[发明专利]一种航空航天用TC6钛合金作动筒的渗氮加工方法

权利要求书

1.一种航空航天用TC6钛合金作动筒的渗氮加工方法，其特征在于，所述TC6钛合金作动筒包括作动筒本体、固定轴和盖板，所述渗氮加工方法包括以下步骤：

S10，粗加工作动筒本体、固定轴和盖板，在作动筒本体的端部单边预留20mm，内孔单边预留2mm；

S20，根据步骤S10完成的作动筒本体的端部形状，加工渗氮工装；

S30，擦拭作动筒本体、固定轴、盖板和渗氮工装，并采用无油压缩空气或氮气吹干；

S40，对粗加工后的TC6钛合金作动筒和渗氮工装进行真空去应力退火处理；

S50，半精加工作动筒本体的内孔至小于设计直径0.05mm～0.10mm；

S60，精加工作动筒本体的内孔，将作动筒本体的内孔珩磨至小于设计直径0.04mm～0.02mm，且粗糙度Ra0.4；

S70，对TC6钛合金作动筒进行初次渗氮处理；

S80，在作动筒本体的端面进行单边线切割取样检测；

S90，将作动筒本体的内孔珩磨至设计尺寸；

S100，对TC6钛合金作动筒进行二次渗氮处理；

S110，在作动筒本体的端面进行单边线切割取样检测；

S120，将作动筒本体的外形加工至0.1mm余量；

S130，对经步骤S120加工后的TC6钛合金作动筒及渗氮工装进行真空去应力退火处理；

S140，将作动筒本体的外形加工至设计尺寸；

S150，对作动筒本体进行荧光探伤；以及

S160，检测作动筒本体的内孔尺寸、内孔表面粗糙度以及外形尺寸。

2.根据权利要求1所述的渗氮加工方法，其特征在于，在步骤S10中，作动筒本体包括柱状单孔筒结构、矩形双孔筒结构以及矩形单孔筒结构。

3.根据权利要求1所述的渗氮加工方法，其特征在于，在所述步骤S20中，渗氮工装所采用的材料与作动筒本体的材料相同。

4.根据权利要求1所述的渗氮加工方法，其特征在于，在所述步骤S30中，采用无水乙醇对对作动筒本体的外壁及内孔壁、固定轴的外壁、盖板的外壁和内孔、以及渗氮工装的外壁进行擦拭。

5.根据权利要求1所述的渗氮加工方法，其特征在于，在所述步骤S40中，真空退火处理的步骤包括：

S41、将作动筒本体、固定轴、盖板和渗氮工装放入真空退火炉中；

S42、对真空退火炉进行抽真空处理，真空退火炉抽真空后的真空度不大于5Pa；

S43、对真空退火炉以5～10℃/min的升温速率进行加热，直至加热到800～860℃，停止加热，并保温2～3h；以及

S44、真空炉自然冷却降温，当真空炉的温度降至150℃时，将作动筒本体、固定轴、盖板以及渗氮工装出炉。

6.根据权利要求1所述的渗氮加工方法，其特征在于，在所述步骤S70中，对作动筒本体、固定轴、盖板进行初次渗氮处理的步骤包括：

S71，将作动筒本体、固定轴、盖板以及渗氮工装装入渗氮炉，在作动筒本体的两端分别固定安装渗氮工装，然后放入渗氮炉料盘，并保证作动筒本体、固定轴以及盖板三者中的任意两个渗氮件的相邻最近点的距离不小于100mm；

S72，对渗氮炉充入氨气，并排尽空气，待渗氮炉炉腔充满氨气后，调小氨气充入或排出速率，使炉腔内的氨气在渗氮过程中的浓度保持恒定；

S73，以5～10℃/min为升温速率对渗氮炉进行加热处理，并分三段进行渗氮，其中第一段为保持渗氮炉400±10℃并保温5～6h，第二段为保持渗氮炉650±10℃并保温7～8h，第三段为保持渗氮炉860±10℃并保温27～28h；

S74，在渗氮炉的温度降至小于50℃时停止充入氨气，将作动筒本体、渗氮工装、固定轴和盖板取出，完成渗氮。