邊條翼調質變形控制方法
2023-06-04 19:52:16 1
專利名稱：邊條翼調質變形控制方法
技術領域：
本發明涉及薄鋼板調質變形的控制方法，特別是一種設置在固體發動 機殼體外圍的邊條翼的調質變形控制方法。
背景技術：
邊條翼是安裝在固體發動機殼體外圍的穩定翼，每臺固體發動機殼體 裝配四件邊條翼。在固體火箭的升空、飛行等過程中起到穩定固體火箭發 動機彈體飛行姿態的作用。高精度設計要求是該零件的特點。其加工精度 影響到飛行軌跡，至最後的命中精度。
對邊條翼的材料選用上，往往採用與固體火箭發動機燃燒室殼體相同
的材料。目前，在此領域中材料多為30CrMnSiA或D406A(30Si2MnCrMoVE)， 最終熱處理狀態為調質。
每塊邊條翼多為長方形薄板。長度超過2000mm，寬度不到長度的十分 之一，厚度約5mm。邊條翼機械加工精度高。熱處理調質工序安排在粗加工 之前。粗加工工序的加工餘量主要用以消除熱處理的形變。粗加工餘量越 多，機械加工應力越大，零件變形越大，對精加工不利，致使尺寸精度無 法達到設計要求，特別是對邊條翼整體長度的直線度要求在0.05mm以內。 控制熱處理過程中的變形成為邊條翼整個機械加工過程的關鍵。
按現有的方法，採用將單件零件垂懸的方式調質，易產生翹曲變形， 直線度(2000mm)超過20mm，並且零件的硬度不均勻。採用多件重疊捆綁 的方式調質，越靠近外圍零件的變形越大，八件中僅有一件合格。其餘均 不能夠滿足直線度2mm以內的變形要求。
調質後的30CrMnSiA或D406A (30Si2MnCrMoVE)材料塑性、強度好， 30CrMnSiA材料的抗拉強度大於1079MPa ，屈服強度大於880MPa。 D406A (30Si2MnCrMoVE)材料的抗拉強度大於1700MPa，屈服強度大於1600MPa。兩種材料的屈強比高，抗變形力較好。淬火、回火處理後無法通過液壓機
進行校正。由於邊條翼長度超過2m，採用回火壓平法時直線度(2000mm) 可以達到4mm 6mm，但是無法達到2mm以內的變形要求。故對熱處理後變 形量較大的邊條翼的處理變得比較困難。
發明內容
本發明的目的是提供一種簡單有效、能防止邊條翼板料在熱處理過程 中變形的控制方法，從而解決尺寸較大薄壁板料零件在熱處理過程的形變 問題。
本發明的目的由以下技術方案來實現
本發明擬採用焊接方式約束熱處理過程的形變，熱處理過程中可自動 消除約束力，熱處理後拆除其約束，其零件可達到高的直線度等形位公差 要求。
具體方案包括以下工序下料一校形一銑削一鉗一退火一調質一機械 加工，獨特之處在於在調質前將四塊邊條翼組焊成橫截面為"口"字形 的長方體盒狀結構，在調質後將其焊接部位打磨，使其四塊邊條翼分開。
所述邊條翼焊接時每隔120mm 150mm進行點焊，點焊長度10mm 20mm，錯位高度誤差《lmm。
所述邊條翼焊接時使用手工氬弧焊，焊絲為H08A，直徑為2. Omm。
所述邊條翼焊接時每兩塊邊條翼之間的間距《lmm。
所述邊條翼焊接部位打磨是採用砂輪機將點焊部位打磨，使其四塊邊 條翼分開。
所述退火工序的溫度為65(TC士1(TC，保溫60min 80min，其後空冷。
所述調質的邊條翼以30CrMnSiA為材料時，淬火溫度900°C±10°C，保 溫30min 50min，油冷，回火溫度480°C 土20。C ，保溫50min 70min，水 冷，最終硬度35HRC 39HRC。
所述需調質處理的邊條翼內外表面塗有三號保護塗料。
4本發明採用的理論依據是薄板加熱、冷卻速度較快，零件淬火冷卻 時各部位冷卻速度不一致造成溫度差，使各部位脹縮不均勻而產生內應力， 也叫熱應力。另外加熱、淬火、冷卻鋼組織依次是奧氏體、珠光體、貝 氏體。在冷卻過程中，各部位冷卻速度不同，產生相變的時間先後不同。 表面溫度低於MS點產生馬氏體轉變時，表面體積增大產生壓應力，心部產 生拉應力。冷卻到室溫，表面產生拉應力，心部受到壓應力，這部分應力 叫組織應力。實際零件的變形是熱應力、組織應力即組織不均引起的附加 應力的綜合作用的結果。內應力引起的翹曲變形是造成零件變形的主導因 素。當將邊條翼組焊後成為一個整體，相互之間限制了零件的翹曲變形。
現有技術一般情況下通過採用預熱和緩慢加熱、採用淬火溫度下限溫 度加熱等方法，由於受到零件性狀的影響，對零件的翹曲變形沒有明顯改
善o
