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,研究能夠替代高強度鋼制緊固件的高強鈦合金是航空航天用緊固件行業(yè)的熱點。本論文以我國自主研制的高強鈦合金Ti5523為研究對象,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,并針對熱鐓、滾絲、冷擠 R等緊固件生產(chǎn)重點環(huán)節(jié)進行了研究,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、,抗拉強度降低,伸長率先減小,在800℃時達到最小值,其后逐漸增大。冷卻速度增大,?晶粒明顯細化,強度提高。實驗室的熱處理制度在東方藍天鈦金科技有限公司的大型淬火爐和時效爐進行了驗證,結(jié)果表明750-770℃固溶處理和475-485℃時效處理后,力學(xué)性能滿足高強緊固件的要求。
　　設(shè)計了適合于六角頭螺栓緊固件頭部變形的熱鐓模具。在加熱時間9s,保溫時間1s,加熱電流35A的工藝參數(shù)下,熱鐓緊固件頭部未出現(xiàn)過熱過燒現(xiàn)象,流線連續(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,倒角角度設(shè)計為20°±5°,過度圓弧半徑 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)處開裂及延長滾絲輪的使用壽命。當(dāng)滾絲工藝參數(shù)為進給速度0.3 mm/re v、主軸轉(zhuǎn)速10 RPM、一次完成循環(huán)時間3s和壓力13kN時,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,滿足Ti5523合金螺紋緊固件生產(chǎn)要求。
　　緊固件頭