飞机零件的真空热处理

现代飞机结构复杂,零件品种繁多,所以很难采用传统的热处理方式进行加工。为了控制飞机重量,飞机零件的一个显著特点就是进行了薄壁化设计,另一方面,飞机的大型化也使得零件结构趋于大型化,出现了许多超大型零件,因此热加工变形成为了突出的矛盾。

真空热处理具有高质量、低能耗、无污染(或少污染)等优点,能有效地防止工件产生缺陷,改善表面粗糙度,减小摩擦因数。真空加热以辐射形式进行,加热缓慢,炉温均匀,产品变形小,还具有脱氢作用,这些都有利于提高热处理零件的质量。

除一些小型飞机和直升机外,飞机起落架主要受力结构件,如主体支柱外筒、活塞杆,前体支柱外筒、活塞杆,斜撑杆,上、下防扭力臂,机轮大轴,紧固螺栓等。这些部件均采用真空热处理工艺进行制造。目前所用材料基本上为300M、30CrMnSiNi2A、4340M、35NCD16、S99、4330M、30CrMnSiA、45、50CrV 钢和TC4钛合金等。

以30CrMnSiNi2A材料为例,表明真空热处理的优势:

30CrMnSiNi2A钢真空热处理主要是为主体支柱外筒、活塞杆等关键件的热处理。技术要求:强度为(1700±100)MPa。真空热处理工艺为:600℃预热,真空度13.3~1.33Pa;900℃奥氏体化,真空度1.33~1.33×10=Pa;油淬,300℃回火。

在30CrMnSiNi2A 钢的多年热处理实践中,采用真空油淬时,无论是强度,还是硬度都要高出空气炉油淬。在4Cr13钢以及30CrMnSiA钢的热处理实践中,也发现类似情况。在真空热处理中,淬火油进行了充分的脱气,整个淬火过程又是在真空状态下进行,零件淬入油的瞬间,淬火油可以与零件所有表面充分接触,能够充分发挥零件的淬火性能。而在空气炉油淬时,零件淬入油的瞬间,溶入油中的氧气会在零件表面与淬火油发生反应生成CO2气体,淬火高温阶段,零件整个表面几乎被CO2气膜包围,降低了油的冷却能力,未能充分发挥零件的淬火性能。

除了以上例子,在300M、30CrMnSiNi2A、4340M、35NCD16、35CD4、S99、4330M、30CrMnSi、45、50CrV等钢,TC4、BTA3-1、TC6等钛合金,lCr18Ni9Ti、2Cr13、3Cr13、4Cr13、GCr15、Cr12MoV、17-7PH等沉淀硬化不锈钢和WD350矽钢片的真空退火,12CrNi3钢渗碳件真空淬火,1J79铁芯片真空退火,铝合金真空钎焊,各种型号起落架外筒、活塞杆、机轮大轴等关键件返修等方面,真空热处理都发挥出了自己的优势,是航空领域重要的热处理技术。

设备选择:在进行真空热处理加工时,设备的选择是极为重要的。SIMUWU公司生产的VOGQ真空油淬炉是进行此类加工的完美选择。技术水准高,加热均匀性好,温控精度高,且具有加工方便,全程PLC控制,方便快捷的优点。

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