粉末冶金高溫合金精密磨削加工技術
發(fā)布時間:2021-06-14 02:01
粉末冶金高溫合金FGH96是我國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、抗疲勞和抗裂紋擴展等能力,將廣泛應用于未來航空領域。優(yōu)異的性能使FGH96切削難度大,由于材料使用的特殊性,國內外對其切削性能的研究基本空白。研究其精密磨削加工工藝,對于促進高溫合金材料的發(fā)展和推動我國新型號發(fā)動機的生產(chǎn)具有重要的意義。本文從實際渦輪盤樅樹形榫槽的生產(chǎn)需求出發(fā),通過設計電鍍立方氮化硼(CBN)砂輪,研究了磨削參數(shù)、砂輪磨損對FGH96表面完整性的影響,并進行實際榫槽的磨削加工實驗驗證,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。本文開展了以下幾方面的內容:(1)針對榫槽直徑小的特點,設計了電鍍CBN棒狀砂輪,通過附加高速主軸的方式將普通銑床的轉速升高,以滿足小直徑砂輪對線速度的需求。進行了電鍍CBN砂輪磨削FGH96的表面完整性實驗。通過設計單因素實驗,研究粒度號、轉速、磨削深度、進給速度等磨削參數(shù)對粗糙度、顯微硬度、殘余應力等表面完整性的影響規(guī)律;通過實驗數(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...
【文章來源】:山東理工大學山東省
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
飛機發(fā)動機典型結構
葉盤的分類Fig.1.2Classificationofenginebladedisks
山東理工大學碩士學位論文第一章緒論3差距。因此,本文利用實驗研究與理論分析相結合的方法,研究不同加工參數(shù)下,電鍍CBN砂輪磨削對FGH96材料表面完整性各指標的影響規(guī)律,以及砂輪形貌的變化和磨損狀態(tài)。在此基礎上,進行了實際的仿形砂輪磨削,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用提供了重要的實驗參考,并為實際工程應用提供了借鑒和理論指導。研究內容和成果對新型號渦輪盤零件的快速研制具有重要意義。本課題來源于國家科技重大專項“大涵道比渦扇發(fā)動機關鍵零部件試制國產(chǎn)成套裝備應用示范線(2018ZX04005001)”。1.2國內外研究現(xiàn)狀1.2.1高溫合金及其加工技術高溫合金稱耐熱合金或熱強合金,是20世紀40年代發(fā)展起來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、熱強性能好、高溫疲勞性能好等,可以在高溫氧化、復雜交變載荷和燃氣腐蝕等惡劣條件下長期可靠地工作[9],因此被廣泛應用于航空、航天、船舶、核工業(yè)、動力及石油化工等行業(yè)中。隨著材料制造技術的發(fā)展,高溫合金在航空核心零部件中的使用占比越來越高,如圖1.3所示。據(jù)統(tǒng)計,現(xiàn)代航空工業(yè)中,高溫合金材料的用量占比超過50%,是制造發(fā)動機高溫零件的關鍵材料[10]。圖1.3飛機發(fā)動機中材料占比的演變[10]Fig.1.3Evolutionofmaterialproportioninaircraftengines國外粉末高溫合金發(fā)展自上個世紀60年代,主要生產(chǎn)地有歐美和俄羅斯。歐美國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】:
期刊論文
[1]基于疲勞-蠕變載荷等效轉換的渦輪盤載荷譜編制及壽命預測[J]. 肖陽,徐可君,秦海勤,賈明明. 推進技術. 2020(10)
[2]機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. 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,王潤梓,張顯程,涂善東. 機械工程材料. 2019(06)
[4]表面完整性對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GH4169磨削表面完整性的影響[J]. 馬爽,李勛,蘇帥. 航空制造技術. 2017(Z1)
[7]渦輪盤榫槽線切割加工工藝研究[J]. 蒲一民. 航天制造技術. 2016(02)
[8]鎳基高溫合金核心技術發(fā)展[J]. 鄭玉榮,吳新年,王曉民. 中國材料進展. 2015(03)
[9]淺談航空發(fā)動機整體葉輪的加工方法[J]. 王宏睿. 機械管理開發(fā). 2013(02)
[10]鎳基高溫合金GH4169磨削參數(shù)對表面完整性影響[J]. 黃新春,張定華,姚倡鋒,任敬心. 航空動力學報. 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 2019
