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TC4钛合金螺丝的性能与加工工艺简述
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TC4钛合金螺丝的性能与加工工艺简述

发布时间 :2023-02-08 05:50:50 浏览次数 :

TC4是国内航空航天紧固件领域使用最为广泛的钛合金牌号。由于我国钛合金紧固件研发及制造起步较晚,工艺成熟度还相对较低。紧固件制造过程中的质量控制至关重要,结合生产实际,综合分析了 TC4螺栓成形过程中常见典型缺陷及形成原因,针对不同的缺陷制定了相应的预防措施,为钛合金螺丝工艺优化提供支持,促进TC4钛合金紧固件整体质量的提升。

钛合金螺丝

钛合金紧固件制造工艺一般包括:常见成形工艺如镦制、碾杆、缩径及滚螺纹等,热处理如退火、固溶及时效等,表面处理有阳极氧化、M0S2涂层、喷涂铝等)TC4相当于国外的T3-6A1-4V,是航空航天紧固件领域应用最为广泛的钛合金材料牌号,产品类型主要包括各种头型的螺栓、螺钉以及少量螺母。本文简要介绍了 TC4螺栓在制造过程中存在的常见典型缺陷及成因,并提出了相应的预防措施。

1、 TC4材料特性

TC4是一种中等强度的α+β型双相钛合金,含有6%的!相稳定元素A1和4%的β相稳定元素V。该牌号具有优异的综合性能,长时间工作温度可达400℃,在航空航天领域得到了广泛应用)在室温下退火态TC4显微组织为大量的α(hep )相+少量的β(bcc )相)滑移系的多少是影响金属塑性好坏的重要因素 , α相为密排六方结构,其滑移系只有3个,β相为体心立方结构,其滑移系为12个,由于!相滑移系较少,导致其冷变形能力较差;TC4导热性差、化学活性高,弹性模量小,加工硬化严重,刀具寿命短、加工效率较低;磨削时易产生烧伤、变形等缺陷。TC4相变温度通常为(970-1010)℃,由于淬透性较差,螺栓加工尺寸通常在19mm以下。

2 、TC4钛合金螺栓通用加工工艺

TC4钛合金螺栓常见加工工艺为:下料一热镦(温镦)一喷砂一热处理(固溶+时效)一精车一滚圆角(头下R)—滚丝一无损探伤一表面处理。为了保证头部金属流线的连续性,提升螺栓的疲劳性能,头部成形时常采用热镦(或温镦)方式;精车目的是去除热处理过程中产生的表面污染层和提高螺纹加工部位表面光洁度;精车后在头、杆结合部位需要滚圆角强化,提升头、杆结合处强度,避免在使用过程中岀现掉头现象;螺纹通常采用一次滚压成形;螺栓最终性能可达到抗拉强度≥1100MPa,剪切强度≥670MPa。

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