钨合金飞机配重件的原理

在装配的最后阶段,为了调整飞机的最终重量需要用到钨合金配重块。
在有限的空间中,钨合金自然成为最好的选择,因为它较大的质量/大小比例。并且,它也有利于减小调整重量的余额,因为高密度材料可放置在离支点更远的位置,同时也达到要求的效果,因此,钨合金配重块的高密度符合飞机配重的需求。
 
 
在设计航空航天和国防工业时需要高密度,良好的机械强度,易加工的材料,钨合金则是最好的选择。正钨的密度大,是铅的1.7倍,具有良好的力学性能和工艺性能,是飞机平衡配重用的最好材料,可使飞机平稳运行,不产生摇摆。在力矩给定的情况下,用钨作为平衡配重件,距重心点更远些。飞机的轻量化要求空载轻、配重体积小,以减少燃料消耗。钨合金产品的高密度大大减小了组件的物理尺寸。这样可以更容易控制重量分配,增加控制机制的灵敏度。当大量材料需要被放置在一个狭小的空间里,钨合金成为最理想的材料。
 
 
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CVD(化学气相沉积法)钨管的抗拉强度

采用CVD(化学气相沉积法)制备的钨管的抗拉强度在300-500Pa左右,与电弧熔炼、粉末冶金法、电子束熔炼后旋锻等方法制备钨棒退火态抗拉强度相当。

对经过真空退火处理的钨管(Φ6mm,壁厚1.5mm)进行拉伸性能测试结果显示,其抗拉强度在380Pa左右。不同工艺沉积制备不同直径、壁厚钨管经真空退火处理进行拉伸性能测试,拉伸断口形貌呈脆性沿晶断裂。沉积制备过程存在的缺陷对钨管抗拉性能会产生很大影响。例如,当沉积基体表面存在杂质颗粒时,钨管表面会有缺陷,拉伸过程中,断裂将沿该部位发生,使得钨管抗拉强度大大下降。


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CVD(化学气相沉积法)制备钨管的硬度(2)

不同沉积温度条件下(500℃-700℃),采用CVD(化学气相沉积法)制备所得的钨管,在经温度为1200℃、保温时间为1h的真空退火处理后,钨管截面显微硬度的测量结果与未经退火处理的测量结果的对比显示,经退火处理后的钨管硬度下降且钨管截面硬度值的分布趋于均匀。

得益于退火处理,钨管的残余应力(由膜层沉积生长过程中柱晶相互挤压和铜基体收缩造成的)降低了。由此可知,CVD制备钨管的硬度可达较高(500-800HW)。
钨管


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残余应力对钨管力学性能的影响

采用CVD(化学气相沉积法)制备钨管,沉积温度控制在500℃-700℃左右。

采用切环法测量钨管的残余应力的结果表明,钨管沿圆周方向存在残余应力。残余应力的大小随钨管管径的增大而降低;随沉积温度的升高而降低。该结果与硬度测试结果一致。

采用X射线衍射法测量结果显示,钨管外表面沿管径方向的残留应力为残留拉应力,沿管切向、轴向的残留应力为残留压应力。且经过退火处理后的钨管,其表面残余应力值减小。在经过去应力退火处理后,沉积层表面沿切向、轴向的残余压应力会转变为残余拉应力。这将导致在某些工艺条件下,沉积钨管在后续使用过程中会产生裂纹。


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硬质合金钻头

硬质合金钻头是岩心钻探所使用的一种钻头。钢质的圆筒状钻头体上因镶焊有碳化钨的硬质合金切削具而得名。硬质合金切削具的形状和其在钻头上镶焊的数量,排列方式、镶焊角度的不同,称为底出刃、内出刃和外出刃,以保证有通水和排粉的间隙。钻头体的上部是丝扣连接岩心管,钻头体侧部开有水槽,底部唇面上亦开有水口。水槽和水口都是保证冲洗液的流通,达到排除岩粉和冷却钻头的作用。钻进粘土层和页岩地层时为了加大间隙,在硬合金钻头的内外侧壁焊上肋骨,称肋骨式钻头。在研磨性高的硬地层可以使用针状硬质合金自磨式钻头。一般硬合金钻头钻进岩石可钻性为Ⅱ一Ⅶ级的地层;针状硬质合金钻头可钻进Ⅵ一Ⅷ级岩石。

硬质合金钻头的用途及特点:

1.能适合较复杂材质的钻孔,可选择较高的切削速度。

2.精选合金钻头专用的高性能合金刀片,有效减少崩刀,保持良好的耐磨性。

3.多层几何切削端刃,提高排泄性能,保持较小的切削阻力。

 

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