技术攻关

主要研究方向

1、大型复杂结构锻件模锻成型技术

该项技术是以在800MN模锻液压机上对钛合金、铝合金、高温合金和超高强度钢大型复杂航空锻件进行模锻生产为目标而研发的一项关键技术。在TA15钛合金、Ti-6Al-4V钛合金、7050铝合金、GH4698高温合金和300M超高强度钢等材料,缘条、垂尾梁、起落架外筒、涡轮盘等不同结构形式的航空锻件模锻成型技术研发过程中,通过高温热物理模拟、有限元数值模拟和实验研究等研究方法,开展了材料流变行为、预制坯设计、模具设计与制造、锻造工艺优化等研究内容。该项技术对大型复杂模锻件生产发挥了技术支撑作用,具有推广应用价值。

2、锻件的力学性能与组织性能均匀性控制技术

该项技术是为保证大型复杂航空模锻件的力学性能和组织状态,针对锻件生产全流程而研发的一项锻件质量综合控制技术。在TA15钛合金、Ti-6Al-4V钛合金、7050铝合金、GH4698高温合金和300M超高强度钢等材料,缘条、垂尾梁、起落架外筒、涡轮盘等不同结构形式的航空锻件模锻成型技术研发过程中,通过有限元数值模拟和实验研究相结合的方法,开展了宏微观本构模型建立、组织均匀性预测、缺陷分析等研究内容,确定了保证锻件成型后力学性能的5种典型产品的工艺规程。

3、大型复杂模锻件预制坯设计与制造技术

对于大型复杂模锻件锻造生产而言,预制坯是保证锻件成型质量和提高材料利用率的关键。该项技术是专门针对在800MN模锻液压机上生产钛合金、铝合金、高温合金和超高强度钢航空模锻件而研发的一项专门技术。采用该项技术可以获得结构形状优化和材料分布合理的荒坯或预制坯,进而可以保证终锻件模腔充填充分、流线分布合理、工艺飞边均匀、组织性能一致。该项技术已经在7050铝合金整体框、A100起落架及套筒锻件、GH4169涡轮盘模锻件、TC18钛合金框梁模锻件等产品研制过程中得以应用,解决了依靠经验设计预制坯的问题,实现了复杂锻件预制坯的科学设计。

4、大型模锻模具设计与制造技术

800MN模锻液压机上生产大型航空锻件,锻造模具因其几何尺寸大、制造周期长、使用寿命短,从而成为锻件成本构成的关键因素之一。该项技术是为降低大型模锻件成型模具制造成本、缩短制造周期、提高使用寿命而研发的一项新技术,是在超大型模锻液压机锻模模块化设计、铸钢基体+表层结构优化设计、铸钢基体+双金属层堆焊、铸钢基体+夹心层+梯度堆焊方法、锻模表面修复和再制造方法等研究基础上形成的一项技术。采用该技术可解决大型整体模块锻造和热处理困难,减少模具材料消耗,提高模具表面耐磨性,延长模具使用寿命。

5、模锻工艺润滑与保温防护技术

在大型复杂航空锻件中,很大一部分锻件是难变形合金,如钛合金和高温合金。由于此类合金在加热过程中氧化严重,在变形过程中流动困难,因此需在加热温度范围内采取防护措施,在成型过程中强化润滑作用。该技术解决了钛合金和高温合金材料大型航空模锻件生产过程中的坯料加热氧化问题、坯料转运与成型过程的温降问题、以及锻造成型过程中的润滑问题,具有广泛的推广价值和应用前景。

6、热处理及变形控制技术

通过钛合金、铝合金、高温合金和超高强度钢不同热处理制度对力学性能的影响研究,确定了典型航空模锻件实际生产中的热处理工艺制度,并制定了相应的工艺规程。该项技术有效提高了铝合金锻件的尺寸稳定性,具有广泛的推广价值和应用前景。