航天先进轻合金材料及成形技术研究综述

轻合金是现代航天装备轻量化首选材料,高性能轻合金构件制造能力决定了我国航天装备的功能水平与竞争力。为推动先进轻合金材料及成形技术在航天领域的应用,对高性能轻合金材料、铸造、钣金成形、增材制造等技术领域在基础理论、工艺开发、装备研制、工程应用等方面的发展现状进行了梳理,提出了高强耐热铸造镁合金材料、高性能钛铝合金材料、高性能镁合金熔模精密铸造、数字化铸造、旋压成形、超塑成形、钛/铝合金电弧熔丝增材制造等相关技术的后续发展方向。     

有限元模拟技术在钣金件成形中的应用前景分析

根据航天产品钣金零件生产的现状和特点 ,提出了应用 L S- DYNA3D计算机模拟软件 ,解决钣金零件成形和模具制造过程中存在的问题 ,达到提高生产效率、降低制造成本的目的。     

钛合金旋压技术在国内航天领域的应用及发展

综述了国内钛合金在旋压成形和理论研究领域的成果和水平,重点结合航天领域钛合金旋压需轻量精密化的特点,探讨了影响航天制件钛合金旋压成形的几个关键因素,即加热温度、旋压工艺参数、旋压工装及润滑方式等。对钛合金旋压在航天领域的技术应用及发展进行了展望,提出低成本和复杂型面零件旋压是未来发展趋势。     

先进制造技术专题导言

正面对未来航天装备研制生产模式变革和先进生产能力构建的重大需求,航天企业界已将航天制造的数字化、信息化、智能化创新作为其关键战略发展路径。"航天发展,动力先行",固体火箭发动机作为航天动力技术的发展前沿,其先进制造技术的探索应用已成为航天领域的研究热点之一。为展示和交流这些研究动态与工程成果,本刊特组织"先进制造技术(Advanced Manufacturing Technology,AMT)"系列专题,不定期出版。     

航天高强不锈钢LMD成形缺陷分析及控制

为明晰航天高强不锈钢激光熔化沉积成形过程基础科学问题,推动其在航天液体火箭发动机领域的应用进程,针对航天高强不锈钢LMD成形过程中常见表面焊瘤、气孔、熔合不良等缺陷的形貌特征及产生机理进行深入分析,并提出对应的控制措施:通过优化边框扫描速度促进熔覆道的流动变形,极大减少了成形件侧表面及倾斜面的焊瘤缺陷; 使用PREP方...     

精密等温体积成形技术在航天产品上的应用

国内航天领域目前对于结构件上的毛坯供应,绝大部分仍然以自由锻件为主,采用精锻件应用于航天产品的毛坯供应还没有先例.我厂根据生产的需要,从探索新工艺、开发新技术、应用新工艺的角度出发,首次在精锻件生产中采用等温体积成形技术,达到了预期的效果,初步掌握了生产过程中基本关键要素的控制方法,如工艺装备材料的选用、模具的结构设计、锻坯材料的加热特点、润滑剂的选用、配比和喷涂时间等,从而实现了精密等温体积成形技术在生产上的应用.     

载人航天领域标准公开模式思考

<正>载人航天工程作为我国最有影响力和代表性的航天工程之一,除了需实现工程建设自身的既定目标外,还肩负着引领国家航天产业升级的责任。多年来,载人航天领域的技术不断开放,促进了高端装备与新材料等国家战略新兴产业的发展。载人航天领域标准的公开对助力载人航天先进技术辐射推广和引领国内相关产业发展,提升载人航天领域标准的权威性和广泛性具有重要意义。本文在调研国内外航天领域典型标准公开现状的基础上,提出6种标准公开基本模式,并给出与我国载人航天领域标准相匹配的公开模式建议,为后续空间站应用与发展阶段载人航天领域标准公开工作的开展提供借鉴和参考。     

特种制造工艺在航天产品研制中的应用分析

特种制造工艺－非传统制造技术在切除、连接装配、成形、热处理、表面处理等领域中发展迅速。选择及应用合适，会产生良好的技术、经济优势。结合运载火箭技术发展需求。有重点地对一些特种制造工艺特点，应用实例进行了技术分析。针对承担航天产品商品生产的企业，加强发展及应用特种制造工艺技术提出了若干看法和建议。     

我国航天民用产业发展前景及趋势

正航天产业是当今极具挑战性和广泛带动性的高科技领域之一,是国家综合国力的集中体现和重要标志,是国家战略性新兴产业和先进制造业的重要组成部分。航天技术应用及服务产业(以下简称航天民用产业)是面向国民经济主战场,通过对航天型号研制积累的技术进行转移和转化而发展的各类业务的统称,是军民两用的典型代表,主要包括卫星应用、智能装备、节能环保、先进材料、电子信息和生产性服务业等业务领域。     

SSME标准型主燃烧室设计方案

NASA 的马歇尔航天飞行中心正着手研制一种标准型先进主燃烧室(AMCC)。先进主燃烧室设计方案是将材料、加工、压力、高温、质量以及设计等因素集于一体的设计方案。将先进主燃烧室方案加以修改以满足铸造工艺要求。先进主燃烧室的夹层、进口/出口歧管、进口/出口端冷却剂流动分离器、支架、作动器以及发动机控制器安装架等部件都将采用铸件。先进主燃烧室的一部分铸件外形设计应以满足夹层结构衬套成形方法为前提。用真空等离子喷射衬套的方法现正在进行研究。一九九四年,先进主燃烧室将在航天飞机主发动机技术试验台上进行热试,该试验台是马歇尔航天飞行中心先进发动机的试验装置。     

