[发明专利]飞机起落架用A-100钢模锻件锻造方法及预锻件设计方法

说明书

本发明涉及A‑100钢锻造领域，公开了一种飞机起落架用A‑100钢模锻件锻造方法及预锻件设计方法。该A‑100钢大型复杂模锻件预锻件采用杆部菱形截面的设计方式，可最大限度地提高锻件终锻过程的变形量，可使得锻件杆部心部的变形量≥25％，减小锻件不同位置的晶粒度级差要求，保证终锻件的晶粒度级差等级≤3级，同时实现预锻件快速定位，防止锻造过程坯料倾斜，保证锻件的充填。

技术领域

本发明涉及A-100钢锻造领域，尤其是一种飞机起落架用A-100钢模锻件锻造方法及预锻件设计方法。

背景技术

现代飞机包括大型客机和军用飞机用起落架多采用A-100钢等超高强度钢进行设计制造，锻件的关键技术指标力学性能和晶粒度对锻造过程中的变形量和锻造火次较为敏感。另外由于飞机起落架用大型复杂模锻件具有大型(锻件重量多超过1t)、截面积变化较大(最大可超过4倍)的异型枝丫类锻件特点，锻件难度系数为最复杂的S4级。预锻件设计不合理，易带来锻件变形不均匀、温度场不均等问题，造成锻件的组织性能控制难度大，且容易产生折叠等锻造缺陷，为锻件的组织均匀化制造带来较大难度。

飞机起落架零件具有长轴、枝丫、多高包的特点，锻件设计时多采用随形方法设计，杆部均为长轴类结构。国内大部分飞机起落架用复杂模锻件为降低模具投入成本，多采用一套终锻模进行模锻成形，进而带来荒坯结构复杂、锻件各部位组织和性能差异较大；另有少部分飞机起落架用复杂模锻件虽增加了预锻模的设计与制造，为增加杆部变形量和降低预锻成形难度，起落架杆部预锻件均采用方形截面进行设计。

飞机起落架用A-100钢大型复杂模锻件预锻件采用传统的方形截面设计方法，虽然在设计和预锻模加工过程降低了难度，但却不可避免的带来了终锻件变形的严重不均匀，最大变形量为最小变形量的4倍以上，进而带来锻件晶粒度差异＞3级以上，容易使锻件因混晶而导致报废。

A-100钢大型复杂模锻件预锻件采用传统的方形截面设计方法，容易带来终锻过程摆料时间偏长、始锻温度偏低、模具磨损程度偏大、锻造过程坯料倾斜导致终锻件沿杆部产生纵向折叠锻造缺陷等风险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种飞机起落架用A-100钢模锻件锻造方法及预锻件设计方法，可以最大限度的降低荒坯难度、提高锻件终锻过程各位置的变形均匀性和锻件组织的均匀性。

本发明公开的飞机起落架用A-100钢模锻件预锻件设计方法，包括如下步骤：

根据所要锻造的零件形状设计终锻件；

根据终锻件的结构设计简化的预锻件，预锻件的截面形状为菱形截面；

进行锻造的数值模拟，锻造的压力方向与预锻件菱形截面的一条对角线一致；

根据数值模拟，调整预锻件菱形截面尺寸，最大限度的优化锻件各位置的变形量，使其趋于均匀；

根据数值模拟，调整预锻件菱形截面尺寸和预锻件其它位置尺寸，合理分配预锻件变形量和终锻件变形量，最大限度增加飞机起落架用大型复杂模锻件的预锻和终锻变形量，并使其不同位置变形量趋于均匀。

优选地，预锻件到终锻件的锻造过程中各部位每火的变形量至少为20％。

优选地，预锻件到终锻件的锻造过程中各部位每火的变形量至少为25％。

优选地，终锻件的晶粒度级差等级≤3级。

优选地，所述预锻件的菱形截面中平行于锻造方向的对角线的长度为h，垂直于锻造方向的对角线的长度为d，且h和d满足关系式：

1.36≤h/d≤1.56。

本发明公开的飞机起落架用A-100钢模锻件的锻造方法，包括如上所述的飞机起落架用A-100钢模锻件预锻件设计方法。