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飞机合金材料净形锻造和飞机合金材料铸造工艺

飞机合金材料是可以用传统方法生产的,关于飞机合金材料技术和能力已经很多成功应用案例。飞机合金材料生产可用部件配置的成本。例如,钛合金材料的使用受到原材料成本,从铝或合金材料的3-10倍和加工困难的限制。自20世纪70年代初以来,政府和工业界的研究集中在军用和商用飞机的低成本加工方法上,其中大部分集中在净形加工方法上,消除诸如机加工等昂贵的后处理操作,利用这种方法的工艺包括净模、热模或等温锻造和净形优质铸件。

飞机合金材料

飞机合金材料传统锻造技术通过冲压或锤击技术生产复杂的模锻件,其平均比率约为7:1。更小,更简单的飞机合金材料锻件可以以2:1或以下的B/F比例精密锻件生产,而较大、复杂的锻件有更高的B/F比例,有时高达25-30:1或更高。飞机合金材料后续的加工过程,以达到所需的最终配置可能是非常昂贵的,特别是在钛的情况下,锻造库存可以高达25美元每磅。


飞机合金材料是衡量材料利用率的一个指标。它的定义是购买的材料的平均重量与最终组件重量的比率。3种合金材料材料和工艺,新一代商业运输材料。许多美国空军和工业技术发展项目已经进行,以建立一个接近纯尺寸的热模锻造钛合金材料的技术基础。这些努力导致了一个生产B/F比为3:1或更少的复杂近净钛的技术基础的发展等温锻造虽然广泛应用于喷气发动机零部件,但由于机体零件尺寸较大、形状不均匀等原因,尚未得到广泛应用。此外,由于以下几个原因,该技术似乎不会在下一代飞机中得到广泛应用。

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飞机合金材料建立一个复杂的高温的模具系统是非常昂贵和耗时的,和飞机合金材料交货时间表的第一部分通常不会有时间来实施这一过程。很可能生产运行的时间不够长,不足以摊销模具的成本。飞机合金材料生产运行而设置的时间是不合理的,以及竞争的过程,特别是铸件,将允许更快地生产相同的零件,更接近最终配置,在许多情况下,比任何锻造和机加工的组合生产更具有结构效率的配置。


飞机合金材料净形加工的主要驱动力是加工成本高,特别是钛合金,因为合金材料成本高得多,而且钛比铝或合金材料更难加工。然而,随着先进加工工具、数控技术和创新刀具技术的发展,钛合金材料的加工不再是过去那种高成本的操作。虽然锻件仍将是下一代飞机的主要结构产品形式,但鉴于上述情况,它们很可能将是常规锻件或锻块。


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