航天大型铝合金环筒件制造技术现状与发展方向

铝合金环形件、筒形件是运载火箭箭体结构中两种典型的回转体构件,多用于受力情况复杂的关键部位,是箭体结构中的核心零件。本文系统梳理了我国航天领域铝合金环筒件的制造技术及其发展过程,重点介绍了环筒件整体轧制成形技术;并以某合金直径5米级2219铝合金环形件、某大壁厚2A14铝合金筒形件两种典型产品的工艺优化为例,阐述了现阶段大型铝合金环筒件制造过程中存在的技术问题及解决措施;最后从新材料应用、工艺开发两个角度论述了环筒件制造的发展方向。

40Cr圆钢热顶锻开裂原因

某40Cr圆钢热顶锻发生开裂现象,采用宏观观察、化学成分分析、扫描电镜分析、金相检验等方法对材料开裂原因进行分析。结果表明:40Cr圆钢裂纹缺陷处显微组织正常,组织中的非金属夹杂物成分含量符合产品标准要求;顶锻母材上的缺陷是由圆钢在轧制过程中出现的表面划伤导致的。最后提出了改进方法,以避免该类问题再次发生。

Q460C中厚钢板折弯裂纹形成原因

某厂生产厚度为20 mm的Q460C钢板在折弯过程中出现裂纹。采用宏观观察、化学成分分析、金相检验、扫描电镜及能谱分析等方法分析裂纹产生的原因。结果表明:试样折弯裂纹产生的主要原因为炼钢过程中钢液中P、S元素含量过高,且连铸过程存在钢包下渣的情况,导致铸坯中产生P、S元素偏析,铸坯内部存在大量非金属夹杂物;随着轧制过程温度的不断降低,钢板内部形成严重的带状组织,最终导致钢板在折弯过程中发生开裂。

Φ9.5m级2219铝合金环件整体形-性协同极限制造技术与应用

为解决Φ9.5m级2219铝合金整体过渡环研制难题,提出了铸锭制备、环坯制备、环轧成形各个环节精准控制策略,形成了大规格环件整体形-性协同极限制造技术路线,并成功试制出Φ9.5 m级超大规格2219铝合金环件,获得了均匀细化的微观组织结构和优异的综合性能。锻环微观组织均匀,未出现明显各向异性,无粗大残余结晶相聚集,晶粒细小且分布均匀;锻环沿圆周均布各处力学性能存在着一定的波动,但综合性能大幅提升,满足设计指标要求,三向力学性能无明显各向异性。

TJJS公司全面预算管理优化研究

全面预算管理关乎战略架构分解与关键业绩推动,是财务价值发挥的关键.为适应军工行业市场化转型的不断深化,TJJS公司推行了"全面预算管理",使用月度资金系统、项目库管理、滚动预算考核等工具全面梳理业务流程,通过划分预算责任中心,在保障资金平衡的同时有效的削弱了预算松弛.本文通过介绍TJJS公司全面预算管理实践,分享了其预算管理优化经验,以期为其他制造企业提高预算管理水平提供参考.

大型超长贮箱立式泄漏检测技术研究

针对新一代运载火箭大型超长贮箱氦质谱泄漏检测的需要,本文提出了立式检漏的工艺方法。针对立式检漏中可能存在的由于高度差及重力因素产生的气体分层问题,本文从理论分析和模拟试验验证两个方面分别开展了深入研究。通过理论和试验的对比表明,大型超长贮箱立式检漏时不会产生明显的氦气分层,由分层造成的漏率测量误差可忽略不计,立式泄漏检测技术具备工程应用的可行性。

高强度、低各向异性2195铝锂合金环筒形锻件锻造及热处理工艺研究

针对2195铝锂合金环筒形构件经常出现的组织各向异性差、晶粒细化困难和热处理调控困难等制造难题,采用大变形量多向锻造开坯、中低温终锻和合理匹配热处理制度的工艺方法,成功生产出直径1500mm、高度350mm的整体筒段,满足了宇航产品对于环筒形铝锂合金结构件的严苛使用要求。

