Ti-6Al-4V钛合金超声振动辅助短电弧复合加工实验研究

针对普通短电弧加工排屑不畅引起的电极和工件之间形成颗粒桥造成短路、局部放电和二次放电等非正常放电现象,提出一种超声振动辅助短电弧加工的新方法来改善工件加工质量。通过实验对普通短电弧和复合加工后工件宏观特征和微观形貌进行对比。采用超景深显微镜、电子扫描显微镜等对加工后的表面形貌、粗糙度和元素能谱进行检测分析。结果表明:两种特种加工技术耦合后的工件表面形貌发生了变化,其表面纹路在超声作用下呈现无序化、均匀化,电蚀凹坑和表面微裂纹数量显著减少,重铸层厚度深铣削加工下从93.06μm降低至25.39μm,表面粗糙度降低16%以上,同时材料表面元素发生了改性。这为短电弧技术改善加工质量、材料改性、技术耦合的发展提供了一种新的思路。

合金钛粉制备铝合金钛剂的研究及应用

针对铝合金钛添加剂实收率波动的问题,研究了合金钛粉的粒度、种类、钛剂压制工艺及钛剂熔化工艺对钛添加剂的熔解速度和实收率的影响,选取了以合金钛粉为主,氢化脱氢钛粉+海绵钛粉+助熔剂为辅的配方,通过试验在合金钛粉粒度0.42~0.59 mm,液压机压强18~24 MPa,钛剂压块密度2.9~3.1 g/cm^(3)的条件下,钛元素的实收率为95%。

钛合金薄板Lamb波相控阵超声检测工艺研究

Lamb波适于板型结构的缺陷检测。为探究适合钛合金薄板缺陷超声检测工艺,以某海洋工程结构件用板材为研究对象,通过相控阵技术激发不同角度的lamb波声束,研究表明以40°声束入射时,能够得到最佳化检测结果,其声波传播规律符合常规超声检测规律,且缺陷识别距离长;对条形缺陷检测,以5°步进对探头进行移动旋转,当旋转角度大于15°时缺陷不可识别,同时基于相控阵技术激发多模态混合lamb波检测能力优于常规超声。实验证明,采用40°入射的lamb波混合模态相控阵检测工艺,去除前置单模态lamb波提取工作,可有效应用于实际工程应用中的薄板小缺陷检测。

低成本高性能钛合金研究进展

基于钛合金材料在新一代航空航天飞行器上大量使用,以满足减重、延长寿命的设计和使用要求,因此钛合金低成本化以及钛合金材料成形的低成本化已成为国内外钛工业领域研究的重要方向。发展具有我国自主知识产权的航空用高性能低成本钛合金材料及其加工技术,是提高我国钛合金材料在航空领域用量和应用水平的重要途径。介绍了国内外主要钛合金生产国一些低成本钛合金的研发背景、典型力学性能以及实际应用情况,指出了降低航空用高性能钛合金材料的发展思路。

TC4钛合金电火花高效铣削加工效率研究

钛合金材料以其优异的机械性能在航空航天工业中得到了广泛的应用,目前钛合金切削性能差的问题一直没有得到妥善解决,制约了钛合金工业应用范围的推广。以TC4钛合金加工效率为研究对象,通过使用长脉宽大电流脉冲电源,采用电火花铣削加工的方法实现了钛合金的高效加工。利用设计的正交实验对电火花铣削加工钛合金过程中主要加工参数,分别为脉宽、脉间、峰值电流、电极转速、冲液压力和切削深度等对加工效果的影响进行了实验研究。通过加工参数优选、极差分析及显著性分析等方法对加工参数对加工效率的影响进行了分析,使用加工效率预测公式对加工所能达到的最大加工效率进行了预测。最终在正交实验分析的基础上,通过进一步进行实验,采用脉宽为2 000μs、脉间为100μs、峰值电流为635 A、电极转速为800 r/min、冲液压力为1.5 MPa和切削深度为3 mm时,使得电火花铣削加工钛合金的加工效率最高可以达到9 000 mm^3/min,并使用电子扫描电镜对钛合金被加工表面的受热影响层进行了检测分析,验证了使用电火花铣削对钛合金进行高效加工的可行性。与传统切削方法相比,电火花铣削加工的加工精度有限,表面质量较差,但是由于采用石墨材料作为电极,相同体积钛合金的去除其电极损耗的成本只有刀具加工的10%左右,因此非常适合应用于航天航空工业制造中大量存在的需要大体积材料去除的钛合金等难加工材料的粗加工。

