专利名称：：一种300m超高强钢飞机起落架的制造方法
技术领域：
：本发明涉及激光成形技术和超高强钢材料，特别提供了300M超高强钢飞机起落架的制造方法。技术背景300M钢(40CrNi2Si2MoVA)是一种低合金超高强度钢，具有超高强度、优良的横向塑性、断裂韧度、抗疲劳性能和抗应力腐蚀性能，是现代飞机起落架结构的优先选用材料。由于300M钢不推荐焊接，故多采用整体制件方式。其原材料主要有棒材、板材、丝材、管材、锻件等。300M钢整体起落架可以避免焊接可能产生的工艺缺陷和材料缺陷，有利于提高起落架的疲劳寿命。但是，300M整体起落架包容面积大、形状复杂，下料重l吨以上，需要大规格直径棒材((p500)，锻造难度大，容易产生低倍粗晶；同时，需要解决整体起落架深孔加工和热处理后磨削技术问题。这些因素最终导致起落架的制造成本成倍增加。因此，300M整体锻件起落架的锻造和深孔加工技术难度与高额制造成本是其面临的主要问题。
发明内容本发明的目的在于提供一种利用激光成形技术制造300M超高强钢飞机起落架的方法，通过该方法所制造的起落架零件，其结构性能与锻件相当，制造难度显著降低，制造成本降低2/3，制造周期减少一半以上。本发明提供了一种300M超高强钢飞机起落架的制造方法，采用真空非接触等离子熔化，将300M超高强钢的板材、棒材或锻件机械加工后的细棒氩气雾化制成粉末，以粉末雾化态真空罐装供应，其中粉末70%为球形粉末，需筛分和干燥，粒度为100300目；利用激光成形技术，按照起落架外筒、活塞杆等零件三维数模，将300M超高强钢粉末逐层熔化沉积，直至堆积成所设计的零件毛坯，最后通过常规的数控机械加工即可制成300M钢整体起落架。其中激光成形技术的主要工艺参数为激光束功率3.0~10kW，优选8.510kW激光束斑直径(p36mm，优选(p45mm扫描速度5~10mm/min，优选6~8mm/min粉末流量范围10~30g/min，优选18~22g/min单层沉积厚度不高于0.8mm,优选0.50.6mm。本发明提供的300M超高强钢飞机起落架的制造方法，该制造方法除适合300M超高强钢外，还包括适合于激光快速成形的其它超高强钢起落架，如AermetlOO钢制造起落架。本发明首次创造性地利用激光熔化沉积(激光快速成形)技术，实现了300M钢整体起落架制造，而且不需要锻造，对原材料规格无特殊要求,深孔机械切削量大幅度减少，零件的组织、成分、性能与锻件所制成的零件相当，制造成本大幅度降低，制造难度、制造成本、制造周期等方面均具有显著优势。具体实施方式实施例l将300M原材料加工成截面约15X15mm的棒材，长度1000mm,按照激光成形制造技术要求，采用真空非接触等离子熔化——氩气雾化技术制备粉末，以粉末雾化态真空罐装供应。粉末70%为球形粉末，经筛分和干燥，粒度需根据零件与工艺确定，一般为100-300目；利用激光熔化沉积设备和工艺，按照零件三维数模进行零件近终成形。300M钢粉末成分百分比为Sil.57、Cr0.87、Mn0.67、Fe94.66、Nil.76，Mo0.35，V0.11;采用C02激光器，输出功率为8500W,光斑直径为4mm,焦距500mm，扫描速度6mm/min,粉末流量18g/min，单层沉积厚度0.5mm,用氩气吹扫保护。表1300M钢激光成形外筒件室温拉伸性能<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>从表1中可以看出，由300M钢激光成形起落架外筒件的室温拉伸性能优异，其强度与塑性达到了锻件水平，纵向和横向之间的强度基本相同。表2300M钢激光成形活塞杆件室温拉伸性能<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>从表2中可以看出，由300M钢激光成形活塞杆件室温拉伸性能、塑性与锻件基本相当，纵向和横向之间的强度基本相同。通过表l、表2中的试验数据可知，300M钢激光成形件具有很好的室温拉伸强度和塑性，基本达到了锻件水平。实施例2其他条件同实施例1，采用C02激光器，输出功率为9000W，光斑直径为4mm，焦距500mm，扫描速度7mm/min，粉末流量19g/min，单层沉积厚度0.5mm，用氩气吹扫保护。同样测试300M钢激光成形起落架外筒件、活塞杆件的室温拉伸性能和塑性，结果如下表3300M钢激光成形外筒件室温拉伸性能<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表4300M钢激光成形活塞杆件室温拉伸性能<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表明室温拉伸性能、塑性与锻件基本相当，纵向和横向之间的强度基本相同。通过表3、表4中的试验数据可知，300M钢激光成形件具有很好的室温拉伸强度和塑性，基本达到了锻件水平。