[發(fā)明專利]一種2297?T87鋁鋰合金航空零件制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610522525.0
• 申請日: 2016-07-05
• 公開（公告）號: CN106011709B
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮朝輝;李惠曲;何維維;王亮;陳高紅
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空材料研究院
• 主分類號: C22F1/057
• 分類號: C22F1/057;C25D11/08;B23P15/00
• 代理公司: 中國航空專利中心11008
• 代理人: 杜永保

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種2297-T87鋁鋰合金航空零件制造方法，可提高零件疲勞性能，延長使用壽命，屬于鋁合金航空零件制造技術(shù)。

背景技術(shù)

隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，對新一代飛機主承力結(jié)構(gòu)的使用壽命提出了更高要求，新材料及新技術(shù)得到了大量的應(yīng)用，2297-T87鋁鋰合金厚板是一種制造飛機大型復(fù)雜主承力構(gòu)件的新一代材料，其制件具有較好的疲勞壽命。2297-T87鋁鋰合金主要成份約含有2.8％Cu，1.5％Li，0.30％Mn及0.12％Zr。2297-T87鋁鋰合金厚板具有較高的織構(gòu)強韌化效應(yīng)，在制備過程中采用了大預(yù)拉伸變形量調(diào)控材料強韌性。

鋁合金航空零件制造一般包括機加工、表面陽極化處理等工藝，一些對密封性要求較高構(gòu)件部位的孔徑采取大過盈量擠壓強化，一些承載疲勞載荷的關(guān)鍵部位采用噴丸強化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：一種2297-T87鋁鋰合金航空零件制造方法，采取該方法可提高零件疲勞性能，延長使用壽命。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種2297-T87鋁鋰合金航空零件制造方法，該方法包括以下步驟：

1.1機械加工

將2297-T87鋁鋰合金厚板按零件設(shè)計要求進(jìn)行機械加工，粗銑平面及型槽，剩余機加工余量3～5mm；精銑平面及型槽，剩余機加工余量0.5～1.5mm；預(yù)制孔，使用鉆床制孔，孔徑比設(shè)計尺寸低4.0％～6.0％。

1.2孔強化

選用比設(shè)計孔徑大2.0％～3.0％的合金鋼棒，加力使其穿過零件上的孔，從而完成對孔壁的擠壓，隨后對擠壓后的孔鉸圓，并使其滿足設(shè)計要求。

1.3表面強化

選用0.60mm鑄鋼丸作為噴丸介質(zhì)，對零件表面噴丸，噴丸強度為0.05A，覆蓋率為100％～200％。

1.4表面陽極化處理

采用硫酸陽極化工藝、硼硫酸陽極化工藝或鉻酸陽極化工藝。

采用硫酸陽極化工藝時，硫酸濃度為150g/L～250g/L，槽液溫度20～25℃，氧化時間25分鐘，氧化電壓13～15V。

采用硼硫酸陽極化工藝時，硫酸濃度40g/L硫酸,硼酸濃度8g/L，槽液溫度20～25℃，氧化時間18分鐘，氧化電壓13～17V。

采用鉻酸陽極化工藝時，鉻酸濃度40～80g/L，槽液溫度30～40℃，氧化時間40分鐘，氧化電壓19～21V。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明根據(jù)2297-T87鋁鋰合金厚板成份、組織織構(gòu)及大預(yù)拉伸變形量特點，零件在機加工過程的最后階段采用高轉(zhuǎn)速低切深量加工方法，降低機加工對材料織構(gòu)的損傷，修復(fù)零件的表面完整性；零件采用孔徑機械擠壓強化及表面噴丸強化相配合的復(fù)合強化方法，構(gòu)建零件新的表面完整性，提高零件耐疲勞性能；零件采用表面噴丸及陽極化相迭加的復(fù)合表面處理方法，保證生成較薄陽極化膜層而達(dá)到理想的腐蝕防護(hù)效果。

本發(fā)明可顯著提高2297-T87鋁鋰合金航空零件的疲勞性能，對零件耐腐蝕性能也有一定的改善作用。零件疲勞性能的提高是因為：1)機加工過程最后階段的特殊精整工藝對零件表面完整性的修復(fù)；2)孔徑機械擠壓強化及表面噴丸強化相配合的復(fù)合強化方法構(gòu)建了零件新的表面完整性；3)達(dá)到理想的腐蝕防護(hù)效果，采用噴丸及陽極化相迭加的復(fù)合表面處理方法僅需較薄陽極化膜層。

本發(fā)明的2297-T87鋁鋰合金航空零件制造方法，可提高零件疲勞性能，延長使用壽命4倍以上。本發(fā)明操作工藝簡便，利于生產(chǎn)控制。

具體實施方式

下面對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。一種2297-T87鋁鋰合金航空零件制造方法，包括以下步驟：

(1)機械加工

將2297-T87鋁鋰合金厚板按零件設(shè)計要求進(jìn)行機械加工，機械加工分4步進(jìn)行：

粗銑平面及型槽，剩余機加工余量3～5mm；

精銑平面及型槽，剩余機加工余量0.5～1.5mm；

預(yù)制孔，使用鉆床制孔，孔徑比設(shè)計尺寸低4.0～6.0％；

表面精整，使用高速銑床修整零件表面；

(2)孔強化；

(3)表面強化；

(4)表面陽極化處理。

實施例1

表1為采用本發(fā)明經(jīng)機加工-表面精整-孔機械擠壓/表面噴丸復(fù)合強化-硫酸陽極化等工序制備零件疲勞壽命效果。其中：

表面精整時，使用高速銑床修整零件表面，工藝參數(shù)為：銑刀轉(zhuǎn)速23000n/min，進(jìn)給速度8000mm/min。