精密电解加工共性关键技术及其在航空制造中的应用

飞行器上关键结构件的几何特征复杂,传统方式难以满足加工需求,精密电解加工技术具有无工具损耗、无机械切削力、加工定域性好的优点,适用于各种形状复杂、难加工、低刚度构件的加工,在航空制造领域占有重要地位。在介绍精密电解加工共性关键技术的基础上,阐述了其在航空制造中的典型应用,并对发展前景进行了展望。     

使用局部支撑径向基函数的隐式曲线曲面几何迭代算法

由散乱数据稳定重构曲线曲面,在变分拟插值方法的基础之上,提出了使用局部支撑径向基函数的隐式几何迭代算法.首先,根据给定数据点的法向构造隐式函数的非零约束,构造计算隐函数系数的迭代格式,并讨论其收敛性;然后,在此基础上引入加速因子,对隐式迭代算法进行加速,同时讨论了加速算法的收敛性;最后,为了降低迭代过程空间和时间的复杂度,给出了一种加速算法的改进版本.数值实验表明,使用局部支撑径向基函数的隐式几何迭代算法对曲线曲面重构是有效的,并对部分信息缺失、非均匀分布、带噪声采样数据的重构也达到了较好的效果,且实现简单,易于并行.     

GH4169合金薄板与凸台件的焊接变形分析

采用真空电子束焊接进行了凸台与GH4169合金薄板的焊接,研究了焊接热输入、板厚及凸台数量对焊接件变形的影响。结果表明,薄板与凸台的焊接件经焊后会产生平面内收缩变形量和平面外失稳变形。焊接件沿板边的收缩变形量呈中间大、两侧小;随热输入增大,中间内凹程度增大。收缩变形量与热输入成正比,与板厚度成反比。2 mm厚的薄板焊接单凸台时,焊接热输入由54 J/mm增加至84 J/mm时,收缩变形量由0. 20 mm增加至0. 48 mm;同时当焊接热输入为54 J/mm,板厚2 mm,收缩变形量为0. 20 mm,板厚5 mm时,变为几乎无变形。焊接单凸台试板的失稳变形表现为试板板边呈绕环形焊缝无规律的上翘、下翘,其主要是焊缝的角变形引起。双凸台焊接试板产生的失稳变形呈上翘、下翘交替变化的波浪变形,其产生主要原因由角变形和扭曲变形造成。板越薄,热输入越大,其上翘、下翘的变形量越大;焊接双凸台产生的失稳变形较焊接单凸台的大。     

Ce、Ti协同作用对热浸镀锌铝镀层组织的影响

本文研究了Ce、Ti协同作用对热镀锌铝镀层组织和生长动力学的影响。通过控制Ce、Ti元素含量设计熔池成分,采用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)观察分析镀层组织,结合SmileView软件对镀层中的合金层厚度进行测量。结果表明:熔池中同时添加Ti和Ce时,可以使得镀层组织更加均匀致密且厚度减薄,当熔池中添加0.4%Ce+0.4%Ti时,镀层最薄。     

0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢的连续冷却相变动力学

采用显微组织表征和硬度测试研究了0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢连续冷却转变动力学和显微组织演化规律。结果表明:0Cr16Ni5Mo1马氏体不锈钢在1100 ℃×60 min奥氏体化条件下,以0.5~100 ℃/s的速度冷却时仅发生马氏体转变,马氏体相变的开始温度(Ms)约为212 ℃,结束温度(Mf)约为25.3 ℃,组织均为板条马氏体,硬度约为371 HV。冷却速率的变化对相变温度、室温组织和硬度无显著影响。采用K-M方程描述马氏体相变过程,其相变动力学参数α约为0.0317。     

单颗团聚CBN磨粒磨削TC4钛合金表面创成机制

目的 提出一种兼具耐磨性好、自锐性能优异的新型团聚CBN磨粒研制方法,解决单晶CBN磨粒因其力学特性各向异性而极易出现沿解理面大块破碎的问题,进而提升加工效率和磨削性能。方法 利用模压成形和高温液相烧结技术,制备了综合性能优异的新型团聚CBN磨粒,探究磨粒结合界面形成机制,并通过单颗磨粒磨削TC4钛合金试验,综合对比团聚CBN磨粒与单晶CBN磨粒的磨损状态和磨痕形貌,探明团聚CBN磨粒的磨削性能优势。结果 团聚CBN磨粒烧结界面新生成了TiB2、TiB和TiN;优选的烧结工艺参数为800 ℃,保温时间为10 min;相比于单晶CBN磨粒,团聚CBN磨粒的耐磨性和锋利度显著提升,磨削加工效率和质量明显改善。结论 由于团聚CBN磨粒内部微晶颗粒间金属结合剂的存在,提高了磨粒的断裂韧性,降低了因磨粒内部裂纹扩展而引起的宏观裂纹损伤深度,有效提升了磨粒的加工性能;磨削过程中随着磨粒的不断磨损,未出露的CBN晶粒逐渐参与磨削,确保了磨粒工作面有效磨粒数的动态平衡,有助于提升磨粒整体自锐能力。     

工艺参数对铝合金静轴肩搅拌摩擦焊焊缝成形的影响

采用自主设计的静轴肩搅拌摩擦焊设备对3 mm厚2024铝合金进行了搭接试验,研究了焊接速度及搅拌头旋转速度对焊缝成形的影响规律。研究表明,工艺参数不当时,焊核会形成未结合的冶金界面。焊缝表面缺陷与转移至焊缝上部的金属量有关。随着焊接速度的增加或者旋转速度的减小,焊核区宽度与界面迁移高度减小,界面迁移深度(水平迁移距离)增大。     

K418B涡轮导向器熔模离心浇注工艺研究

针对某K418B涡轮导向器精密铸造(重力铸造)条件下易出现叶片排气边欠铸与粗大柱状晶缺陷问题,在导向器叶片制壳后采用离心铸造浇注并进行模拟仿真、实际浇注验证及晶粒度检验等研究。结果表明,采用离心铸造工艺,可以有效提升导向器的充型能力,解决了排气边欠铸缺陷;同时在离心力场的作用下,叶片在凝固过程中形成了较细小的等轴晶,从根本上抑制了粗大柱状晶缺陷的产生,提高了导向器的综合力学性能。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法在金属材料分析应用技术方面的进展

电子耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)在金属材料领域的应用非常广泛,通过进行技术分析能够发现ICP-AES在金属材料中的分析速度、范围、准确度等方面都有了很大程度的提高。随着金属材料样品处理技艺的提高,达到金属材料测定的某些元素能够达到0.0001%的要求。     

薄壁环形零件车削变形控制研究

由于受到加工变形的影响,薄壁环形零件的车削加工难以达到较高的精度.残余应力和车削应力是影响薄壁环形零件车削变形的主要因素,通过对薄壁环形零件进行车削变形控制研究,提出将分层车削和分段车削相结合,有效减小薄壁环形零件车削过程中的残余应力和车削应力,进而对车削变形进行较好的控制.通过某型航空发动机火焰筒外环车削加工验证,确认采用分层车削和分段车削相结合的加工工艺,使零件变形得到有效控制,使加工时间缩短62.5％,并且保持加工质量稳定.