接头类航空零部件的加工
1.接头类零件的材料
由于飞机接头承受较大的各种应力,所以接头应具有较高的强度、刚度、韧性,以保证飞机在飞行中承受复杂应力时所具有高的安全性和可靠性。
(1)尾翼接头常用材料
尾翼与机身的连结接头,目前常用材料是下列两种:
1)低合金超高强度钢30CrMnSiNi2A
该钢是在30CrMnSiA钢的基础上提高了锰和铬含量,并且添加了1.4~1.8%镍,使其淬透性得到明显的提高,改善了钢的韧性和抗回火稳定性;经热处理后可获得高的强度,好的塑性和韧性,良好的抗疲劳性能和断裂韧度,低的疲劳裂纹速率。30CrMnSiNi2A结构钢的抗拉强度为1600~1800 Mpa,适于制造飞机起落架,机翼主梁、接头、承力螺栓,轴类等重要受力结构件。
2)300M钢
300M钢(40CrNi2Si2MnVA)是一种超高强度钢,它是在4340钢的基础(Cr—Ni—Mo)上添加了1.5%左右的硅而发展起来的,这样赋予了300M钢经热处理后(油淬加回火),钢的抗拉强度较高可达1860Mpa以上,相对于30CrMnSiNi2A,其横向塑性高、断裂韧性强、疲劳性能优良、抗应力腐蚀性能好等明显优点。它的含碳量为0.40%~0.45%、含锰量为0.65%~0.90%、镍1.65%~2%、硅1.45%~1.80%、铬0.65%~0.90%、钼0.30%~0.45%等。300M钢的高温塑性很好,可锻性良好。从热处理工艺性方面分析,300M钢的淬透性很强。该材料承受载荷的能力很强,主要用于制造飞机的起落架、接合螺栓、主要承力结构件等极为重要的零件。
(2)机身、机翼接头常用材料
机身与机身、机翼与机翼、机翼与机身的连结接头,目前常用材料有以下几种: 1)LD5(5号锻铝)或LD10(10号锻铝)
机翼与机身、机翼与机翼、翼梁的接头材料通常选用LD5(5号锻铝)或LD10(10号锻铝),该材料属于铝镁硅铜系列合金,铝合金不但保持了铝的基本物理、化学性能,如:比重较小,比强度较大,导电性、导热性及耐腐蚀性能较好,抗疲劳性能优良,机械加工工艺性较好,并且可以通过热处理强化,提高它的机械性能。铝合金的铸造性能良好,适于制造大截面铸锭,作为热锻大型零件的毛坯之用。热加工性能良好,适于制造形状复杂及承受中等载荷的锻件。
2)LC4(4号超硬铝)、LY12(12号硬铝)
机身与机身、机翼与机翼的对结处常用LC4(4号超硬铝)、LY12(12号硬铝)。 3.接头类零件的毛坯
毛坯选择是否合适对零件的质量、材料消耗和零件的加工过程都有很大影响。根据零件的使用要求,结合零件的形状尺寸,接头类零件的毛坯确定为模锻件。模锻件不仅能避免铸造毛坯的气孔、缩松、微裂纹等缺陷,而且可以细化金属晶粒,改善金属内部组织,尺寸精确,节省金属,且毛坯锻造流线清晰、流线分布合理,金属纤维分布符合零件的受力特点,大大提高了零件材料的力学性能,提高了零件的承载能力。