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怎樣克服鋁合金殼體零件內壁出現裂紋難題?答案全在這里
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  • 日期 : 2019-09-19
  2A12鋁合金殼體零件熱處理后進行內表面數控加工后,經檢查發現零件內表面出現縱向裂紋缺陷。 該鋁合金是一種可進行熱處理的強化鋁合金,經人工時效、自然時效或者固溶熱處理后其強度較高。它具有良好的機械加工性能和塑性成型能力,因可以獲得不同類型的鋁合金制品,所以在航空航天和其他行業結構件中得到廣泛應用。
  通過對合金殼體零件內表面裂紋宏觀、微觀特征及零件加工過程進行分析,最終找出失效原因,提出改進措施。
  通過對故障件斷口進行化學成分分析,各元素含量符合相關標準要求,因此排除原材料混料導致零件內表面開裂的可能。
  故障件低倍腐蝕試驗結果排除原材料由于嚴重冶金缺陷導致零件內表面開裂的可能。
  針對該殼體零件內壁出現裂紋缺陷的問題,對其加工工藝流程進行了詳盡的分析。2A12鋁合金殼體零件的原來加工工藝為:下料→車中心孔(Ф65)→熱處理(淬火+ 自然失效)→車內孔(Ф140)→出現故障。熱處理前零件壁厚達到 92.5mm。
  對經熱處理(淬火+自然失效)故障件進行金相分析,結果表明,殼體零件內壁出現裂紋的原因是由于管壁過厚,熱處理不夠充分。
  根據鋁合金殼體零件原材料實際情況進一步優化熱處理工藝,淬火+人工時效熱處理。井式爐加熱至495±5℃,保溫180~210min,水冷。其顯微組織未發現過燒,強化相沿晶界聚集現象明顯改善。由此證明零件內表面起裂部位是由熱處理不充分所造成的。
  對故障件加工工藝進行分析得出,當加工至熱處理不充分部位,再保持以往切削速度和切削量,刀尖部位產生應力集中作用于晶界強化相聚集處,導致裂紋沿強化相帶狀分布方向迅速擴展。
  鋁合金殼體內壁在調質熱處理進行機械加工中內表面出現軸向裂紋。對裂紋進行掃描電鏡分析,結合零件加工路線圖,結果表明裂紋形成的原因是零件中心部位熱處理不充分,機加過程中切削速度和切削量過大造成的。
  為了避免鋁合金殼體零件在加工過程中出現內壁裂紋缺陷,建議在加工工藝規程中熱處理之前中心孔加工尺寸加大,熱處理過程中,加快零件的冷卻速度,促使組織轉變完全。
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