航天铝合金深腔零件整体成形预制坯优化设计

提出航天铝合金深腔零件整体成形方法,开展预制坯优化设计。对比分析直筒和变径筒两种预制筒坯结构变形规律,数值模拟研究了底部圆角对开口球形件液压成形的影响规律。以直径D=450 mm的球形整体零件为验证对象,进行底部圆角r=60 mm的变径筒形件的液压成形试验验证。结果表明:直筒坯液压成形时,赤道位置发生破裂;变径筒坯液压成形时,当胀形压力为16 MPa即发生贴模;液压成形时,筒端口自适应补料,所以上半球的壁厚分布均匀;随着底部圆角越大,筒底部减薄越小,筒壁厚越均匀;当底部圆角为r=60 mm时,开口球壳赤道位置壁厚减薄最严重,减薄率为11.1%,球底部减薄率为9.8%,开口球壳上半球壁厚差为0.17 mm,下半球壁厚差为0.43 mm。     

轻合金复杂薄壁构件流体压力成形技术新进展

随着新一代航空航天飞行器、高铁和新能源汽车向大型化、轻量化、高性能化、长寿命和高可靠性方向发展,对高性能复杂整体薄壁构件的需求更为迫切。这类构件突出的制造难题是材料难变形,形状复杂,性能要求高。这些难题互相耦合,使得此类构件制造难度极大,超出现有技术的成形极限,为传统成形技术带来巨大的挑战。为了解决以上技术难题,介绍了几种近年来发展的面向这类结构的成形新技术,包括异形截面管件低压充液压形技术、深腔曲面薄壁构件可控多向加压流体压力成形技术、难变形材料薄壁构件热介质压力成形技术。     

补偿器接头内高压成型数值仿真

针对运载火箭增压输送系统补偿器接头结构和内高压成型工艺的特点,在建立模型的基础上,用LS-DYNA动态显式有限元程序对不同加载路径的成型结果进行仿真,研究了轴向进给量和进给内压等工艺参数对接头成型的影响。分析结果表明,采用数值仿真法可预测成型中可能出现的问题,确定最佳加载路径,获得有效的轴向补料量与内压值。     

薄壁Y型三通管内高压成形及补料比的影响

面向航空航天轻量化制造对超薄三通管的需求,开展了不锈钢和铝合金薄壁三通管内高压成形研究。通过内高压成形实验研究,给出Y型不锈钢三通和铝合金三通内高压成形典型缺陷,采用合理的加载路径和预成形工序,实现了径厚比(原始管材直径和壁厚的比值)为183的超薄不锈钢Y型三通管和径厚比为40的铝合金薄壁三通管内高压成形。通过不同补料比Y型三通管内高压成形实验研究,分析了补料比对Y型三通管壁厚和形状的影响,指出因Y型三通管两端非对称,补料比是Y型三通管内高压成形的关键工艺参数。     

轻质高性能镁合金开发及其在航天航空领域的应用

镁合金是实际应用中最轻的金属结构材料,在航天航空、轨道交通、汽车、3C(computer,communication,consumer electronics)产品等领域具有广阔的应用前景。但镁合金材料强度偏低,尤其是高温强度,其抗蠕变性较差；镁合金铸件容易形成缩松和热裂纹,成品率低,镁合金变形件塑性加工条件控制困难,导致组织与力学性能不稳定。介绍了高性能镁合金材料(非稀土镁合金、含稀土镁合金、镁锂合金)及其成形技术(重力铸造、低压铸造、压铸、挤压铸造、半固态成形、塑性成形)的开发现状,综述了其在航天航空领域的应用状况,并展望了今后的发展趋势。     

火箭贮箱箱底瓜瓣拉深成形数值模拟

基于钣金成形仿真软件,数值模拟了火箭贮箱箱底瓜瓣零件的拉深成形,对瓜瓣拉深模具的拉延筋结构和压边力进行了优化,获得了半圆截面等效拉延筋结构的参数最优组合。     

超塑成形技术研究及其在航空航天上的应用

从超塑成形技术的早期研究入手,综合分析了超塑成形技术的研究现状,包括合金材料、成形设备、陶瓷模具及模拟技术现状等,总结归纳了超塑成形技术在航空航天工业上的应用,重点介绍了EADS-CASA采用SPF或SPF/DB制造发动机零件及外壳零件,以及美国、欧空局、日本制造航天器贮箱的SPF技术,最后探讨了目前国际上超塑成形技术的几个主要研究方向,包括轻质镁合金的超塑成形、用于SPF的搅拌摩擦焊插件以及陶瓷、透明金属的超塑成形技术研究等。     

航天光学系统的污染控制技术

文章介绍了国外航天光学系统的污染控制方法,研究了航天光学系统的污染效应和航天用非金属材料放气污染引起的光学透射率的变化。针对航天光学系统对污染高度敏感的特点,探讨了航天器研制全过程针对航天光学系统的污染控制措施。     

薄壁不锈钢管数控绕弯成形数值仿真及工艺研究

针对航天某型号薄壁弯管成形难度大、尺寸精度低等问题,提出了数控绕弯成形替代拼焊成形,分析数控绕弯工艺特点及参数确定方法。建立模型对成形工艺参数进行有限元仿真,分析弯曲速度及芯头直径缩减量对不锈钢管成形影响,并通过试验得到优化的工艺参数。结果表明弯曲速度为8mm/s、减小芯头缩减量为0.6mm时,成形零件截面畸变不超过4%,最小壁厚0.65mm,弯曲后管材产生形变强化效果,组织更为细密,成行排列的方向性更明显,提高了零件强度。