一种珩磨管的加工工艺

摘要

本发明涉及航空航天及压力机械等领域中一种珩磨管的加工工艺，尤其是抗拉强度不低于1140Mpa、屈服强度不低于1030Mpa、伸长率不低于16％、延伸率不低于38％，且对珩磨管加工精度要求较高的珩磨管的加工工艺。采用的加工工艺是选用合适尺寸的TC4钛合金棒材，通过开坯、自由锻及热处理工艺，矫直、打深孔、珩磨、车外圆抛光等步骤完成规定尺寸及要求的珩磨管的加工过程，加工过程简单高效且成本低廉，满足了我国航空航天、压力机械等领域中对对高性能珩磨管的使用要求。

权利要求

1.一种珩磨管的加工工艺，其特征在于，珩磨管的加工工艺步骤为：a)选料：选用符合国家标准的合适尺寸的TC4钛合金棒材作为加工珩磨管的原料棒材；

b)开坯、自由锻及热处理工艺：对原料棒材采用开坯、自由锻及热处理工艺进行加工；

c)矫直：对处理后的原料棒材进行锻锤矫直；

d)打深孔：在原料棒材上打出合适尺寸的通孔后制成管材；

e)珩磨：采用珩磨油石对管材的通孔进行珩磨加工，使得管材的通孔满足珩磨管所要求的尺寸及加工精度要求；

f)车外圆刨光：采用车床对管材的外壁及端面进行车加工及刨光，使得管材的外径达到珩磨管要求的尺寸及加工精度要求，完成珩磨管的制作；

其中，加工工艺步骤b)中原料棒材的热处理工艺为固溶处理加时效处理，具体工艺为：原料棒材的固溶处理工艺为：同溶处理温度为905-965℃，固溶处理时间为

20-120min，冷却方式为水冷；

原料棒材的时效处理工艺为：时效处理温度为485-590℃，时效处理时间为2-8h，冷却方式为出炉空冷；

其中根据原料棒材外径尺寸的大小，固溶处理及时效处理的温度及时间在上述温度及时间区间范围内作相应上下浮动调整。

2.根据权利要求1所述珩磨管的加工工艺，其特征在于，珩磨管的加工工艺步骤b)中原料棒材的热处理工艺为固溶处理加时效处理，具体工艺为：其中原料棒材的固溶处理工艺为：固溶处理温度为935-965℃，固溶处理时间为

30-60min，冷却方式为水冷；

其中原料棒材的时效处理工艺为：时效处理温度为540-560℃，时效处理时间为3-5h，冷却方式为出炉空冷；

其中根据原料棒材外径尺寸的大小，固溶处理及时效处理的温度及时间在上述温度及时间区间范围内作相应上下浮动调整。

3.根据权利要求1所述珩磨管的加工工艺，其特征在于，在珩磨管的加工工艺步骤f)中，先校正管材的中心孔线，采用车床特制工装同心顶锤确定内孔的中心线，经测量无偏差后顶住管材的两端后再实施车加工及刨光。

说明书

一种珩磨管的加工工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及一种珩磨管的加工工艺领域，尤其是抗拉强度不低于1140Mpa、屈服强度不低于1030Mpa、伸长率不低于16％、延伸率不低于38％，且对珩磨管加工精度要求较高的珩磨管的加工工艺领域。

背景技术

[0002] 目前在飞机起落架、油缸等航空航天、压力机械等领域中经常用到珩磨管，尤其在飞机起落架等重要零部件中所使用的珩磨管的机械性能及内孔精度等要求较为严格，其中部分珩磨管要求为：抗拉强度不低于1140MPa，屈服强度不低于1030MPa，伸长率不低于16％，延伸率不低于38％，且对珩磨管加工精度要求较高。常规制造方法是将普通钛、钢等棒材或管材采用拉拔法等机械加工方法加工成要求的外形尺寸管材后，再使用高压水或者人造金刚石刀切割的方法对管材的内孔进行加工后制成珩磨管，但制造的珩磨管根本无法同时达到上述珩磨管的机械性能及加工精度要求，只能满足一般的使用用途，无法满足我国航空航天、压力机械等技术领域的使用要求。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的是提供一种珩磨管的加工工艺，尤其是抗拉强度不低于1140MPa，屈服强度不低于1030MPa，伸长率不低于16％，延伸率不低于38％，且对珩磨管加工精度要求较高的珩磨管加工工艺。制造工艺简单高效，制造的成品珩磨管的机械性能及加工精度能同时满足上述技术要求，充分满足航空航天等高端使用领域的技术使用要求。

[0004] 本发明为解决上述技术问题，采用的技术方案是：

[0005] 实现珩磨管加工过程的加工工艺步骤为：

[0006] a)选料：选用合适尺寸的金属材质棒材作为制作珩磨管的原料棒材，金属材质棒材可选用TC4钛合金棒材；

[0007] b)开坯、自由锻及热处理工艺：对原料棒采用开坯、自由锻及热处理工艺进行加工，其中的热处理工艺为固溶处理加时效处理，具体工艺如下表：

[0008]

[0009] c)矫直：对处理后的原料棒材进行锻锤矫直；

[0010] d)打深孔：在原料棒材上通过深孔钻床等专用机床打出合适尺寸的通孔后制成管材；

[0011] e)珩磨：采用珩磨油石对管材通孔进行珩磨加工至规定的尺寸，达到对珩磨管内孔的加工精度要求。

[0012] f)车外圆刨光：先校正中心孔线，采用车床特制工装同心顶锤确定内孔的中心线，经测量无偏差后顶住管材的两端，再采用车床对管材的外壁及端面进行车加工及刨光，使得管材的外壁及端面达到珩磨管要求的尺寸及加工精度要求，完成珩磨管的制作。

