粉末冶金高溫合金精密磨削加工技術(shù)
發(fā)布時(shí)間:2021-06-14 02:01
粉末冶金高溫合金FGH96是我國(guó)自主研制的第二代損傷容限型高溫合金,具有優(yōu)良的耐高溫、抗疲勞和抗裂紋擴(kuò)展等能力,將廣泛應(yīng)用于未來(lái)航空領(lǐng)域。優(yōu)異的性能使FGH96切削難度大,由于材料使用的特殊性,國(guó)內(nèi)外對(duì)其切削性能的研究基本空白。研究其精密磨削加工工藝,對(duì)于促進(jìn)高溫合金材料的發(fā)展和推動(dòng)我國(guó)新型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)具有重要的意義。本文從實(shí)際渦輪盤(pán)樅樹(shù)形榫槽的生產(chǎn)需求出發(fā),通過(guò)設(shè)計(jì)電鍍立方氮化硼(CBN)砂輪,研究了磨削參數(shù)、砂輪磨損對(duì)FGH96表面完整性的影響,并進(jìn)行實(shí)際榫槽的磨削加工實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,為FGH96材料的磨削加工參數(shù)優(yōu)選和仿形砂輪磨削榫槽提供了指導(dǎo)。本文開(kāi)展了以下幾方面的內(nèi)容:(1)針對(duì)榫槽直徑小的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了電鍍CBN棒狀砂輪,通過(guò)附加高速主軸的方式將普通銑床的轉(zhuǎn)速升高,以滿足小直徑砂輪對(duì)線速度的需求。進(jìn)行了電鍍CBN砂輪磨削FGH96的表面完整性實(shí)驗(yàn)。通過(guò)設(shè)計(jì)單因素實(shí)驗(yàn),研究粒度號(hào)、轉(zhuǎn)速、磨削深度、進(jìn)給速度等磨削參數(shù)對(duì)粗糙度、顯微硬度、殘余應(yīng)力等表面完整性的影響規(guī)律;通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,優(yōu)選出適合FGH96材料磨削加工的參數(shù)組合。(2)研究電鍍CBN砂輪在初始磨損、正常磨損和失效磨損三...
【文章來(lái)源】:山東理工大學(xué)山東省
【文章頁(yè)數(shù)】:79 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)典型結(jié)構(gòu)
葉盤(pán)的分類Fig.1.2Classificationofenginebladedisks
山東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論3差距。因此,本文利用實(shí)驗(yàn)研究與理論分析相結(jié)合的方法,研究不同加工參數(shù)下,電鍍CBN砂輪磨削對(duì)FGH96材料表面完整性各指標(biāo)的影響規(guī)律,以及砂輪形貌的變化和磨損狀態(tài)。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行了實(shí)際的仿形砂輪磨削,為電鍍CBN砂輪磨削工藝在鎳基高溫合金FGH96上的精密磨削加工應(yīng)用提供了重要的實(shí)驗(yàn)參考,并為實(shí)際工程應(yīng)用提供了借鑒和理論指導(dǎo)。研究?jī)?nèi)容和成果對(duì)新型號(hào)渦輪盤(pán)零件的快速研制具有重要意義。本課題來(lái)源于國(guó)家科技重大專項(xiàng)“大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵零部件試制國(guó)產(chǎn)成套裝備應(yīng)用示范線(2018ZX04005001)”。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1高溫合金及其加工技術(shù)高溫合金稱耐熱合金或熱強(qiáng)合金,是20世紀(jì)40年代發(fā)展起來(lái)的一種新型航空合金材料[8]。高溫合金是一種多組元合金,根據(jù)成分和生產(chǎn)工藝的不同,主要分為鐵基合金、鎳基高溫合金和鈷基高溫合金三大類,高溫合金性能優(yōu)良,主要表現(xiàn)有熱穩(wěn)定性能高、熱強(qiáng)性能好、高溫疲勞性能好等,可以在高溫氧化、復(fù)雜交變載荷和燃?xì)飧g等惡劣條件下長(zhǎng)期可靠地工作[9],因此被廣泛應(yīng)用于航空、航天、船舶、核工業(yè)、動(dòng)力及石油化工等行業(yè)中。隨著材料制造技術(shù)的發(fā)展,高溫合金在航空核心零部件中的使用占比越來(lái)越高,如圖1.3所示。據(jù)統(tǒng)計(jì),現(xiàn)代航空工業(yè)中,高溫合金材料的用量占比超過(guò)50%,是制造發(fā)動(dòng)機(jī)高溫零件的關(guān)鍵材料[10]。圖1.3飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)中材料占比的演變[10]Fig.1.3Evolutionofmaterialproportioninaircraftengines國(guó)外粉末高溫合金發(fā)展自上個(gè)世紀(jì)60年代,主要生產(chǎn)地有歐美和俄羅斯。歐美國(guó)家的粉末高溫合金發(fā)展至今已歷經(jīng)了3代,第一代以René95為代表,第二代以René88DT為代表,再到現(xiàn)在以René104(ME3)為代表的第3代粉末高溫合金。歐