[2]CBN高速點磨削砂輪磨削性能的研究[D]. 崔權.東北大學 2013
[3]燃氣輪機輪盤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 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 2012
[5]CBN砂輪高速磨削鎳基高溫合金實驗研究[D]. 徐鵬.南京航空航天大學 2011
[6]鎳基高溫合金真空感應熔煉脫氮工藝及機理的研究[D]. 王飛.沈陽大學 2007
本文編號:3228822
【文章來源】:山東理工大學山東省
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
飛機發(fā)動機典型結構
葉盤的分類Fig.1.2Classificationofenginebladedisks
山東理工大學碩士學位論文第一章緒論3差距。因此,本文利用實驗研究與理論分析相結合的方法,研究不同加工參數(shù)下,電鍍CBN砂輪磨削對FGH96材料表面完整性各指標的影響規(guī)律,以及砂輪形貌的變化和磨損狀態(tài)。在此基礎上,進行了實際的仿形砂輪磨削,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用提供了重要的實驗參考,并為實際工程應用提供了借鑒和理論指導。研究內容和成果對新型號渦輪盤零件的快速研制具有重要意義。本課題來源于國家科技重大專項“大涵道比渦扇發(fā)動機關鍵零部件試制國產(chǎn)成套裝備應用示范線(2018ZX04005001)”。1.2國內外研究現(xiàn)狀1.2.1高溫合金及其加工技術高溫合金稱耐熱合金或熱強合金,是20世紀40年代發(fā)展起來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、熱強性能好、高溫疲勞性能好等,可以在高溫氧化、復雜交變載荷和燃氣腐蝕等惡劣條件下長期可靠地工作[9],因此被廣泛應用于航空、航天、船舶、核工業(yè)、動力及石油化工等行業(yè)中。隨著材料制造技術的發(fā)展,高溫合金在航空核心零部件中的使用占比越來越高,如圖1.3所示。據(jù)統(tǒng)計,現(xiàn)代航空工業(yè)中,高溫合金材料的用量占比超過50%,是制造發(fā)動機高溫零件的關鍵材料[10]。圖1.3飛機發(fā)動機中材料占比的演變[10]Fig.1.3Evolutionofmaterialproportioninaircraftengines國外粉末高溫合金發(fā)展自上個世紀60年代,主要生產(chǎn)地有歐美和俄羅斯。歐美國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】:
期刊論文
[1]基于疲勞-蠕變載荷等效轉換的渦輪盤載荷譜編制及壽命預測[J]. 肖陽,徐可君,秦海勤,賈明明. 推進技術. 2020(10)
[2]機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. 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,王潤梓,張顯程,涂善東. 機械工程材料. 2019(06)
[4]表面完整性對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GH4169磨削表面完整性的影響[J]. 馬爽,李勛,蘇帥. 航空制造技術. 2017(Z1)
[7]渦輪盤榫槽線切割加工工藝研究[J]. 蒲一民. 航天制造技術. 2016(02)
[8]鎳基高溫合金核心技術發(fā)展[J]. 鄭玉榮,吳新年,王曉民. 中國材料進展. 2015(03)
[9]淺談航空發(fā)動機整體葉輪的加工方法[J]. 王宏睿. 機械管理開發(fā). 2013(02)
[10]鎳基高溫合金GH4169磨削參數(shù)對表面完整性影響[J]. 黃新春,張定華,姚倡鋒,任敬心. 航空動力學報. 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 2019
[2]CBN高速點磨削砂輪磨削性能的研究[D]. 崔權.東北大學 2013
[3]燃氣輪機輪盤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 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 2012
[5]CBN砂輪高速磨削鎳基高溫合金實驗研究[D]. 徐鵬.南京航空航天大學 2011
[6]鎳基高溫合金真空感應熔煉脫氮工藝及機理的研究[D]. 王飛.沈陽大學 2007
本文編號:3228822
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