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浅析航天航空热处理技术这几年的发展

作者:labcompanion

2022-08-20 08:37:32 来源:本站  浏览量:

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 前言

美国宇航材料规范AMS 2750《高温测量》,现在的相关规范是SAE AMS 2750 G,是航空系统Nadcap认证的依据。现在汽车行业热处理评估也是按照AMS 2750G执行。AMS 2750主要内容涉及:温度、仪表、热处理工艺设备、系统精度校验、炉温均匀性测量、试验炉、记录等。对分类检定、校验办法及频次有明确规定。

 

近年来,航天航空的迅速发展,大大提高了人们出行的便捷性,同时也让人们注意到航空器材的重要性,这关乎到大家的出行保障。航空工业生产各种高强度飞行器,选用各种高强度的新型材料,发展近无余量成形技术、精密和超精密加工技术、柔性加工生产线等精密制造技术。为适应新材料和精密制造技术发展,航空热处理重要发展方向是以AMS2750E/F/G质量标准为指引的精密热处理,实现精密形状和尺寸控制及zhun确组织性能控制。

1、航空热处理这几年的发展

(1)采用的热处理技术。真空热处理正以每年约30%的速度增长。氮基气氛热处理已成为可控气氛的优良选则。可控渗碳已取代传统的滴注式渗碳,约占50%。氢探头或氢分析仪(或氨分析仪)控制渗氮发展迅速,每年新增5~-10套。铝合金用空气多次电炉已得到广泛应用,并已成为铝合金热处理的主要炉型。相关的淬火介质在铝合金淬火中的应用取得了突破,在减少热处理变形和环境污染方面显示出明显的效果。高能束热处理,如激光热处理和离子注入,已在航空工业中得到应用。仪器仪表和计算机广泛应用于过程控制,航空热处理车间开始出现计算机网络,使热处理车间呈现出现代化的氛围。

(2)实施热处理质量控制,在采用热处理技术的同时,重视对传统热处理的技术改造。普通电炉实现了节能、提高炉温均匀性、双偶测温、化,把普通电炉提高了一个档次。实现了对炉温均匀性的检测和管理,提高了质量控制水平。

(3)航空热处理标准化体系更加完善和。以“航空热处理质量控制”为龙头,补充完善了各类航空材料的热处理工艺标准和质量检验标准,建立了一系列热处理工艺材料标准,制定了真空热处理、氮基气氛保护热处理、铝合金电导率测量等新工艺标准。目前航空热处理标准有40多项,形成了完整的体系,并得到了认真执行。

2.质量控制和炉温均匀性检测

(1)质量控制。热处理是通过改变材料的结构来达到机械零件或产品的保障性和可靠性的工艺过程。热疗的特点之一是属于“内科学”。热处理的质量一般需要用零件或炉样的使用仪器来检测。由于检测率和检测部位的限制,对于每一批热处理零件,甚至对于每一个零件,检测都只是个别的、局部的,无论如何都无法做到热处理的检测。检验不能反映整批零件或整个零件的热处理质量。另一个特点是热处理质量影响大,热处理生产投入批量,连续生产。热处理质量问题一旦发生,会对生产和产品造成很大影响。另一方面,热处理对象多为加工半结晶或成品零件,如果热处理质量出现问题,会造成很大损失。更重要的是,在热处理缺陷被遗漏时,容易造成严重的机械事故,造成更大的损失。因此,从质量控制的角度来看,热处理是一个特殊的过程,应采取特殊的措施,实施质量控制,制定特殊的工艺规程和检验规程。热处理的质量控制是指控制零件在整个热处理过程中的所有影响因素。

热处理质量工作全员参与,质量控制贯穿于热处理过程的每一个环节,包括基础条件质量控制、热处理前质量控制、热处理中质量控制、热处理后质量控制,主要包括人员质量控制、设备仪表控制、工艺材料和槽液控制、过程控制、技术文件和资料控制。

实施热处理质量控制,就是要改变过去只靠*终检验的被动检查来质量的传统观念和制度,实行以预防为主、防检结合的主动控制质量模式,把重点转移到质量形成过程的控制上来,把热处理缺陷消除在质量形成过程中。热处理质量控制是一项系统工程,它集目前技术、管理技术和科学方法于一体。

(2)热处理炉的炉温均匀性

为了使热处理零件达到预期的使用性能,在热处理加热过程中,全部零件及零件的所有部位均应处于热处理工艺参数要求的温度范围内,为此,热处理炉应能准确的控制和记录加热温度并使得炉膛中工作区各处的炉温均匀一致。

热处理炉炉膛工作区内各处温度均匀一致的程度一般用“炉温均匀性”(也称保温精度)来示。所谓炉温均匀性,是指炉子在热稳定状态下温度自动记录仪表指示的温度与工作区内各检测点的温度之间zui大温度差。热处理炉根据炉温均匀性分为五类,其技术要求如表1所示。

