[發明專利]一種AF1410超高強鋼飛機平尾轉軸的制造方法

無效

• 申請號: 200810010307.4
• 申請日: 2008-02-01
• 公開（公告）號: CN101229585A
• 公開（公告）日: 2008-07-30
• 發明（設計）人: 王云閣;王向明;王華明
• 申請（專利權）人: 王云閣
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司
• 代理人: 張晨

技術領域

本發明涉及激光成形技術和超高強鋼材料，特別提供了制造AF1410超高強鋼整體飛機平尾轉軸的方法

背景技術

AF1410鋼(16Co14Ni10Cr2Mo)是低碳高合金二次硬化超高強度鋼，具有優良的綜合力學性能、低溫性能和焊接性能，能夠用于損傷容限設計，適合制造長壽命、高強度結構件、軸類零件和緊固件等，常用于制造飛機平尾轉軸，多采用焊接方式，其原材料主要為棒材和鍛件。

AF1410鋼焊接平尾轉軸可使焊縫接頭強度系數穩定地大于0.9，通過表面強化與防護，基本可以滿足設計要求。

但是，如果類似的這種平尾轉軸的焊接工藝控制不當，容易誘發裂紋或腐蝕，例如在飛機服役過程中發現，某型飛機中的多架次平尾焊接轉軸出現腐蝕與裂紋故障，既是潛在的巨大安全隱患，又因更換新件而造成維護成本劇增。由于平尾轉軸是閉腔“棗核”形結構，按傳統制造工藝無法制造出轉軸整體件。

因此，焊接隱患是AF1410鋼焊接平尾轉軸制件中存在的主要問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用激光成形技術制造AF1410超高強鋼飛機平尾轉軸的方法，通過該方法所制造的平尾轉軸，其結構性能與整體鍛件性能相當，而且不需要焊接工藝環節，不增加制造難度，不需要鍛造過程，制造成本同比降低1/3，制造周期減少1/2以上。

本發明提供了一種AF1410超高強鋼飛機平尾轉軸的制造方法，采用真空非接觸等離子熔化，將AF1410超高強鋼的板材、棒材或鍛件機械加工后的細棒氬氣霧化制成粉末，以粉末霧化態真空罐裝供應，其中粉末70％為球形粉末，需篩分和干燥，粒度為100～300目；利用激光成形技術，按照平尾轉軸三維數模，將AF1410超高強鋼粉末逐層熔化沉積，直至堆積成所設計的零件毛坯，最后通過常規的數控機械加工即可制成AF1410整體平尾轉軸。其中激光成形技術的主要工藝參數為：

激光束功率：3.0～12kW，優選8.0～12kW

激光束斑直徑：3～6mm，優選5～6mm

掃描速度：5～15mm/min，優選8～10mm/min

粉末流量范圍：15～30g/min，優選20～24g/min

單層沉積厚度：0.4～0.8mm，優選0.4～0.6mm。

本發明提供的AF1410超高強鋼飛機平尾轉軸的制造方法，除適合AF1410超高強鋼外，還包括其它適合制造平尾轉軸的超高強鋼。

本發明首次創造性地利用激光熔化沉積(激光快速成形)技術，實現了AF1410鋼整體平尾轉軸制造，而且不需要鍛造和焊接過程，對原材料規格無特殊要求，零件的組織、成分、性能與鍛件所制成的零件相當，制造成本、制造周期等方面均具有顯著優勢。

具體實施方式

實施例1

將AF1410鋼原材料加工成截面約15×15mm的棒材，長度1000mm，按照激光成形制造技術要求，采用真空非接觸等離子熔化——氬氣霧化技術制備粉末，以粉末霧化態真空罐裝供應。粉末70％為球形粉末，經篩分和干燥，粒度需根據零件與工藝確定，一般為100～300目；利用激光熔化沉積設備和工藝，按照零件三維數模進行零件近終成形。

AF1410鋼粉末成分百分比為C0.18、Si0.035、S0.001、P0.0034、S+P0.0044、Cr1.98、Ni10.1、Co13.8、Mo1.09，Ti0.009、Al0.007、O0.00008、N0.00008；采用CO₂激光器，輸出功率為8000W，光斑直徑為5mm，焦距500mm，掃描速度：8mm/min，粉末流量：21g/min，單層沉積厚度：0.4mm，用氬氣吹掃保護。

表1??AF1410鋼激光成形平尾轉軸件室溫拉伸性能