飛機和航天器用緊固件-恒豐鉚釘
螺釘、螺栓、鉚釘等緊固件是許多產業使用的、便于安裝和拆卸的緊固用機械零件,用途十分廣泛,從鐘表、手機等小型產品到住宅、大廈等建筑物,在組裝時都要用到緊固件。所以緊固件是所有產業的基本的、通用的零件。因此,緊固件市場情況受到汽車、機械、建筑等使用螺釘、螺栓產業變化的很大影響,同時也是這些產業生產狀況的反映。
恒豐鉚釘產品包括開口型抽芯鉚釘、封閉型抽芯鉚釘,鼓型鉚釘,拉絲鉚釘,防水型燈籠鉚釘、鉚接工具(氣動鉚槍)及相關緊固件,尤其專注于不銹鋼系列鉚釘的研究、開發、規?;a,產品廣泛應用于集裝箱、高速列車、船舶、電梯、通訊電子、電器箱柜、家電、食品機械等行業,深受國內外客戶一致好評。
一、飛機螺栓制造的特點
飛機螺栓制造的特點在于按照標準進行嚴格的制造和質量管理。例如日本的飛機制造除了在采購方面遵守MILNAS等通用標準,各機身制造廠和發動機制造廠還獨自制定了有關標準,對使用材料、制造方法和試驗評價方法進行了細致的規定。特別是在質量管理方面,對重要的熱處理、表面處理、無損檢驗等特殊工序的技術要求和作業方法,在標準中作了嚴密規定,并且要經過航空公司和NADCAP認證。
在材料方面,要符合AMS和MIL等材料標準的規定。這些標準中除了對材料的化學成分和制造方法做了規定,還對與材料特征有關的熱處理后的力學性能做了規定。有些航空公司將有關機身要求一直規定到飛機制造廠。不論開發出多么優良的材料,并經過長時間的反復實驗和驗證,如不經過這些標準的認定是不能夠采用的。特別是對于螺栓,十分重視其高可靠性,所以足夠的使用實績非常重要。由于按照標準對飛機螺栓進行嚴格管理,所以與一般制造業用螺栓相比,飛機螺栓制造的自由度很小,螺栓的變化也小。
二、飛機螺栓用材
1、低合金鋼
Ni-Cr-Mo鋼等低合金鋼,很早就用于機身要求高強度的部位,代表性的鋼種有8740鋼和4340鋼。Ni-Cr-Mo鋼的抗拉強度范圍很大從125ksi到180ksi,可用于機身的各個部位。為適應機身輕量化的需求,隨著材料和熱處理技術的發展,制造出4330M、H-11、300M等抗拉強度從220ksi到260ksi的超高強度螺栓,但由于考慮到氫脆問題,多用于銷釘等剪切應力狀態的緊固。為防止這類低合金螺栓的銹蝕,必須進行表面處理,最常用的是鍍鎘。
2、耐蝕及耐熱鋼
耐蝕性螺栓一部分用300系、400系不銹鋼制造,更多的是用析出硬化型不銹鋼制造。使用的析出硬化型不銹鋼有17-4PH,對用于強韌性要求更高部位的螺栓則使用PH13-8Mo。
具有良好的耐蝕及耐熱性螺栓使用奧氏體耐熱鋼A286制造,用途很廣。A286根據固溶溫度的不同,可得到130ksi和140ksi兩個強度級別。在加工制造螺栓時,通過冷加工和時效處理產生加工硬化,可以使螺栓強度進一步提高。利用加工硬化性,對160ksi和200ksi高強度鋼進行拔絲,可以得到不同強度要求、不同用途的螺栓。加工硬化提高螺栓強度的氫脆危險性較小。由于奧氏體耐熱鋼是鐵基合金,所以材料成本較低,今后用這類材料制造高強度螺栓的情況會有所增加。
耐蝕及耐熱性螺栓用材,除了奧氏體耐熱鋼,還有Co基超合金MP35N。MP35N的常溫強度為260ksi,并具有良好的疲勞強度、韌性和耐蝕性。MP35N螺栓雖然用量很少,但都用于條件惡劣的部位。