TC4叶栅环等温成形规律研究

针对高肋、薄壁钛合金叶栅环的结构特点,借助三维有限元模拟方法,分析了等温成形中始锻温度、下压速度和摩擦因子对叶栅环成形质量的影响规律。选取优化后的工艺参数进行物理实验研究,结果表明,始锻温度为920℃,下压速度为0.5 mm/s,摩擦系数为0.1时的工艺条件下,可以得到满足质量要求的等温锻件。

面向机加工的异型复杂铸件三维扫描坐标基准匹配应用

为了降低异型复杂铸件产品在检测方面的成本,提升铸件产品的加工合格率。采用三维扫描方法检测复杂铸件,并提取检测铸件坐标点,将相关坐标基准点传递到机械加工工序。结果表明,三维尺寸扫描不仅提高复杂铸件的检测精度,通过基准点传递,铸件产品的机加工效率及精度得到大幅提升,验证了三维扫描技术在铸件加工过程的坐标基准匹配的可靠性。

锻造工艺对2219铝合金焊接法兰组织与性能的影响

为解决2219铝合金焊接法兰锻件晶粒粗大、纤维方向与结构受力方向垂直等问题,采用室温拉伸试验,结合光学显微镜进行组织观察与分析,研究了锻造工艺对其组织与性能的影响。结果表明:单次镦粗工艺对组织与性能影响甚微;多向锻造工艺能有效打破棒材的纤维组织,并使锻件各向异性降低。在高温下一次成形的各种锻造工艺,锻件晶粒尺寸均达到毫米级;在较低终锻温度下结束变形,能使锻件组织显著细化、均匀化;采用终锻温度较低的两镦一拔变形工艺,能获得组织均匀、晶粒细小的2219铝合金法兰锻件,且锻件的径向伸长率比轴向高57%,显著提高了焊接结构可靠性。

钛合金TC4锻造工艺研究

以某运载火箭某零部件锻件产品为例,分析了钛合金TC4在锻造生产时高低倍组织不合格的原因,通过调控锻造的始锻温度、变形量,研究锻造工艺参数对TC4锻件组织的影响规律,研究结果表明低温大变形即始锻温度950℃、锻造变形量不小于70%可改善高低倍组织并提高力学性能,使钛合金的的组织和性能明显提高,进而满足验收要求,提升锻件产品合格率。

2A14铝合金圆锭质量对锻件组织和性能的影响

为了解决不同规格2A14铝合金圆锭经相同工艺制造的某筒形锻件组织性能差异大的问题,通过成分检测、组织观察、力学性能测试分析铸锭质量,并探究铸锭质量对锻件组织性能的影响。结果表明,铸锭规格影响铸锭质量,大规格铸锭偏析严重、第二相集聚、晶粒度大、性能水平低、性能均匀性差,故在高径比合理范围内应选择小规格铸锭;对不同规格的铸锭采用相同工艺制造某2A14筒形锻件,φ630 mm规格铸锭对应的锻件组织均匀、第二相弥散分布,强度比φ830 mm规格铸锭对应的锻件高20 MPa,伸长率更是其2倍,故铸锭质量是影响锻件组织性能的重要因素;对大规格铸锭制造的锻件进行重复热处理,能够在一定程度上提高强度及塑性,但性能仍与小规格铸锭制造的锻件有较大差距。

长壳体环轧成形数值模拟与试验研究

以某2A14铝合金长壳体筒形零件为研究对象,基于Simufact.forming软件建立了径-轴向辗扩有限元模型,分析了三种变形方式对材料温度场、应力场以及成形载荷的影响,并对轧制缺陷进行了分析与预测。开展了辗扩成形试验研究。结果表明,"高度减小"与"高度不变"两种变形方式分别产生了不可见的角部折叠与端面折叠,而"高度长大"式变形通过动态控制锥辊运动有效避免了缺陷的产生。

