航空航天大型锻件质量与生产能耗检测方法

锻造工艺作为航空航天领域生产制造企业至关重要的精密成形方法,被广泛应用于大飞机和火箭上多品种锻件的批量生产,但是对锻件质量要求很高,且锻造工艺能耗巨大,直接影响企业的经济效益,间接造成众多环境污染问题。为争取早日实现我国“双碳”目标以及持续推进制造业转型和能源结构调整的目标,亟需在保证锻件质量要求的基础上采取节能降耗措施。针对航空航天领域以铝合金材料为代表的大型锻件常见缺陷与核心质量要求,将锻造生产流程分解为原材料、备料、加热、锻压和锻后热处理5个主要环节,归纳总结了锻件缺陷及其产生原因和影响机制;系统阐明外观质量、力学性能、晶粒度/平均晶粒尺寸、断裂韧性、残余应力和抗腐蚀能力等质量要求的检测方法的研究现状,为铝合金等金属大型锻件的重要质量检测研究提供指导;同时,针对大型金属锻件锻造工艺能耗管控粗放的特点,从工厂层、装备层、产品层3个层面梳理能耗检测方法并提供提高能效的相关研究思路,为实现航空航天大型锻件节能降耗生产提供指导。在锻造行业高质低耗生产转型发展过程中,该理论方法在以铝合金为代表的大型金属锻件关键质量检测和生产能耗检测方面,具有一定的指导意义。

中国航空铝材迈入高需求期

2015年至2035年是中国航空工业大发展时期,是ARJ21与新舟系列支线客机、C919干线客机、Y-20大型喷气式军用运输机、各型号军机、通用航空器等迈入高速持续稳定增长期,年复合增长率之大,持续时间之长,是中国航空工业发展史上前所未有的。从而会拉动航空铝材迈入高需求期。预计这20 a内,航空工业对铝材的需求量约500kt,年平均需求约25 kt。

7475铝合金大型锻件时效工艺研究

测定了7475铝合金双级时效及回归再时效(RRA)状态下的拉伸性能和电导率,并通过标准三点弯曲试验和圆周切口圆柱试验测定了各时效状态下的断裂韧性,从而研究了双级时效和回归再时效对其力学性能、断裂韧性、电导率和微观组织的影响,结果发现回归再时效工艺并不适用于7475铝合金大型锻件的工业生产。

基于计算机仿真技术的大型铝合金锻件的成形均匀性分析

通过对大型铝合金锻件特点及成形工艺分析,设计出两种预制坯。并使用有限元软件对锻件成形过程进行了模拟,分析了不同预制坯对成形载荷、应力应变均匀性、晶粒均匀性和成形后飞边分布的影响。结果表明,采用预制坯2成形有利于提高坯料的流动均匀性,能较好地改善成形的均匀性,消除成形中可能出现的缺陷。结果得到了实验验证。

铝合金锻压生产技术及锻件的应用开发

全面介绍了铝合金锻压生产在国民经济中的重要地位、生产现状及发展水平,分析了锻件的市场需求及应用前景,建议我国抓紧建设几条大中型铝合金锻压生产线,这对国民经济的高速持续发展和国防军工现代化有重要的意义。

铝合金锻压生产技术及锻件的开发与应用

全面系统深入地介绍了铝合金锻压生产在国民经济中的重要地位、生产现状及发展水平,分析了锻件的市场需求及应用前景,建议我国抓紧建设几条大、中型铝合金锻压生产线,这对国民经济的高速持续发展和国防军工现代化有重大的现实意义和长远意义。

基于CAE的动车组大型铝合金轴箱体锻造工艺设计

综合考虑动车组大型铝合金轴箱体大型锻件的锻造难度和铝合金的锻造特点,以生产出高质量、高合格率的产品为目的,设计了有效合理的模锻工艺。采用Deform有限元软件对工艺方案进行数值模拟,分析其锻造过程及终锻结束后锻件温度场、应力应变分布情况。根据实际生产条件,选用300 MN液压机按照此锻造工艺进行试生产。结果显示,试制生产结果与模拟结果基本吻合,验证此锻造工艺是有效和可操作的。与以往的自由锻制坯相比,此锻造工艺中的模锻制坯有效改善了预制坯的表面质量,控制了预制坯的外形尺寸,消除了自由锻制坯过程中出现的折叠、裂纹等缺陷,提高了生产效率,在批量生产中降低了生产成本。

铝合金锻压生产现状及锻件应用前景分析

全面系统深入地介绍和论述了铝合金锻压生产在国民经济中的重要地位,生产现状及发展水平,分析了锻件的市场需求及应用前景,建议我国抓紧建设几条大、中型铝合金锻压生产线是十分必要的,这对国民经济的高速持续发展和国防军工现代化有重大的现实意义和长远意义。

铝合金锻压生产技术及锻件的开发与应用

全面系统深入地介绍了铝合金锻压生产在国民经济中的重要地位、生产现状及发展水平,分析了锻件的市场需求及应用前景,建议我国抓紧建设几条大、中型铝合金锻压生产线是十分必要的,这对国民经济的高速持续发展和国防军工现代化有重大的现实意义和长远意义。

大型7050铝合金自由锻件淬火残余应力消减研究

基于热力学计算软件JMatPro7.0及塑性成形模拟软件DEFORM对某大型7050铝合金长条形自由锻件的固溶、淬火及冷压工艺过程进行了模拟及优化。研究结果表明:当温度大于472℃后各相溶于α-Al中形成过饱和固溶体,淬火过程中内外温度场分布差异是造成残余应力的主要原因,对淬火后的自由锻件施加冷压变形可以有效消除热处理残余应力,采用3%压下量及较小的进给量可以最大程度地消除残余应力。

响应面法在大锻件微观组织质量控制中的应用

以某T型截面大锻件分段多道次成形工艺为研究对象,引入数学统计工具-响应面法(RSM)对该分段、不连续变形下的组织均匀性控制问题进行了研究。将工艺条件-道次进行参数表征,采用有限元方法 (FEM)和响应面法相结合,建立了以改善锻件微观组织质量为评价目标,以坯料温度、压力机速度、上模斜角角度和道次表征量为设计变量的二阶响应模型。研究了设计变量与评价目标之间的作用规律,通过Matlab软件得到了最优锻造工艺和工艺参数组合,即采用3道次成形工艺,坯料温度为440℃,压力机速度为8 mm·s-1,上模斜角角度为160°。采用优化结果进行大锻件的生产试制验证,金像分析显示所成形锻件内部组织均匀,表明了应用RSM和FEM可以有效地对分段多道次成形工艺下的锻件组织均匀性进行控制。