CN109277573B - 一种飞机起落架活塞杆的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于航空制造技术领域，具体涉及一种飞机起落架活塞杆的制作方法，用于制造一种复合材料的飞机起落架活塞杆；本发明的飞机起落架活塞杆的制作方法中，飞机起落架活塞杆的筒壁设计为两种材料的梯度复合结构，通过超高强度钢形成飞机起落架活塞杆的筒壁外层，通过TA15钛合金形成飞机起落架活塞杆的筒壁内层，能够控制活塞杆的尺寸以及减轻活塞杆的重量。
Description
技术领域
本发明属于航空制造技术领域，特别涉及一种飞机起落架活塞杆的制作方法。
背景技术
起落架是飞机上关键受力部件，在起飞和着陆过程中作用无可替代，极大地影响飞机的使用与安全。目前，飞机起落架活塞杆一般采用超高强度钢锻造通过机械加工而成，受制于工艺特点，通常选用一种材料，如A-100或300M超高强度钢。单一材料无法实现构件性能的主动调控，不利于零件的减重。随着现代航空技术的发展，对飞机起落架的空间尺寸控制及减重要求越加严格，传统采用同一种材料设计并制造起落架活塞杆的方式，已逐渐不能满足发展需求。因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供了一种飞机起落架活塞杆的制作方法，以用于制作一种复合材料的飞机起落架活塞杆。
本发明的技术方案是：
一种飞机起落架活塞杆的制作方法，飞机起落架活塞杆的制作方法包括以下步骤：
步骤1，制作芯棒；
步骤2，制作飞机起落架活塞杆外包套管，并将芯棒同轴固定外包套管中；
步骤3，在氩气保护环境下，向外包套管和芯棒之间填充超高强度钢粉末，进行热等静压处理，保温保压预定时间，然后进行冷却；
步骤4，去除芯棒，形成超高强度钢管筒，并对超高强度钢管筒内壁进行加工；
步骤5，制作内包套管，并同轴固定在超高强度钢管筒中；
步骤6，在氩气保护环境下，向内包套管与超高强度钢管筒之间填充钛合金气雾化粉末，进行热等静压处理，保温保压预定时间，然后进行冷却并去除内包套管和外包套管；
步骤7，在温度为900±10℃下保温1h±15min，空气冷至室温后，在600℃±10℃下保温≥16h，空冷至室温。
可选地，步骤2中制作所述外包套管的材料选用低碳钢，所述外包套管的侧壁厚度设置为1.5mm。
可选地，步骤3中的超高强度钢粉末的材料为A-100超高强度钢。
可选地，步骤6中的钛合金气雾化粉末的材料为TA15钛合金。
可选地，起落架活塞杆筒壁外径为
内径为
起落架活塞杆筒壁外侧超高强度钢厚度在2mm～8mm之间，起落架活塞杆筒壁内侧的钛合金厚度为7mm。
可选地，步骤2中制作飞机起落架活塞杆外包套管，包括：
将飞机起落架活塞杆外廓尺寸均匀增加5mm，采用厚度为2mm的低碳钢板材包覆在外廓尺寸均匀增加后的飞机起落架活塞杆上形成外包套管。
可选地，步骤3中的超高强度钢粉末颗粒度为45～250μm，
可选地，步骤3中的热等静压条件为：
温度在1150～1200℃之间、压力在120～150MPa之间，保温保压时间在2～4h之间。
可选地，步骤6中的钛合金气雾化粉末颗粒度为45～250μm，
可选地，步骤6中的热等静压条件为：
温度在900～950℃之间、压力在120～150MPa之间，保温保压时间在2～4h之间。
发明至少存在以下有益技术效果：
本发明的飞机起落架活塞杆的制作方法，通过超高强度钢形成飞机起落架活塞杆的筒壁外层，通过TA15钛合金形成飞机起落架活塞杆的筒壁内层，能够控制活塞杆的尺寸以及减轻活塞杆的重量。
附图说明
图1是本发明的飞机起落架活塞杆示意图；
图2是本发明的飞机起落架活塞杆端面示意图。
其中：
1-筒壁外层；2-筒壁内层。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
下面结合附图1至图2对本发明做进一步详细说明。
本发明提供的飞机起落架活塞杆的制作方法中，飞机起落架活塞杆的筒壁设计为两种材料的梯度复合结构，结构外廓尺寸为1500×360×248mm，筒壁外径为
内径为
飞机起落架活塞杆筒壁内层选用材料为TA15钛合金，厚度为7mm，飞机起落架活塞杆筒壁外层选用材料为A-100超高强度钢，厚度范围为2mm～8mm。
具体地，飞机起落架活塞杆的制作方法包括以下步骤：
步骤1，采用低碳钢制作芯棒，通过机械加工