钛铝合金制备技术现状及新进展

简要介绍了国内外钛铝合金制备工艺的研究开发情况以及发展趋势:开发无污染熔炼、制粉工艺,降低氧、氮等杂质元素的有害作用,研究钛铝合金领域热等静压的条件、方式对压块的影响,确定合理的热处理工艺参数,改善合金微观组织,解决其室温脆性问题;结合攀枝花丰富的钛资源和钛原料条件,提出了低成本、市场竞争力强的铝热还原法制备钛铝合金新工艺。

钛合金颅骨修复体的多点成形数值模拟

采用动态显式有限元软件,针对钛合金网板与压力机基本体直接接触、在基本体和钛合金网板之间放置聚氨酯弹性垫、在基本体和钛合金网板之间放置聚氨酯弹性垫和钢质垫板并使用压边圈3种不同的成形工艺进行数值模拟研究。模拟结果表明:采用前两种成形工艺得到的钛合金颅骨修复体表面出现压痕或起皱缺陷,采用在基本体和钛合金网板之间放置聚氨酯弹性垫和钢质垫板并使用压边圈这种成形工艺时,可以抑制压痕和起皱的产生,获得良好的成形效果。实验验证结果表明,应用多点成形技术,运用合理的成形工艺可以成形合格形状的钛合金颅骨修复体。

钛合金的组织、性能及加工技术研究进展

介绍了钛合金的组织及性能特点。论述了钛合金根据其化学成分、成形温度及其冷却速度不同而形成的魏氏组织、网篮状组织、等轴状组织和双态组织的性能特点。综述了钛合金常用的加工工艺方法的特点并讨论了改善其加工性能的途径。

TC4/QAL10-3-1.5直接扩散连接形貌分析

对TC4/QAL10-3-1.5直接扩散连接的研究表明:在连接温度T=850℃、连接压力P=8 MPa、保温时间t=30 m in的条件下,能够实现接头的扩散连接,然而在扩散接头的局部有裂纹产生。利用扫描电镜对扩散接头进行了显微组织分析,利用能谱仪对扩散接头的元素扩散距离和浓度分布进行了分析。结果表明:形成了厚度为10μm的扩散接头,元素扩散距离与保温时间之间满足抛物线规律x2=Kp(t-t0);由于Cu与Ti的扩散系数不同,导致发生扩散接头向TC4方向偏移的克肯达尔现象。利用界面孔洞理论解释了裂纹产生的机理,提出了工艺改进的方法,并获得了较好的效果。

钛合金斜轴机加工艺研究

钛合金加工比较难,斜轴为间断切削,制造更难。论述了加工方法和工装,确定了切削用量和刀具几何参数,并进行了误差分析。

典型钛合金壳体零件加工工艺

随着钛合金的广泛应用,由于其材料强度高,化学活性大,弹性模量较低等原因,其材料的难加工性越来越引起机械加工领域的关注。结合钛合金零件加工领域的技术资料和经验对典型钛合金壳体零件使用加工中心加工的工艺进行了理论探讨,重点介绍了钛合金壳体零件加工中铣削、钻孔、镗孔、攻丝等工艺,在实际运用中可以为钛合金零件加工领域的一线人员提供一定帮助。

钛及钛合金的成型方法及应用

钛及钛合金因具有优异的耐腐蚀性及综合的力学性能而广泛应用于各个行业。综述了国内外钛及钛合金材料的研究进展以及应用情况,对目前钛及钛合金铸造、锻造、焊接、粉末冶金及机加工等成型方法作了详细介绍,指出了各种成型方法的优缺点。并对各种成型方法在钛制品中的应用作了相关评价,提出了各方法在钛制品工业生产中的发展方向。

