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瓦尔特:破解钛合金加工难题 研发起落架制造新工艺——为每一次平稳到达

2017年09月19日09:59
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        起飞、着陆、滑行……起落架装置作为唯一一种支撑整架飞机的部件,其技术水平和可靠度直接关系到飞机的整体性能和使用安全。我国唯一的飞机起落架专业制造商是中航飞机起落架公司(简称“中航起落架”),它拥有国家级飞机起落架工程技术中心,主要从事军民用飞机起落架系统、飞行器着陆装置及液压附件的研发制造,国际民用飞机起落架及附件的转包生产和飞机起落架的修理等。历经50余年创新发展,公司建立起了能满足现代飞机起落架研制和批生产的生产线,具有国内最强的飞机起落架制造能力和国内先进水平的液压技术优势,还拥有符合国军标,波音公司、梅西埃-道蒂公司工艺标准和俄罗斯航空标准的飞机起落架制造工艺和研制生产设施。日益强大的实力让其颇受瞩目。


      起落架装置是飞行器重要的具有承力兼操纵性的部件,它吸收和耗散飞机在着陆及滑行过程中与地面形成的冲击能量。随着航空技术的不断发展和客户需求的不断提高,起落架产品也不断升级换代。为满足飞机长寿命、高可靠性的要求,越来越多的新标准、新工艺、新材料被应用;其中,钛合金凭借优异的综合力学性能、密度小、抗腐蚀性强等特点,成为起落架的理想制造材料。但同时,钛合金的硬度高、耐磨性高等特点也给加工带来了极大的挑战,尤其是切削刀具,因钛合金的切削性能差而导致刀具磨损快等加工难题频繁出现,严重影响了加工精度和效率。作为行业领军企业的中航起落架公司也曾被这个难题深深困扰。


      面对挑战


      钛合金的加工究竟难在哪里?我们可以根据两张图表(见表1和表2)作出总结:一,钛合金的弹性模数低,约为钢的1/2,对于去除后的表面易反弹,易与刀具后刀面间产生强烈摩擦;二,塑性低、硬度高,切屑与前刀面接触面积小,刀尖切削应力大,刀尖和切削刃极易磨损,通常切削速度为30m/min 左右;三,化学活性大,在高温状态时,钛和空气中的大部分成分产生强烈的化学反应,特别是与氧气和氮气,产生间隙固溶体,生成硬度很高的硬质层,对刀具有强烈的磨损作用;四,亲和性大,由于切屑与刀面之间的强烈摩擦,在高的切削温度及高的切削压力的作用下,刀具材料和工件材料中的钛元素相互亲和,产生咬合、粘刀,刀具易产生粘结磨损。


      表1 钛合金的物理性能

 

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