1 热处理炉按炉温均匀性分类及技术要求

类别

有效加热区炉温均匀性/℃

控温精度/℃

仪表精度等级

记录纸读数/℃·mm-1

不小于

不小于

±3

±1.0

0.25

2

±5

±1.5

0.3

4

±10

±5.0

0.5

5

±15

±8.0

0.5

6

±20

±10.0

0.5

8

 

各种热处理炉根据设计和制造水平都给定一个额定工作区(也称有效加热区〉尺寸,并维持一定的炉温均匀性,为了及时掌握热处理炉炉温均匀性变化情况还应在生产过程中根据炉子情况变化检测炉温均匀性及定期检测炉温均匀性。具有下列条件之一者,均应检测炉温均匀:①新添置的热处理炉正式投产前,或者闲置半年以上重新启用:②经大修或技术改造后;③热处理炉生产对象或工艺变更,需要改变有效加热区尺寸或使用温度范围;④保护气氛类别或使用量发生重大变化:⑤控温或测温热电偶位置改变;⑥发生质量事故,分析认为可能与炉温不均匀有关;⑦定期检测。定期检测周期及温度仪表检测周期如表2所示。

 

2 炉温均匀性和温度仪表检测周期

热处理类别

炉温均匀性

温度仪表

1个月

半年

半年

半年

半年

半年

半年

半年

1年

1年

 

炉温均匀性一般在空载条件下测定,如有必要也可在半载或满载情况测定。测定方法多采用体积法,也可采用截面法、单点法,炉温均匀性测试按HB 5425-89《航空制件热处理炉有效加热区测定方法》进行。炉温均匀性实行挂牌管理,明确标明炉子有效.工作区尺寸和部位、炉子类别、本次和下次检定日期等。在热处理生产过程中,还要按热处理工艺要求把处理的.工件放置到有效工作区内加热,这样才真正达到炉温均匀性检测和管理的目的。

3、热处理技术的突破

热处理是指利用加热或冷却来获得预期的结果。材料在固态下,通过加热、保温和冷却的手段,以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中,热处理的作用逐渐为人们所认识。例如材料的硬化或软化。热处理技术包括退火、表面硬化、析出强化、回火、正火和淬火。现行的标准有GB/T7232-2012、GB/T8121-2002、GB/T9452-2003、GB/Z18718-2002、GB/T22561-2008和AMS2750 E/F/G等,宏展科技研发中心以现行标准为指导,集众多技术科研人员进行研发设计,在前阵子取得突破性的进展,现设备正在调试中,有望在不久将投入市场,为工业试验等领域添砖加瓦。

广东宏展科技有限公司成立于2005年5月4日,总部位于广东省东莞市,设有设计研发中心和生产工厂,生产面积6000多平方米,每年生产约1000台环境试验箱。公司在北京、上海、武汉、成都、重庆、香港设有销售和维修服务中心。有数以万计的客户选择广东宏展科技有限公司的产品,装配在他们的实验室、生产线,通过更合适、更可靠、更有效的方式测试汽车、火车、飞机、卫星、手机等产品。 通过提升质量和可靠性,减少废弃产品和失败产品,让环境实现可持续发展!

 

深度解析高低温低气压试验箱的降温升温过程

在高低温实验中,降温是一个重要环节,是判断一台高低温低气压试验箱性能好坏重要参数,它包括压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器四大组成。压缩机是制冷系统心脏,它吸入低温低压其他,变成高温高压气体,通过冷凝成液体放出热量,再让风机带走热量,所以高低温实验箱下面是热风原因,然后通过节流到为低压液体,其次通过蒸发器称为低温低压气体zui后回到压缩机;制冷剂在蒸发器中吸收热量完成气体化过程而吸收热量,达到制冷目的,完成高低温低气压试验箱降温过程。

在上面我们讲到高低温低气压试验箱如何降温的,下面我们就简单的了解一些高低温低气压试验箱的升温过程。

控制高低温低气压试验箱是否升温关键环节是加温装置。当控制器得到升温指令时会输出电压给,大约3-12伏直流电加在固态继电器上面,它的交流端相当于导线接通,与此同时接触器也吸合,加热器两端有电压使其发热,通过循环风机带动把热量带到试验箱里。

 

因此温度就可以快速达到你设定的值;控制器通过加在固态继电器调节,我们在高低温低气压试验箱看屏幕上加热出力多少来调节发热量;这是在89度以上温度控制,在89度以下温度稳定如何控制呢?高低温低气压试验箱一边通过固态继电器发热出力多少;另一边通过压缩机制冷循环降温以达到动态平衡、温度恒定。

 

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