热加工工艺对TC11钛合金显微组织与力学性能的影响

分析了常规锻造和特种锻造工艺及不同热处理工艺对TC11钛合金组织和力学性能的影响。结果表明:特种锻造后得到的锻态组织为少量球状α相、细板条α相与β相构成的网篮组织,热处理后的力学性能明显高于常规锻造的;钛合金经特种锻造结合高温均匀化与双重退火处理可得到由12%(体积分数)左右球状初生α相、一定宽长比条状初生α相和β相组成的网篮组织,可使其获得良好的强韧性匹配。

面向三维形貌特征的钛合金电火花成形加工工艺参数优化

由于钛合金的超高硬度,使得切削加工十分困难,且成本巨大,即使耗费很大代价加工出来的产品,其加工质量往往不尽人意。因而,在研究国内外电火花加工技术最新成果的基础上,设计钛合金电火花加工试验,将加工速度、三维表面粗糙度作为评价加工性能的指标,分析了占空比、峰值电流、电压对钛合金加工的影响规律之后,深入研究了钛合金电火花成形加工的工艺特性;以MATLAB R2007b软件为平台,利用BP神经网络建立钛合金电火花加工工艺参数优化模型,并通过加工实验,对其预测结果进行评价。

增材制造医用多孔钛合金研究与应用现状

钛合金具有良好的力学性能和生物相容性,被认为是一种理想的植入体材料。但致密钛合金的弹性模量较高,在植入人体后与骨之间存在应力遮挡现象,易引发植入体松动。采用增材制造技术制备的多孔钛合金能够很好地解决这一问题。从多孔结构的设计方法与增材制造的原理入手,综述了增材制造多孔钛合金在力学性能方面的研究现状以及在生物医疗领域的研究与应用进展,并对其未来的发展趋势进行了展望,指出今后可在以下4方面对医用多孔钛合金展开深入研究:1)研发更先进的成型设备以提高多孔钛合金的成型质量与成型效率;2)对多孔结构进行仿生化设计,将高力学性能与高生物性能有机结合;3)通过对Gibson-Ashby模型进行修正,可获得更为准确的力学性能预测结果;4)开发新型钛合金材料以提高多孔钛合金的生物相容性。

基于激光加工技术的飞机钛合金构件损伤快速修复新工艺

飞机钛合金构件损伤的快速修复是飞机修理工作中的难题,目前国内对此项工艺的研究甚少。本文研究了基于激光加工技术飞机钛合金构件损伤的快速修复新工艺,设计出了相应的激光修复系统,得出了修复工艺过程和主要工艺参数。应用该修复工艺可满足质量及使用要求。

钛合金油井管的生产加工工艺研发现状

综合介绍国内外钛合金油井管的研究成果、常用的合金种类及其化学成分,论述钛合金油井管的生产加工关键工艺(合金设计及冶炼、管材生产工艺、热处理及螺纹的设计、加工和表面处理)、国内生产研发及标准体系的现状等,并指出未来研究方向。

钛合金复杂型腔电火花加工工艺参数的试验研究

基于电火花成形加工的特点,对TC4钛合金复杂型腔的电火花加工进行了试验研究,分析了脉冲宽度、脉冲间隔及峰值电流等工艺参数对加工速度及电极损耗等工艺指标的影响.结果表明,峰值电流对工艺指标的影响较大,加工速度随峰值电流的增大和脉冲间隔的减小而增大.电极损耗随峰值电流和脉冲间隔的增大而增大,并随脉冲宽度的减小而增大.

一种钛合金细长轴零件的加工工艺研究

针对特殊结构的钛合金细长轴的加工,经过反复的分析和实践,提出粗磨外圆后粗、精铣平面最后精磨外圆的工艺方案,并采取相应的工艺措施,满足了客户对产品的技术要求。

B型钛合金细长轴套的加工工艺分析

针对细长轴类零件和钛合金的加工难点及特性,从工作实践中总结了自车削加工到磨削的工艺过程,提出了切实可行的工艺方案,完成了一种细长轴套的钛合金零件加工。