[0013] 本发明的有益效果：本发明在常规加工工艺基础上，选用TC4钛合金来加工珩磨管，并采用固溶处理加时效处理，打深孔及珩磨等加工工艺，有效满足航空航天等领域对珩磨管的机械性能及加工精度要求，满足了航空航天、压力机械等领域中对珩磨管的使用要求。

[0014] 附图说明：

[0015] 图1珩磨管剖视图

[0016] 图2图1所示珩磨管的左视图

[0017] 图中1.管外壁、2.管内壁；

具体实施方式

[0018] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细描述：

[0019] 图1所示为珩磨管剖视图、图2所示为图1中所示珩磨管的左视图，本发明主要解决珩磨管的加工工艺，尤其是抗拉强度不低于1140MPa，屈服强度不低于1030MPa，伸长率不低于16％，延伸率不低于38％，加工精度要求较高的珩磨管的加工工艺，结合附图说明珩磨管的具体加工工艺步骤如下：

[0020] a)选料：根据珩磨管的外径及长度，可选用合适尺寸的TC4钛合金棒材作为原料棒材，由于钛合金密度小，强度高，高低温性能优异，作为加工珩磨管的原料棒材，能满足珩磨管所要求的机械性能，但限于钛合金的记忆功能等机械性能，选用纯钛或其他钛合金作为原料棒材很难满足珩磨管的双跳动、光洁度等加工精度要求，实践中较少采用钛及钛合金来制作高精度的珩磨管。例如对于抗拉强度不低于1140Mpa、屈服强度不低于1030Mpa、伸长率不低于16％、延伸率不低于38％，且珩磨管内孔管壁粗糙度Ra≤0.2μm、尺寸精度最小可达0.005mm、珩磨管双跳动≤0.05mm的珩磨管，选用纯钛或部分钛合金及其他金属材质很难同时达到上述机械性能及加工精度要求，但经过实验挑选，选用TC4钛合金后采用打深孔、珩磨、车外圆刨光等工艺方法加工的珩磨管能较好地同时满足珩磨管的上述机械性能及加工精度要求，取得良好的使用效果。例如对于外径76mm、内径61.2mm、长度1520mm的珩磨管可选用外径为83mm，长度1700mm的TC4钛合金棒料作为原料棒；

[0021] b)开坯、自由锻及热处理工艺：对原料棒材采用常规的开坯、自由锻及热处理工艺进行加工，其中热处理工艺采用固溶处理加时效处理，原料棒材锻制成合适外径、并切制成合适长度的TC4钛合金圆棒。由于热处理可以使钛合金得到较好的综合力学性能，时效温度越高，时间越长，塑性下降的幅度越大，能满足本发明要求的的热处理工艺见下表：

[0022]

[0023] 通过上述相变过程，使得晶粒得到细化且均匀弥散，使钛合金达到弥散强化的目的。

[0024] 例如对于外径为83mm的TC4钛合金棒料，固熔处理加时效处理的工艺可按下表采用：

[0025]

[0026] 例如对于外径76mm、内径61.2mm、长度1520mm的TC4钛合金珩磨管，可将原料棒材锻制成外径为78mm，切制为长度为1523mm的TC4钛合金圆棒材。经过上述工艺处理的TC4钛合金棒材综合力学性能较好，抗拉强度不低于1140MPa，屈服强度不低于1030MPa，伸长率不低于16％，延伸率不低于38％。

[0027] 固溶处理加时效处理的最佳工艺见下表：

[0028]

[0029] c)矫直：对经开坯、自由锻及热处理工艺处理后的钛合金棒材进行锻锤矫直，使得其能满足后续工序的加工要求，例如平直度要求可不低于1mm/m；

[0030] d)打深孔：采用专用车床在TC4钛合金棒材上打深孔，打出合适尺寸的通孔，加工过程可采用车床改深孔钻镗床或深孔钻数控机床打深孔，钻削过程平稳，排屑流畅，孔的尺寸形状精度和孔壁表面粗糙度均能满意，由于其刚度好，可加大进给量和钻削速度，使生产效率、钻孔质量和经济效益均有所提高，显示了一定的技术优势。例如对于外径76mm、内径61.2mm、长度1520mm的珩磨管，在TC4钛合金棒材上打出的通孔内径为60·5mm；

[0031] e)珩磨：采用珩磨油石对TC4钛合金管材的内孔进行珩磨，使得内孔内径符合珩磨管的尺寸要求，并达到所要求的加工精度；例如对于珩磨管内孔管壁粗糙度Ra≤0.2μm、尺寸精度最小可达0.005mm的珩磨管的加工精度要求；

[0032] f)车外圆刨光：先校正中心孔线，采用车床特制工装同心顶锤确定内孔的中心线，经测量无偏差后顶住管材的两端固定好TC4钛合金管材，再采用车床对TC4管材的外壁及端面进行车加工及刨光，使得管材的外径达到珩磨管要求尺寸，尤其满足部分珩磨管对于双跳动的技术要求，从而完成珩磨管的加工过程。例如对于珩磨管双跳动≤0.05mm的珩磨管的加工。