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航空航天运用高束能镜面加工技术消除拉应力

来源:航空航天运用高束能镜面加工技术消除拉应力作者:李经理网址:http://www.jnusm.com

【高束能金属镜面加工技术介绍】

高束能流拥有大能量、高密度、束流强等改性能源与材料作用力;含激活能的一种复合能量,通过各种传递方式将能量打入材料组织内部瞬间发生塑性变形、材料去除、焊接、熔覆、增长等。从而实现技术改性加工,在机械加工中心效率高,解决了机械加工中诸多行业问题。

【高束能技术原理】

通过高束能脉冲(2-4万次/)的硬质滚轮、滚针或合金球作用于待加工金属工件表面,使工件表层金属组织发生塑性变形,并产生冷作硬化,从而达到改善表面质量的目的,一次装夹光洁度最高可达Ra0.02μm的超镜面效果,金属表面粗糙度提高3个等级以上,可加工HRC65度以下的零件。

【高束能加工工件情况】

●  工件名称:航空航天发动机

●  材    质:钛合金、高温合金

●  所属行业:航空航天

【高束能技术解决问题】

●  对机匣消除拉应力并预置压应力;

●  解决航天发动机高压泵密封问题;

●  消除高温合金材料焊接后应力;

●  解决高温合金焊后产生微裂纹倾向;

●  提高零件主体结构的疲劳强度与疲劳寿命;

●  要求配合表面晶粒细化,要求粗糙度提高。

【高束能技术优势】

◆  性能:大幅度提高工件寿命几十倍,金属强化加工新工艺

◆  硬度:零件表面显微硬度提高在20%以上;

◆  耐磨性:耐磨性耐腐蚀性能提高;

◆  预置高值压应力。

【高束能加工金属表面微观结构细化分析】


●  加工后表面形成了塑性流变,变形层厚度约为200μm

●  通过这种特殊塑性变形方式可以使材料表层附近的晶粒细化至亚纳米级;

●  晶粒细化层具有高强度、高硬度、高延展性和韧性以及优异的耐磨耐腐蚀性等。

【高束能采用金刚石刀头对30CrMn5iA镀铬层加工】


【高束能加工系统振动性能对比】


●  高束能系统对频率波动的敏感性较低,振幅稳定性较高;

●  当激励频率快速变化时,高束能系统的振幅波动幅度小,能较快的达到稳定。

【高束能抗疲劳制造特性】

◆  极高的表层强化能力,零件疲劳寿命提高几十倍;

◆  预置理想可控的高值压应力;

◆  零件表层显微硬度提高20%以上;

◆  耐腐蚀性提高50%以上,耐磨性提高50%以上;

◆  直接加工出镜面零件,表面粗糙度Ra值≤0.2μm

【应用实例】

实例一:对航天发动机消除拉应力并预置高值压应力的应用。

实例二:对航空发动机提高主轴的疲劳寿命。


实例三:解决航空发动机焊修后应力消除问题。


【应用工件】

伸缩节、航空发动机叶片、发动机主轴、航空发动机轴承、钛合金螺栓、关节轴承、航空油缸、起落架、航天高压泵。

【应用客户】

西安航空发动机(集团)有限公司、中国航空工业集团公司、中国航空5719厂、北京航空发动机研究所、中国航空工业第一集团公司第六三七研究所科、北京航空制造工程研究所等等。