綜上所述，本發明與現有技術相比，明顯具有操作簡單、降低成本、 能有效防止薄板熱處理過程的變形問題。降低了零件選材的厚度和機械加 工的難度。
具體實施例方式
本發明採用經銑削加工後的邊條翼，經組焊後退火，然後進行調質， 最後打磨拆除焊接點，這樣邊條翼的變形可以得到控制，從而達到較高的 形位公差要求。
下面結合實施例對本發明作進一步說明
現以30CrMnSiA為材料、硬度要求HRC35-HRC39、零件長2200mm、厚 度8mm、寬度160mm的邊條翼為例說明本發明具體工藝方法。
邊條翼的工藝過程為下料一校形一銑削一鉗一焊接一退火一調質一 鉗工打磨一機械加工。具體操作如下
(1) 下料2270X165X8 (mm);
(2) 校形去毛刺，翻邊，校平零件，要求平面度不大於2mm;
(3) 銑削裝夾找正零件長邊，銑兩長邊見光，寬度至160mm;
(4) 鉗工在兩端部鑽(l)30mra的孔，兩孔中心距2200mm，用以在熱處理爐中垂直吊掛；
(5) 焊接每四塊邊條翼組焊成長方形盒狀，使用手工氬弧焊，焊絲為 H08A，直徑為2. 0mm。每隔120mm 150mm點焊，點焊長度10mm 20mm，要 求錯位高度誤差不大於lmm，不損傷邊條翼的基體。焊接後零件與零件的間 隙不大於lmm;
(6) 退火650。C土10。C，保溫60min 80min，空冷；
(7) 將零件內外表面塗三號保護塗料，防止零件表面氧化；
(8) 調質以四塊點焊在一起的邊條翼為一組，放入熱處理爐中，放入 量可根據熱處理爐的大小靈活掌握，若體積較大可多放幾組，若體積較小 可少放幾組。淬火溫度900。C土1(TC，保溫30min 50min，油冷。回火溫 度480。C士20。C，保溫50min 70min，水冷。硬度要求35HRC 39HRC;
(9) 使用砂輪機將點焊部位打磨，將四塊邊條翼分開。打磨光滑，不允 許損傷基體；
邊條翼經調質後直線度的檢測結果分別為1.25mm、 1. 65咖、1. 35mm、 1. 65mm。
經實踐證明，採用焊接後調質的方式，其工藝製備過程變得簡潔有效， 能夠達到2000mm內的直線度要求。
權利要求
1.一種設置在固體發動機殼體外圍的邊條翼的調質變形控制方法，包括有調質工序，其特徵在於在調質前將四塊邊條翼組焊成橫截面為「口」字形的長方體盒狀結構，在調質後將其焊接部位打磨，使其四塊邊條翼分開。
2、 根據權利要求1所述的邊條翼調質變形控制方法，其特徵在於所述邊條翼焯接時每隔120mm 150mm進行點焊，點焊長度10mm 20mm，錯位 高度誤差《lmm。
3、 根據權利要求1或2所述的邊條翼調質變形控制方法，其特徵在於-所述邊條翼焊接時使用手工氬弧焊，焊絲為H08A，直徑為2. Omm。
4、 根據權利要求1或2所述的邊條翼調質變形控制方法，其特徵在於 所述邊條翼焊接時每兩塊邊條翼之間的間距《lmm。
5、 根據權利要求1所述的邊條翼調質變形控制方法，其特徵在於所 述邊條翼焊接部位打磨是採用砂輪機將點焊部位打磨，使其四塊邊條翼分 開。
6、 根據權利要求1所述的邊條翼調質變形控制方法，其特徵在於所 述退火工序的溫度為650。C士10。C，保溫60min 80min，其後空冷。
7、 根據權利要求1所述的邊條翼調質變形控制方法，其特徵在於所 述調質的邊條翼以30CrMnSiA為材料時，淬火溫度900°C ± 10°C ，保溫 30min 50min，油冷，回火溫度480°C 士20。C ，保溫50min 70min,水冷， 最終硬度35服C 39服C。
8、 根據權利要求1所述的邊條翼調質變形控制方法，其特徵在於所 述需調質處理的邊條翼內外表面塗有三號保護塗料。
全文摘要
一種設置在固體發動機殼體外圍的邊條翼的調質變形控制方法，具體方案是在調質前將四塊邊條翼組焊成橫截面為「口」字形的長方體盒狀結構，在調質後將其焊接部位打磨，使其四塊邊條翼分開。本發明採用鋼板焊接後調質，可限制零件在熱處理過程中的變形。本發明與現有技術相比，明顯具有變形小、熱處理後不用校形的優點。本發明不僅可以用於邊條翼零件，還可用於尺寸較大、要求較高的薄板熱處理。
文檔編號C21D8/02GK101643827SQ20091006368
公開日2010年2月10日 申請日期2009年8月21日 優先權日2009年8月21日
發明者餘天雄, 初敬生, 曾海蓉, 鄧德聖, 高建國 申請人:國營江北機械廠