了不同方法加工的光滑试样(应力集中系数Kt=1)和缺口试样(Kt=2)的旋转弯曲疲劳S-N曲线。结果表明,相比磨削,一次喷丸和二次喷丸处理后TC4钛合金光滑试样和缺口试样的疲劳极限均显著提高,TC4钛合金的疲劳缺口敏感性下降。另外,二次喷丸的疲劳极限增益效果优于一次喷丸的,原因是二次喷丸在TC4钛合金表面形成了更优的残余压应力场分布和更低的表面粗糙度。     

粉末冶金Fe-2Cu-0.6C齿轮表面滚压致密的有限元模拟与实验研究

采用Deform-3D软件对相对密度为90%的Fe-2Cu-0.6C粉末冶金齿轮表面滚压过程进行有限元模拟,研究滚压过程中齿轮应力应变和相对密度的分布及变化规律,并利用标准渐开线齿形的工具轮进行齿轮坯料滚压实验来验证有限元模拟结果。模拟结果表明,轮齿两侧面的等效应变分布存在差异,进入滚压面的最大等效应变出现在分度圆附近,退出滚压面的最大等效应变出现在齿顶。齿面上的等效应力随滚压圈数增加而快速增大,并逐渐趋于稳定。齿面表层相对密度的提高可分为3个阶段,分别为孔隙快速压实阶段、密度缓慢增长阶段与密度稳定阶段。工具轮完成0.6 mm的进给后,轮齿表面到心部的相对密度呈梯度分布,表面形成大约0.3~0.5 mm厚度的致密层(相对密度≥98%)。实验结果与模拟结果具有较好的一致性,验证了有限元模型的可靠性。     

Ti-B25钛合金热变形行为及加工图

在Gleeble 3800型热力学模拟实验机上对Ti-B25钛合金进行高温热压缩实验,得到温度为800～1 000℃,应变速率为0.01～10 s~(-1)条件下的真应力-真应变数据。通过计算应变速率敏感指数m值、能量耗散率η值以及失稳系数ξ值,绘制不同真应变条件下的加工图,从而识别出对应真应变下的稳定变形参数区和失稳区,并获得Ti-B25钛合金在实验范围内的安全变形参数区间为温度900～1 000℃,应变速率0.01～0.2 s~(-1)。此外,通过微观组织分析发现,Ti-B25钛合金在低温高应变速率下呈现出的失稳方式是晶粒破碎以及明显的流变失稳现象,在低温低应变率下其两相组织中发生α相球化;在中温高应变速率呈现出的失稳方式是中部大变形区不均匀的局部塑性变形,在中温低应变率下则主要发生了动态再结晶现象。     

TiNbMoZrSn合金的性能、组织与表面处理

文章以TiNbMoZrSn钛合金为研究对象,对该合金进行了较为系统的研究,阐述了合金的塑性变形与强化机制,分析了不同热处理制度对材料微观组织和力学性能的影响,并探索了电解抛光和水浴处理的手段对合金表面形貌及力学性能的作用,明确了TiNbMoZrSn钛合金的热处理和表面处理工艺,也为其他β型钛合金材料加工提供参考和借鉴。     

钛及钛合金板材加工(下)

三、钛及钛合金板材加工工艺的加热参数及轧制工艺多数1.加热温度选择钛及钛合金是具有相变的稀有金属,板坯加热温度选择必须考虑高温β相区和低温α相区的工艺塑性,变形抗力及高温时有害气体污染所形成的吸气层对轧件表面塑性的影响.β相区的工艺塑性比α相区工艺塑性好,变形抗力低,但加热温度高使吸气层深度增加,在不均匀变形的作用下,表面会产生严重的裂纹,而且β相区抗氧化能力差,易使晶粒粗大,产品性能恶化的危险.因此,对薄板轧制加热温度不宜过高,对于不同牌号的钛合金板材应区别对待,合理选择.