ZL114A复杂异形构件本体性能优化的研究

在树脂砂低压铸造工艺条件下,对比研究Sr加入量和热处理工艺参数的变化对ZL114A合金铸件综合性能的影响。结果表明:当Sr加入量为0.07%时,变质效果最为显著;且对铸件进行二级时效处理可显著提升铸件的综合力学性能。

基于粘聚力模型的铝–碳化硅界面行为的跨尺度仿真

为研究理想构件与缺陷构件拉伸与剪切过程界面原子变形机理和应力变化规律,建立了铝–碳化硅基体Ⅰ型和Ⅱ型断裂模式下的三维分子动力学模型。仿真结果表明拉伸过程中裂纹发生扩展后,应力到达峰值,并开始下降直至为零;剪切过程由于位错塞积和止裂,应力–位移曲线呈锯齿状波动下降。最后采用应力–位移曲线所得参数,建立了基于粘聚力模型的纳米颗粒增强铝基复合材料的有限元模型,拉伸应力–应变仿真结果与拉伸试验结果吻合较好。

ZM6薄壁件低压铸造数值模拟研究

本文借助MAGMASOFT软件探究ZM6镁合金材料低压铸造过程的铸造缺陷产生的影响因素,并进行数值模拟与分析,具体研究ZM6镁合金低压铸造过程中的温度场分布、充型过程以及凝固速度等铸造参数.数值模拟结果表明ZM6材料在铸件内部组织的气孔缺陷形状大多呈圆形或梨形,并且主要分布在铸件薄厚壁连接处附近,而在铸件壁厚部位易产生缩松、缩孔等缺陷.

5m级2219铝合金锻环制造工艺优化与质量分析

为开发第二代高性能5m级2219铝合金锻环产品,并解决材料利用率低与生产周期长的问题,开展了工艺优化与工程化试制工作。通过510℃高温多向锻造开坯、240~260℃控温轧制成形等优化措施,使锻件晶粒细化至100~200μm,抗拉强度提高48MPa以上、屈服强度提高44MPa以上,轴、径、切三向延伸率分别达到6%、8%、6%以上,实现了力学性能及其一致性水品的大幅提高,达到第二代锻环的性能要求。通过开发单面分步冲孔工艺与优化环坯结构等措施,使冷料加热次数由3次减少至1次、生产工序由16个缩减为11个,将材料利用率由61.8%提高至84.6%,实现了锻造过程的连续生产,生产周期大幅缩减。

铝合金薄壁壳体低压铸造工艺研究

本文围绕低压铸造工艺针对铝合金薄壁壳体从工艺概念、系统设计、数值模拟方法等方面展开分析,期望本文的下述理论研究内容能够为相关技术人员提供有利的理论参考,促进低压铸造工艺在各领域的广泛应用。

三坐标测量误差及处理对策

三坐标测量是一种应用面广泛的测量方法,在使用三坐标测量时,为了进一步保障测量数据的准确性和测量效率,应严控对误差进行把控,为后续工作的顺利开展奠定基础。因此,文章重点对三坐标测量过程中容易出现的误差问题进行了分析,并提出了相应的处理对策,以提高三坐标测量仪测量的准确性。

基于无网格法的镁合金等温锻造成形模拟分析

对于金属大变形问题,传统的有限元法分析效果不佳,分析过程中易产生网格畸变,故基于无网格法对镁合金的等温锻造成形进行了模拟分析。利用LS-DYNA软件的无网格法分析功能,模拟分析了镁合金锻件的等温锻造成形过程,对比了镁合金在350、400和450℃这3种温度下的等温锻造成形结果,通过分析成形的等效应力云图,得出了镁合金更优的等温锻造温度,为450℃。结果表明:使用无网格法来分析金属成形中的大变形问题,可以较好地解决有限元法分析过程中产生的网格畸变问题。