实施例3其他条件同实施例l，采用C02激光器，输出功率为10000W,光斑直径为5mm，焦距500mm，扫描速度8mm/min，粉末流量20g/min，单层沉积厚度0.6mm，用氩气吹扫保护。同样测试300M钢激光成形起落架外筒件、活塞杆件的室温拉伸性能和塑性，结果如下-表5300M钢激光成形外筒件室温拉伸性能<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表6300M钢激光成形活塞杆件室温拉伸性能<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>19卯167011.546.2向1982167311.049.2横1990167710.241.41978166510.340.5向簡165610.841.6表明室温拉伸性能、塑性与锻件基本相当，纵向和横向之间的强度基本相同。通过表5、表6中的试验数据可知，300M钢激光成形件具有很好的室温拉伸强度和塑性，基本达到了锻件水平。实施例4其他条件同实施例1，采用C02激光器，输出功率为6000W，光斑直径为4mm,焦距500mm，扫描速度6mm/min，粉末流量18g/min，单层沉积厚度0.5mm,用氩气吹扫保护。测试300M钢激光成形起落架外筒件、活塞杆件的室温拉伸性能和塑性，结果如下表7300M钢激光成形外筒件室温拉伸性能取向ob(MPa)o0.2(MPa)s5纵198116759.440.4198416789.344.6向198816729.745.2横197016757.836.0196716876.834.0向197516577.733.2表8300M钢激光成形活塞杆件室温拉伸性能取向ob(MPa)o02(MPa)S5<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表明室温拉伸性能、塑性与锻件基本相当，纵向和横向之间的强度基本相同。通过表7、表8中的试验数据可知，300M钢激光成形件具有很好的室温拉伸强度和塑性，基本达到了锻件水平。比较例其他条件同实施例1，采用C02激光器，输出功率为2000W，光斑直径为3mm，焦距500mm，扫描速度11mm/min，粉末流量35g/min,单层沉积厚度0.7mm，用氩气吹扫保护。表9300M钢激光成形外筒件室温拉伸性能<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表10300M钢激光成形活塞杆件室温拉伸性能<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>从表9、IO中可以看出，由300M钢激光成形起落架外筒件的室温拉伸性能一般，其强度与塑性低于锻件水平，纵向和横向之间的强度基本相同。通过无损检测技术，发现其内部有较多微裂纹，并夹杂未熔透粉末与空洞。权利要求1、一种300M超高强钢飞机起落架的制造方法，其特征在于——采用真空非接触等离子熔化，将300M超高强钢的板材、棒材或锻件机械加工后的细棒氩气雾化制成粉末，以粉末雾化态真空罐装供应，其中粉末70％为球形粉末，需筛分和干燥，粒度为100～300目；——利用激光成形技术，按照起落架外筒、活塞杆等零件三维数模，将300M超高强钢粉末逐层熔化沉积，直至堆积成所设计的零件毛坯，其中所述的激光成形技术的主要工艺参数为激光束功率3.0～10kW激光束斑直径3～6mm扫描速度5～10mm/min粉末流量范围10～30g/min单层沉积厚度不高于0.8mm。2、按照权利要求1所述的300M超高强钢飞机起落架的制造方法，其特征在于所述的激光成形技术的主要工艺参数为激光束功率8.5~10kW激光束斑直径cp45mm扫描速度6~8mm/min粉末流量范围18~22g/min单层沉积厚度范围0.5~0.6mm。3、按照权利要求1所述的300M超高强钢飞机起落架的制造方法，其特征在于该制造方法除适合300M超高强钢外，还包括适合于激光快速成形的其它超高强钢。全文摘要一种300M超高强钢飞机起落架的制造方法，将300M超高强钢的板材、棒材或锻件机械加工制成细棒，然后制成粉末；利用激光成形技术，按照起落架外筒、活塞杆等零件三维数模，将300M超高强钢粉末逐层熔化沉积，直至堆积成所设计的零件毛坯，最后通过常规的数控机械加工即可制成300M钢整体起落架。本发明首次创造性地利用激光熔化沉积(激光快速成形)技术，实现了300M钢整体起落架制造，不需要锻造，对原材料规格无特殊要求，深孔机械切削量大幅度减少，零件的组织、成分、性能与锻件所制成的零件相当，制造难度显著降低，制造成本降低2/3，制造周期减少1/2以上。文档编号B22F3/105GK101229586SQ200810010308公开日2008年7月30日申请日期2008年2月1日优先权日2008年2月1日发明者王云阁,王华明,王向明申请人:王云阁