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钛合金锻件抛光工艺对表面的影响

2021-07-13 09:52:31

钛合金锻件作为高强度材料,以其优异的综合力学性能、低密度以及良好的耐蚀性和耐热性,在航空航天工业和生物材料制造业上得到了广泛应用工。钛合金常用以制造航空发动机、飞行器等的主体结构和主承力构件。抛光工艺作为铣削加工的后道工序,能够去除铣削加工痕迹,在保持构件精度的同时,提高表面粗糙度等级,达到工艺设计要求。另一方面,抛光工艺参数对钛合金构件表面变质层内的加工硬化、残余应力、金相组织变化以及塑性变形等有着直接的影响,因此抛光工艺对表面变质层的影响越来越受到钛合金厂家的关注。

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钛锻件厂家针对Ti6A14V钛合金的砂带磨削进行了比较系统的研究,在工件表层并未发现明显的热影响区。对不同抛光手段抛光 TC4和工业纯钛的表面粗糙度和疲劳寿命进行了研究,得出电解抛光钛合金能得到比传统加工方法更好的表面粗糙度;不论利用何种抛光方法,TC4钛合金的表面粗糙度比工业纯钛的表明粗糙度小。强力砂带平面磨削工件表面残余应力开展了研究,建立了表面残余应力的数学模型,通过试验验证了模型的准确性,并得出对工件表面残余应力影响的是热塑性变形,而冷塑性变形和挤光作用等因素的影响很小,工件表面产生残余拉应力。

从表层组织及加工硬化方面对砂带磨削钛合金表面完整性进行了细致的分析,得出砂带磨削后表层组织变化不明显,表层产生加工硬化现象,同时表面硬度略有降低。开展了砂带页轮磨抛钛合金试验研究,利用金相组织法和显微硬度法说明了砂带页轮磨抛钛合金时没有发生烧伤。刘瑞杰等通过砂带磨削钛合金试验,优选了磨抛工艺条件,得到了较高的表面质量,并有效防止了磨削烧伤和裂纹的产生。研究了抛光速度、进给速度、抛光深度和砂带粒度对表面完整性的影响,结果表明砂带抛光工艺可以降低试件表面残余应力,表面残余应力随磨削速度的增加而降低,随进给速度的增加而增加。

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