陶瓷喷丸强化工艺在起落架构件上的应用.pdf

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1、陶瓷喷丸强化工艺在起落架构件上的应用李志栋,张志刚,冯敏利,赵勇,翟甲友(中航飞机股份有限公司长沙起落架分公司,长沙410200)【摘要】从陶瓷丸的固有属性以及陶瓷喷丸工艺对金属结构件性能的影响等方面进行了大量的分析和研究,针对铸钢丸、玻璃丸以及陶瓷丸3种喷丸工艺以及复合喷丸工艺进行了对比试验,从被喷金属件表面质量、喷丸参数以及表面产生的应力场进行了检测和分析。结果表明,3种喷丸工艺试验结果产生的残余压应力场深度相当,约为0.3mm,而陶瓷喷丸可以获得最高的最大残余压应力值,对于延缓超高强度钢零件表面微裂纹的产生和扩展,改善产品性能,提高抗疲劳寿命有较大贡献。另外,

2、陶瓷丸成分为高质量的氧化锆和二氧化硅,环保性能好,无毒无害,对零件表面以及环境不会造成任何污染;硬度高,弹丸磨损小,且磨损后的弹丸表面光滑等。关键词:飞机起落架;陶瓷丸;喷丸强化工艺ApplicationofCeramicShotPeeningProcessonLandingGearComponentsLIZhidong,ZHANGZhigang,FENGMinli,ZHAOYong,ZHAIJiayou(ChangshaBranch,AVICAircraftLandingGearCO.,LTD.,Changsha410200,China)【ABSTRACTlInt

3、hispapeLalotofanalysisandresearcharemadeontheintrinsicpropertiesoftheceramicshotandtheeffectoftheshotpeeningprocessonthepropertiesofthemetalpans.Inviewofthreekindsofshotpeeningamongsteelshots,glassshotsandceramicshots,theexperimentwascarriedout.Surfacequalityofmachinedpans,parametersan

4、dsurfacestressfieldsweredetectedandanalyzed.Itturnedoutthatthedepthoftheresidualcompressivestressfieldisequalto0.3,andthemaximumresidualcompressivestressfieldcanbeobtainedbytheceramicshotpeening.Ithasbeagreatercontributionthattodelaythegenerationandexpansionofmicrocracks,improveproduct

5、performanceandimprovetheantifatiguelife.Inaddition,ceramiccomponentsarehighqualityzirconiaandsilica,withgoodfunctionofenvironmentalprotection,harmlessandnonpoisonous,nopollutiontopansandenvironment;Italsohashighhardness,smallwear,smoothsurface,etc.Keywords:Aircraftlandinggear;Ceramicsh

6、otpeening;ShotpeeningprocessDOI:10.16080/j.issnl671-833x.2016.08.090飞机起落架是飞机系统比较重要的部件之一,承担着飞机运行过程中三大重要任务,即飞机停机支撑、滑跑起飞、着陆制动,每个环节都是非常重要的,基本囊括了飞机运行中所谓的黑色13分钟全部过程,其缓冲支柱部分具有较强的缓冲性能,吸收着陆及地面运动时产生的撞击和跳动能量,改善飞机起飞着陆性能,尤其在起飞和降落过程中起落架承受较大载荷,因此选择超高强度钢作为主要承力件的加工材料,提高可靠性及使用寿命,保证飞机运行安全。目前国内飞机起落架主要承力件大

7、量选用30CrMnSiNi2A、300M(40CrNi2Si2MoVA)、A一100钢等超高强度钢,起落架结构如图1所示;为避免制造过程中出现的表面残余拉应力或局部的加工缺陷等敏感应力源,零件设计和制造过程中采取大量的先90航空制造技术·2016年第8期进技术,尽可能降低应力影响因素,如喷丸强化、金刚石挤压、整体锻件加工、真空热处理、碳氮化处理、表面完整性加工、电镀工艺应用以及表面防护等一系列技术,其中喷丸强化工艺简单,实施过程成本相对较低,且在提高零件的使用寿命上效果非常显著,航空工业应用非常普遍。该工艺就是通过一定的压力向零件表面喷射弹丸,使零件表面形成一定

