一种航空发动机支架管件弯制热处理工艺的制作方法

文档序号:16593255发布日期:2019-01-14 19:19阅读:253来源:国知局

本发明涉及金属管件加工的工艺,尤其涉及一种航空发动机支架管件弯制的热处理工艺。



背景技术:

随着科技和经济的发展,越来越多的明间航空公司成立以及私人飞机的越来越多,对于航空元件需求也逐年增加。而飞机离不开航空发动机而在航空发动机上有一重要的支撑部件为航空发动机支架,航空发动机支架一般由空心的钢管在经过弯曲变形后再进行连接组成一个空间的框架结构,这一过程中弯管的质量对于整个支架来说是非常关键的,而对于航空管件的的处理来说国内尚无确切有效的方法来达到航空部件要求的高质量、高标准的技术,而现有的对于管制件的处理成本过高,或者在常规处理管件工艺中往往使得疲劳强度过低,使用寿命过短,而随着航空技术的发展,在其他部件的抗疲劳强度越来越强,使用寿命越来越高时,对于航空发动机支架管件提高其使用寿命和疲劳强度来说尤显得极其重要。



技术实现要素:

本发明针对现有技术的不足,提供了一种航空发动机支架管件弯制热处理工艺,该工艺解决了航空发动机支架疲劳强度过低、使用寿命短的技术问题。

本发明的问题并不局限于以上所提及的目的,本发明所属技术领域的普通技术人员可根据以下记载内容明确理解未提及的其他问题。

为实现上述目的,本发明的技术方案如下:一种航空发动机支架管件弯制热处理工艺,包括以下步骤:

(1)下料:将含c量为0.38~0.45的亚共析钢为原材料的管件进行清洁处理,保持原材料的干燥,并按照需要切制好相应长度的管件;

(2)零件弯制:将切制好相应长度的原材料放入液压弯管机中,对将要弯制的管件进行仿真弯制,确认弯制无误后,对原件进行有芯折弯,对弯制成型的管件在折弯处套制好专用防回弹装置;

(3)奥氏体化加热处理:将弯制好的原件及时送到热处理车间,卸下回弹装置并通过专用的挂具悬挂于封闭式的燃烧炉的导轨下方,随着导轨的移动将原件装入到650℃~680℃的加热炉中,15分钟内将燃烧炉加热至890℃±10℃,保温60分钟±5分钟出炉;

(4)喷水淬火以及表面喷丸处理:出炉后变轨为快速轨道,在15秒内将加热完成的工件运输至淬火室,淬火剂采用pag水溶性淬火剂,淬火剂的浓度为5%且溶液温度保持在2℃~10℃之间;将淬火剂装入喷淋设备中,在5秒内对管件完成喷淋;接着在10秒内将工件运输至相邻的喷砂室,对管件外壁进行高速喷砂处理,且在对应的管口对应进行管内壁喷砂处理;喷砂完成后,进入到相邻的冷却室,冷却室采用常温水溶液喷淋的方式对工件进行喷淋冷却直至管件冷却至室温;

(5)回火:将冷却完毕的管件运输至回火炉,回火温度为160℃,15分钟内将回火温度加温至280℃±5℃,回火保温150分钟±5分钟。

(6)冷却:回火后的冷去采用低温风冷,将回火后的管件运输至冷却通道,冷却通道的温度为-5℃~10℃之间,在冷却15分钟±5分钟后,移出冷却通道直至工件至室温。

进一步地,所述弯制工艺中,弯制为有芯弯制,其中具体步骤为,在管件中加入热砂,且热砂为120℃~135℃,且将热砂填满管件中,堵住其中管件两开口。

进一步地,述弯管弯制成功后,选用与管件折弯处的形状以及角度相匹配的保护件套装在折弯的管件上,用来防止弯制过后的管件回弹,在需要进行加热时将保护件取下。

进一步地,所述在使用pag水溶性淬火剂进行淬火时只对管件表面进行淬火,而在进入冷却室时需对管件进行全方位的冷却。

进一步地,所述淬火工艺中所述水溶液的喷淋下面设置有废水回收系统。

本发明有以下有益之处:

本航空支架在在处理过程中不像传统工艺中采取保证工件强度而降低工件硬度来保证,经过本工艺处理后,强度度提高10%,抗疲劳强度可以提高28%以上,使用寿命提高35%以上;本工艺操作简单,可实现自动化生产,成本低使用寿命长,解决了现有的航空支架使用寿命短,疲劳强度低的问题,且本工艺中有保护件的使用保证了本工艺加工出来零件的精度。

具体实施方式

下面本发明做详细说明。

一种航空发动机支架管件弯制热处理工艺,包括以下步骤:

(1)下料:将含c量为0.38~0.45的亚共析钢为原材料的管件进行清洁处理,保持原材料的干燥,并按照需要切制好相应长度的管件。管件弯制的前一工序保证管件上无油污且使得管件。管件在进入弯制前进行清洁处理,使得零件在弯制时不会出现滑件的现象,降低其零件的报废率。

(2)零件弯制:将切制好相应长度的原材料放入液压弯管机中,对将要弯制的管件进行仿真弯制,确认弯制无误后,对原件进行折弯。这弯仿真处理主要是验证其弯制的力量以及弯制的速度,采集以及综合数据找到最合适的数据来进行弯制,以降低管件的报废率。

(3)奥氏体化加热处理:将弯制好的原件及时送到热处理车间,卸下回弹装置并通过专用的挂具悬挂于封闭式的燃烧炉的导轨下方,随着导轨的移动将原件装入到650℃~680℃的加热炉中,15分钟内将燃烧炉加热至890℃±10℃,保温60分钟±5分钟出炉;在890℃±10℃范围内加热可以得到更加稳定的奥氏体,保温在60分钟±5分钟是为了使得管件中奥氏体的状态,以及奥氏体的转化更加彻底,超过60分钟±5分钟后,一方面浪费资源、另一方面使得会使得奥氏体转化彻底。

(4)喷水淬火以及表面喷砂处理:出炉后变轨为快速轨道,在15秒内将加热完成的工件运输至淬火室,淬火剂采用pag水溶性淬火剂,淬火剂的浓度为5%~10%且溶液温度保持在2℃~10℃之间;将淬火剂装入喷淋设备中,在5秒内对管件完成喷淋;接着在10秒内将工件运输至相邻的喷砂室,对管件外壁进行高速喷砂处理,且在对应的管口对应进行管内壁喷砂处理;喷砂完成后,进入到相邻的冷却室,冷却室采用常温水溶液喷淋的方式对工件进行喷淋冷却直至管件冷却至室温。这样处理使得管件外表面硬度更强,而在管件的内表面又保留了很好的塑形,使得工件的疲劳抗性更强,使用寿命更强。淬火剂的浓度为5%~10%是为了在能正常的喷射出来和达到冷去效果以外,还在最大程度上节约喷射成本以及降低喷射设备的负荷。在加热后消除了在弯制时管件上的拉应力和压力,且在后续工艺喷砂工艺上又给管件表面产生一个预压应力和强化层,提高管件的使用寿命。

(5)回火:将冷却完毕的管件运输至回火炉,回火温度为160℃,15分钟内将回火温度加温至280℃±5℃,回火保温150分钟±5分钟。

(6)冷却:回火后的冷去采用低温风冷,将回火后的管件运输至冷却通道,冷却通道的温度为-5℃~10℃之间,在冷却15分钟±5分钟后,移出冷却通道直至工件至室温。

进一步地,述弯管弯制成功后,选用与管件折弯处的形状以及角度相匹配的保护件套装在折弯的管件上,用来防止弯制过后的管件回弹,在需要进行加热时将保护件取下。该保护件的设置,避免了弯制后管件在堆放,运输途中出现弯制处回弹的情况。

进一步地,所述在使用pag水溶性淬火剂进行淬火时只对管件表面进行淬火,而在进入冷却室时需对管件进行全方位的冷却,即淬火时只对管件表面进行淬火,在冷却时对整个管件进行整体冷却。这样淬火的工艺,一方面消除了管件内部的压应力和拉应力,提高了管件的疲劳强度,另一方面在管件外部形成一个强化层,且在表面产生了预压应力,进一步提高了疲劳强度,而在管件外部强化的同时内部在第一次淬火时间接冷却,提高了管件内部的塑形,增强了抗磨强度。

进一步地,所述淬火工艺中所述水溶液的喷淋下面设置有废水回收系统。回收使得本工艺中耗费的水资源,可以重复利用,更加环保、节省。

最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

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