棒材，表面粗糙度≤R3.2。
步骤2，制作飞机起落架活塞杆外包套管，将飞机起落架活塞杆外廓尺寸均匀增加5mm，采用厚度为2mm的低碳钢板材包覆在外廓尺寸均匀增加后的飞机起落架活塞杆上焊接成外包套管，并将所述芯棒同轴固定外包套管中。
步骤3，在氩气保护环境下，向外包套管和芯棒之间填充A-100超高强度钢粉末，颗粒度为45～250μm，并进行热等静压处理，热等静压条件为：温度在1150～1200℃之间、压力在120～150MPa之间，保温保压时间在2～4h之间，然后进行冷却。
步骤4，通过机械加工的方式去除芯棒，形成超高强度钢管筒作为起落架活塞杆筒壁外层1，并对超高强度钢管筒内壁进行加工，管筒内壁加工到
表面粗糙度≤R3.2，吹砂并去除油污。
步骤5，采用厚度为2mm的低碳钢焊接
柔性内包套管，并将内保套管同轴固定在超高强度钢管筒中。
步骤6，在氩气保护环境下，向内包套管与超高强度钢管筒之间填充TA15钛合金气雾化粉末，TA15钛合金气雾化粉末颗粒度为45～250μm；然后进行热等静压处理，热等静压条件设置为：温度在900～950℃之间、压力在120～150MPa之间，保温保压时间在2～4h之间，形成起落架活塞杆的筒壁内层2，使用内包套管可以使内包套管在高压环境下挤压钛合金气雾化粉末形成部分，提升热等静压效果；然后进行冷却并通过机械加工方式去除内包套管和外包套管。
采用此方法可以实现梯度复合材料起落架活塞杆的制造，充分发挥钛合金和超高强度钢两种材料的性能优势，实现性能在起落架活塞杆上的主动调控，达到零件减重的目的。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种飞机起落架活塞杆的制作方法，其特征在于，所述飞机起落架活塞杆的制作方法包括以下步骤：
步骤1，制作芯棒；
步骤2，制作飞机起落架活塞杆外包套管，并将所述芯棒同轴固定所述外包套管中；
步骤3，在氩气保护环境下，向所述外包套管和芯棒之间填充超高强度钢粉末，进行热等静压处理，保温保压预定时间，然后进行冷却；
步骤4，去除芯棒，形成超高强度钢管筒，并对超高强度钢管筒内壁进行尺寸和粗糙度处理；
步骤5，制作内包套管，并同轴固定在所述超高强度钢管筒中；
步骤6，在氩气保护环境下，向所述内包套管与超高强度钢管筒之间填充钛合金气雾化粉末，进行热等静压处理，保温保压预定时间，然后进行冷却并去除内包套管和外包套管；
步骤7，在温度为900±10℃下保温1h±15min，空气冷却至室温后，在600℃±10℃下保温≥16h，空冷至室温。
2.根据权利要求1所述的飞机起落架活塞杆的制作方法，其特征在于，步骤2中制作所述外包套管的材料选用低碳钢，所述外包套管的侧壁厚度设置为1.5mm。
3.根据权利要求1所述的飞机起落架活塞杆的制作方法，其特征在于，所述步骤3中的超高强度钢粉末的材料为A-100超高强度钢。
4.根据权利要求1所述的飞机起落架活塞杆的制作方法，其特征在于，所述步骤6中的钛合金气雾化粉末的材料为TA15钛合金。
5.根据权利要求1所述的飞机起落架活塞杆的制作方法，其特征在于，所述起落架活塞杆筒壁外径为
内径为
所述起落架活塞杆筒壁外侧超高强度钢厚度在2mm～8mm之间，起落架活塞杆筒壁内侧的钛合金厚度为7mm。
6.根据权利要求1所述的飞机起落架活塞杆的制作方法，其特征在于，所述步骤2中所述制作飞机起落架活塞杆外包套管，包括：
将飞机起落架活塞杆外廓尺寸均匀增加5mm，采用厚度为2mm的低碳钢板材包覆在外廓尺寸均匀增加后的飞机起落架活塞杆上形成外包套管。
7.根据权利要求1所述的飞机起落架活塞杆的制作方法，其特征在于，所述步骤3中的超高强度钢粉末颗粒度为45～250μm。
8.根据权利要求1所述的飞机起落架活塞杆的制作方法，其特征在于，所述步骤3中的热等静压条件为：
温度在1150～1200℃之间、压力在120～150MPa之间，保温保压时间在2～4h之间。
9.根据权利要求1所述的飞机起落架活塞杆的制作方法，其特征在于，所述步骤6中的钛合金气雾化粉末颗粒度为45～250μm。
10.根据权利要求1所述的飞机起落架活塞杆的制作方法，其特征在于，所述步骤6中的热等静压处理条件为：
温度在900～950℃之间、压力在120～150MPa之间，保温保压时间在2～4h之间。
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