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1、陶瓷喷丸强化工艺在起落架构件上的应用李志栋,张志刚,冯敏利,赵勇,翟甲友(中航飞机股份有限公司长沙起落架分公司,长沙410200)【摘要】从陶瓷丸的固有属性以及陶瓷喷丸工艺对金属结构件性能的影响等方面进行了大量的分析和研究,针对铸钢丸、玻璃丸以及陶瓷丸3种喷丸工艺以及复合喷丸工艺进行了对比试验,从被喷金属件表面质量、喷丸参数以及表面产生的应力场进行了检测和分析。结果表明,3种喷丸工艺试验结果产生的残余压应力场深度相当,约为0.3mm,而陶瓷喷丸可以获得最高的最大残余压应力值,对于延缓超高强度钢零件表面微裂纹的产生和扩展,改善产品性能,提高抗疲劳寿命有较大贡献。另外,

2、陶瓷丸成分为高质量的氧化锆和二氧化硅,环保性能好,无毒无害,对零件表面以及环境不会造成任何污染;硬度高,弹丸磨损小,且磨损后的弹丸表面光滑等。关键词:飞机起落架;陶瓷丸;喷丸强化工艺ApplicationofCeramicShotPeeningProcessonLandingGearComponentsLIZhidong,ZHANGZhigang,FENGMinli,ZHAOYong,ZHAIJiayou(ChangshaBranch,AVICAircraftLandingGearCO.,LTD.,Changsha410200,China)【ABSTRACTlInt

3、hispapeLalotofanalysisandresearcharemadeontheintrinsicpropertiesoftheceramicshotandtheeffectoftheshotpeeningprocessonthepropertiesofthemetalpans.Inviewofthreekindsofshotpeeningamongsteelshots,glassshotsandceramicshots,theexperimentwascarriedout.Surfacequalityofmachinedpans,parametersan

4、dsurfacestressfieldsweredetectedandanalyzed.Itturnedoutthatthedepthoftheresidualcompressivestressfieldisequalto0.3,andthemaximumresidualcompressivestressfieldcanbeobtainedbytheceramicshotpeening.Ithasbeagreatercontributionthattodelaythegenerationandexpansionofmicrocracks,improveproduct

5、performanceandimprovetheantifatiguelife.Inaddition,ceramiccomponentsarehighqualityzirconiaandsilica,withgoodfunctionofenvironmentalprotection,harmlessandnonpoisonous,nopollutiontopansandenvironment;Italsohashighhardness,smallwear,smoothsurface,etc.Keywords:Aircraftlandinggear;Ceramicsh

6、otpeening;ShotpeeningprocessDOI:10.16080/j.issnl671-833x.2016.08.090飞机起落架是飞机系统比较重要的部件之一,承担着飞机运行过程中三大重要任务,即飞机停机支撑、滑跑起飞、着陆制动,每个环节都是非常重要的,基本囊括了飞机运行中所谓的黑色13分钟全部过程,其缓冲支柱部分具有较强的缓冲性能,吸收着陆及地面运动时产生的撞击和跳动能量,改善飞机起飞着陆性能,尤其在起飞和降落过程中起落架承受较大载荷,因此选择超高强度钢作为主要承力件的加工材料,提高可靠性及使用寿命,保证飞机运行安全。目前国内飞机起落架主要承力件大

7、量选用30CrMnSiNi2A、300M(40CrNi2Si2MoVA)、A一100钢等超高强度钢,起落架结构如图1所示;为避免制造过程中出现的表面残余拉应力或局部的加工缺陷等敏感应力源,零件设计和制造过程中采取大量的先90航空制造技术·2016年第8期进技术,尽可能降低应力影响因素,如喷丸强化、金刚石挤压、整体锻件加工、真空热处理、碳氮化处理、表面完整性加工、电镀工艺应用以及表面防护等一系列技术,其中喷丸强化工艺简单,实施过程成本相对较低,且在提高零件的使用寿命上效果非常显著,航空工业应用非常普遍。该工艺就是通过一定的压力向零件表面喷射弹丸,使零件表面形成一定

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