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于疲勞-蠕變載荷等效轉(zhuǎn)換的渦輪盤(pán)載荷譜編制及壽命預(yù)測(cè)[J]. 肖陽(yáng),徐可君,秦海勤,賈明明. 推進(jìn)技術(shù). 2020(10)
[2]機(jī)械加工表面完整性影響試件疲勞性能的研究現(xiàn)狀[J]. 徐汝鋒,周永鑫,楊慎亮,李勛,王海寧. 航空制造技術(shù). 2019(14)
[3]粉末冶金FGH96鎳基高溫合金的蠕變-疲勞交互行為[J]. 聶瀟乾,張成成,王潤(rùn)梓,張顯程,涂善東. 機(jī)械工程材料. 2019(06)
[4]表面完整性對(duì)FGH96粉末合金高溫低循環(huán)疲勞性能的影響研究[J]. 王欣,陳星,王曉峰,宋穎剛,湯智慧,鄒金文. 稀有金屬材料與工程. 2019(01)
[5]粉末冶金高溫合金研究及發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 胡連喜,馮小云. 粉末冶金工業(yè). 2018(04)
[6]電鍍砂輪磨損對(duì)GH4169磨削表面完整性的影響[J]. 馬爽,李勛,蘇帥. 航空制造技術(shù). 2017(Z1)
[7]渦輪盤(pán)榫槽線切割加工工藝研究[J]. 蒲一民. 航天制造技術(shù). 2016(02)
[8]鎳基高溫合金核心技術(shù)發(fā)展[J]. 鄭玉榮,吳新年,王曉民. 中國(guó)材料進(jìn)展. 2015(03)
[9]淺談航空發(fā)動(dòng)機(jī)整體葉輪的加工方法[J]. 王宏睿. 機(jī)械管理開(kāi)發(fā). 2013(02)
[10]鎳基高溫合金GH4169磨削參數(shù)對(duì)表面完整性影響[J]. 黃新春,張定華,姚倡鋒,任敬心. 航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2013(03)
碩士論文
[1]電火花線切割多次切割拐角工藝參數(shù)研究[D]. 張禹.太原理工大學(xué) 2019
[2]CBN高速點(diǎn)磨削砂輪磨削性能的研究[D]. 崔權(quán).東北大學(xué) 2013
[3]燃?xì)廨啓C(jī)輪盤(pán)材料切削性能和榫槽拉削工藝研究[D]. 李明超.上海交通大學(xué) 2013
[4]鎳基高溫合金高效磨削砂輪磨損研究[D]. 李峰.南京航空航天大學(xué) 2012
[5]CBN砂輪高速磨削鎳基高溫合金實(shí)驗(yàn)研究[D]. 徐鵬.南京航空航天大學(xué) 2011
[6]鎳基高溫合金真空感應(yīng)熔煉脫氮工藝及機(jī)理的研究[D]. 王飛.沈陽(yáng)大學(xué) 2007
本文編號(hào):3228822
【文章來(lái)源】:山東理工大學(xué)山東省
【文章頁(yè)數(shù)】:79 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)典型結(jié)構(gòu)
葉盤(pán)的分類Fig.1.2Classificationofenginebladedisks
山東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論3差距。因此,本文利用實(shí)驗(yàn)研究與理論分析相結(jié)合的方法,研究不同加工參數(shù)下,電鍍CBN砂輪磨削對(duì)FGH96材料表面完整性各指標(biāo)的影響規(guī)律,以及砂輪形貌的變化和磨損狀態(tài)。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行了實(shí)際的仿形砂輪磨削,為電鍍CBN砂輪磨削工藝在鎳基高溫合金FGH96上的精密磨削加工應(yīng)用提供了重要的實(shí)驗(yàn)參考,并為實(shí)際工程應(yīng)用提供了借鑒和理論指導(dǎo)。研究?jī)?nèi)容和成果對(duì)新型號(hào)渦輪盤(pán)零件的快速研制具有重要意義。