3、超耐熱合金
飛機發動機的高溫環境中使用的螺栓是超耐熱合金螺栓。螺栓用材以Ni基超合金為主,主要有Waspaloy和Inconel718,其中Inconel718使用最多。Inconel718的通常使用強度是185ksi,通過固溶和時效使強度可以達到。Inconel718與上述的A286一樣,基體是奧氏體,通過冷加工和時效處理可提高強度。近年來采用了拔絲后強度達到220ksi的Inconel718制造超耐熱合金螺栓。過去高溫強度良好的耐高溫螺栓主要用于飛機發動機,現在將其作為高強度螺栓,在飛機機體的用量也有所增加。
Co基超合金MP159是對MP35N進行改進提高耐熱性的材料,常溫強度為260ksi,具有高疲勞強度和韌性,并且抗高溫松弛能力強,MP159螺栓常用于工作條件苛刻的發動機。MP159經拔絲也具有加工硬化性,并在螺栓中得到利用。MP159和Waspaloy等含Co量很多的材料具有非常優良的性能,但材料成本很高,并且存在加工性不良的問題。
4、Ti合金
Ti合金比強度高,耐蝕性、耐熱性也好,廣泛用于飛機發動機和機身的各個部位。盡管Ti合金材料成本高、加工性也不好,但為實現要求機動性好的軍用飛機和要求提高燃料效率的民用飛機的輕量化,Ti合金的應用在不斷擴大。特別是近年來加快了復合材料在機身上的應用中,由于Ti合金具有良好的防止電化學腐蝕的特性,其應用率進一步提高。
用于制造螺栓的Ti合金主要是α-β合金的Ti-6Al-4V,經固溶時效處理,使用強度可達160ksi。其它的螺栓材料有強度比Ti-6Al-4V稍高的Ti-6Al-6V-2Sn和日本開發的熱加工性良好的SP-700等α-β合金,但用量很少。目前飛機機身制造廠為實現機身的輕量化,迫切需要強度超過Ti-6Al-4V的高強度Ti合金螺栓。由于兼有良好的成型性和疲勞強度是很困難的,所以目前這種螺栓的材料尚未開發出來。
三、航天器用螺栓
飛機螺栓制造廠以其高超的技術、穩定的產品質量和高度的誠信贏得客戶的好評,因此生產的螺栓產品也大量供給航天產業使用。航天器用螺栓由于用途不同,形狀各異,很少使用飛機的標準螺栓,但螺栓材料大部分是飛機螺栓標準規定的材料。為提高發射航天器的推進力,對航天器提出了輕量化的要求,在這種情況下,采用了大量的Ti合金螺栓。此外,由于超耐熱合金Waspaloy和Inconel718飛機螺栓具有良好的應用實績,所以這些材料制造的螺栓也用于處于高溫條件下的火箭發動機。人造衛星在地面和在軌道上是處于兩個完全不同的環境,在軌道上處于真空的無重力狀態,沒有大的外力作用。但在發射過程的大氣層內必須具有耐蝕性,另外,衛星本身也要求小型化和輕量化,所以多使用比強度高的Ti-6Al-4V螺栓。此外,由于衛星攜帶許多精密的電子儀器,因此非磁性的奧氏體不銹鋼螺栓和A286螺栓的用量也不少。
恒豐鉚釘20多年專注不銹鋼抽芯鉚釘的研發與制造,并且嚴格執行ISO/TS16949:2009汽車質量管理認證體系,榮獲國家8項實用新型專利證書,同時可按照德標DIN,美標IFI,國標GB,國際標準ISO生產各種不銹鋼拉釘,可按客戶要求定制。歡迎各位客戶前來選購!
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