緊固件用Ti5523合金熱處理與成型工藝的研究.pdf

1、隨著航空航天產(chǎn)業(yè)需求的增長(zhǎng),研究能夠替代高強(qiáng)度鋼制緊固件的高強(qiáng)鈦合金是航空航天用緊固件行業(yè)的熱點(diǎn)。本論文以我國(guó)自主研制的高強(qiáng)鈦合金Ti5523為研究對(duì)象,系統(tǒng)研究了合金熱處理與顯微組織的關(guān)系、組織與力學(xué)性能的關(guān)系以及不同顯微組織下合金的成型性能,并針對(duì)熱鐓、滾絲、冷擠 R等緊固件生產(chǎn)重點(diǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行了研究,制定合金緊固件生產(chǎn)的工藝流程,以期為緊固件用Ti5523鈦合金的生產(chǎn)提供依據(jù)和參考。
　　隨著固溶溫度的升高,合金初生α相含量減小

2、,抗拉強(qiáng)度降低,伸長(zhǎng)率先減小,在800℃時(shí)達(dá)到最小值,其后逐漸增大。冷卻速度增大,?晶粒明顯細(xì)化,強(qiáng)度提高。實(shí)驗(yàn)室的熱處理制度在東方藍(lán)天鈦金科技有限公司的大型淬火爐和時(shí)效爐進(jìn)行了驗(yàn)證,結(jié)果表明750-770℃固溶處理和475-485℃時(shí)效處理后,力學(xué)性能滿(mǎn)足高強(qiáng)緊固件的要求。
　　設(shè)計(jì)了適合于六角頭螺栓緊固件頭部變形的熱鐓模具。在加熱時(shí)間9s,保溫時(shí)間1s,加熱電流35A的工藝參數(shù)下,熱鐓緊固件頭部未出現(xiàn)過(guò)熱過(guò)燒現(xiàn)象,流線(xiàn)連續(xù)而密

3、集,未發(fā)現(xiàn)裂紋,合金組織為雙態(tài)結(jié)構(gòu)。
　　緊固件桿部滾絲時(shí),倒角角度設(shè)計(jì)為20°±5°,過(guò)度圓弧半徑 R為0.9 mm,螺紋引導(dǎo)處小圓直徑控制在Φ3.7 mm,可有效避免螺紋引導(dǎo)處開(kāi)裂及延長(zhǎng)滾絲輪的使用壽命。當(dāng)滾絲工藝參數(shù)為進(jìn)給速度0.3 mm/re v、主軸轉(zhuǎn)速10 RPM、一次完成循環(huán)時(shí)間3s和壓力13kN時(shí),滾壓螺紋尺寸合格,螺紋顯微組織未發(fā)現(xiàn)折疊、裂紋等螺紋缺陷,滿(mǎn)足Ti5523合金螺紋緊固件生產(chǎn)要求。
　　緊固件頭