本課題來(lái)源于國(guó)家科技重大專項(xiàng)“大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵零部件試制國(guó)產(chǎn)成套裝備應(yīng)用示范線(2018ZX04005001)”。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1高溫合金及其加工技術(shù)高溫合金稱耐熱合金或熱強(qiáng)合金,是20世紀(jì)40年代發(fā)展起來(lái)的一種新型航空合金材料[8]。高溫合金是一種多組元合金,根據(jù)成分和生產(chǎn)工藝的不同,主要分為鐵基合金、鎳基高溫合金和鈷基高溫合金三大類,高溫合金性能優(yōu)良,主要表現(xiàn)有熱穩(wěn)定性能高、熱強(qiáng)性能好、高溫疲勞性能好等,可以在高溫氧化、復(fù)雜交變載荷和燃?xì)飧g等惡劣條件下長(zhǎng)期可靠地工作[9],因此被廣泛應(yīng)用于航空、航天、船舶、核工業(yè)、動(dòng)力及石油化工等行業(yè)中。隨著材料制造技術(shù)的發(fā)展,高溫合金在航空核心零部件中的使用占比越來(lái)越高,如圖1.3所示。據(jù)統(tǒng)計(jì),現(xiàn)代航空工業(yè)中,高溫合金材料的用量占比超過(guò)50%,是制造發(fā)動(dòng)機(jī)高溫零件的關(guān)鍵材料[10]。圖1.3飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)中材料占比的演變[10]Fig.1.3Evolutionofmaterialproportioninaircraftengines國(guó)外粉末高溫合金發(fā)展自上個(gè)世紀(jì)60年代,主要生產(chǎn)地有歐美和俄羅斯。歐美國(guó)家的粉末高溫合金發(fā)展至今已歷經(jīng)了3代,第一代以René95為代表,第二代以René88DT為代表,再到現(xiàn)在以René104(ME3)為代表的第3代粉末高溫合金。歐
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于疲勞-蠕變載荷等效轉(zhuǎn)換的渦輪盤(pán)載荷譜編制及壽命預(yù)測(cè)[J]. 肖陽(yáng),徐可君,秦海勤,賈明明. 推進(jìn)技術(shù). 2020(10)
[2]機(jī)械加工表面完整性影響試件疲勞性能的研究現(xiàn)狀[J]. 徐汝鋒,周永鑫,楊慎亮,李勛,王海寧. 航空制造技術(shù). 2019(14)
[3]粉末冶金FGH96鎳基高溫合金的蠕變-疲勞交互行為[J]. 聶瀟乾,張成成,王潤(rùn)梓,張顯程,涂善東. 機(jī)械工程材料. 2019(06)
[4]表面完整性對(duì)FGH96粉末合金高溫低循環(huán)疲勞性能的影響研究[J]. 王欣,陳星,王曉峰,宋穎剛,湯智慧,鄒金文. 稀有金屬材料與工程. 2019(01)
[5]粉末冶金高溫合金研究及發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 胡連喜,馮小云. 粉末冶金工業(yè). 2018(04)
[6]電鍍砂輪磨損對(duì)GH4169磨削表面完整性的影響[J]. 馬爽,李勛,蘇帥. 航空制造技術(shù). 2017(Z1)
[7]渦輪盤(pán)榫槽線切割加工工藝研究[J]. 蒲一民. 航天制造技術(shù). 2016(02)
[8]鎳基高溫合金核心技術(shù)發(fā)展[J]. 鄭玉榮,吳新年,王曉民. 中國(guó)材料進(jìn)展. 2015(03)
[9]淺談航空發(fā)動(dòng)機(jī)整體葉輪的加工方法[J]. 王宏睿. 機(jī)械管理開(kāi)發(fā). 2013(02)
[10]鎳基高溫合金GH4169磨削參數(shù)對(duì)表面完整性影響[J]. 黃新春,張定華,姚倡鋒,任敬心. 航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2013(03)
碩士論文
[1]電火花線切割多次切割拐角工藝參數(shù)研究[D]. 張禹.太原理工大學(xué) 2019
[2]CBN高速點(diǎn)磨削砂輪磨削性能的研究[D]. 崔權(quán).東北大學(xué) 2013
[3]燃?xì)廨啓C(jī)輪盤(pán)材料切削性能和榫槽拉削工藝研究[D]. 李明超.上海交通大學(xué) 2013
[4]鎳基高溫合金高效磨削砂輪磨損研究[D]. 李峰.南京航空航天大學(xué) 2012
[5]CBN砂輪高速磨削鎳基高溫合金實(shí)驗(yàn)研究[D]. 徐鵬.南京航空航天大學(xué) 2011
[6]鎳基高溫合金真空感應(yīng)熔煉脫氮工藝及機(jī)理的研究[D]. 王飛.沈陽(yáng)大學(xué) 2007
本文編號(hào):3228822
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