抽芯铆钉钉体镦锻技术研究

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1、抽芯铆钉钉体镦锻技术研究ResearchonUpsettingTechnologyofBlindRivetsSet妻篓袤篙墨鬟栗燃篓主霎朱成祥庄宝潼刘风雷数字化制造技术航空科技重点实验室一一一1【摘要】研究了用于抽芯铆钉钉体的材料cP-Ti的再结晶温度以及基于该材料的抽芯铆钉钉体的镦锻工艺。结果表明：当加热温度在550～800℃时，随着加热温度的升高，CP．Ti显微组织发生回复、再结晶、晶粒长大，结合不同温度下的材料组织变化，通过金相法和显微硬度法确定CP．Ti的再结晶温度为6509C；根据材料特点以及钉体强度要

2、求，采用温镦工艺成形钉体，当加热温度为400qC时，镦锻出的钉体头部成形良好，杆部强度达到设计要求。关键词：再结晶硬度检测金相分析温镦【ABSTRACT】晰mtheheatingtemperatureincreas-ingfrom550。Cto800℃，CP-Timicro-structuregeneratedthephenomenonofrecovery,recrystallizationandgraingrowth．Withthestudyoforganizationalmaterialchangeatdif

3、ferenttemperatures，therecrystallizationtemperatureofdrawingCP—Tiisidentifiedas650℃byopticalandMi—cro-hardnessmethod．Dependingonthematerialcharacter-isticsandstrengthrequirements，therivetsbodyismoldedbyusingwarmupsetting．Whentheheatingtemperatureis400℃，theupse

4、ttingheadoftherivetsbodyshapedwell，andtheshankstrengthreachedHV230．Keywords：RecrystamzafionHardnesstestingMe-taaographieanabrsjsWarmupset哑DoI：lO．16080／j．issnl671-833x．2015．21．096随着多种新型飞机的研制，在不开敞部位的连接结构大量采用了钛合金拉拔抽钉，以满足现代飞机设计的减重要求lI】。钛合金拉拔抽钉具有较高的设计强度，而在制造过程中为满足

5、拉拔抽钉钉体的较高抗剪强度，需对其材料CP—Ti进行特殊的处理，由此才能满足相应的强度要求吲。CP-Ti通常具有两种材料状态，即退火态和拉拔态。退火态CP—Ti硬度较低，并且难以通过后续热处理对材料进行强化，所以该状态下材料难以满足钉体强度要求。拉拔态CP—Ti相对于退火态CP—Ti具有更高的强度，镦锻成形后可以得到满足强度要求的钉体。但由于拉拔态CP—Ti本身存在较高的加工应力，且在镦锻中存96航空翻造技术·2015年第21期在着较严重的加工硬化现象，常温镦锻无法满足钉体头部成形的塑性要求。为解决钛合金抽芯铆钉

6、钉体镦锻问题，本文通过试验研究拉拔态CP—Ti在不同温度下的组织性能变化，探究其再结晶温度及其性能；并研究了该材料强度与温度变化的关系，基于此，选择出合适的镦锻温度，保证钉体强度满足要求，镦锻工艺合理。1试验1．1试验钉体材料为满足设计的强度要求，钉体杆部要求的显微硬度大于HV200，这种材料需通过变形强化才能达到这种强度要求，对提供的材料通过HXD—1000TMC／LCD型显微硬度检测，CP—Ti的显微硬度为HV240左右，可以满足该硬度要求，其成分如表1所示。表1CP—Ti化学成分(质量分数)听0140014

7、00021012}00041钉体原材料经熔炼一开坯一锻造一轧制一拉丝工艺，显微组织如图1所示，为JENAPHO，I'2000光学显微镜下放大200和500倍观察到的微观组织形貌。由图可知，该组织为典型的单相掩拔态组织．一i『攀I』。_，：ij薹攀誉蓑爹薯≯卜l≥誊1．：、’圈1钉体原材料金相组织照片Fig．1Metallographicstructureofdvetsetmaterials1．2再结晶试验由于CP—Ti的相变点在882．5℃131,其再结晶温度在该温度以下某一温度点。鉴于此，将试样分别加热至550

8、qC、600℃、650℃、700cC、750℃、800cc，保温20min，然后水冷。热处理设备为真空淬火炉。采用水冷目的是为了将高温下的组织大小保留至室温，防止缓慢冷却造成组织长大。热镦锻即基于此原理，即镦锻过程中，在加热后，待试样还未冷却即快速锻打，使材料在高温下的组织状态发生塑性变形。热处理的试样经镶样一粗磨一精磨一抛光一侵蚀后，用JENAPHO他000光学显微镜观