航空工業(yè)中熱處理表面處理的現(xiàn)狀和展望

姜煜霞 孫黎 薛承博

【摘 要】航空工業(yè)是一項(xiàng)十分高端的工業(yè)項(xiàng)目，也是我國(guó)航空事業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)保障。航空工業(yè)采用了大量先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，運(yùn)用大量的高強(qiáng)度新材料，同時(shí)發(fā)展了大量的高新技術(shù)。而在航空工業(yè)當(dāng)中，熱處理和表面處理是十分重要的內(nèi)容，為航空機(jī)械的安全和穩(wěn)定提供了巨大的保障。本文對(duì)航空工業(yè)中熱處理和表面處理的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，同時(shí)也對(duì)其未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。

【關(guān)鍵詞】航空工業(yè) 熱處理 表面處理 現(xiàn)狀和展望

在航空工業(yè)中，熱處理和表面處理對(duì)于零件加工和制造都具有重要的意義，直接影響到零件的使用壽命、理化性能、表面狀態(tài)、組織結(jié)構(gòu)等。在航空領(lǐng)域當(dāng)中，飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)于各個(gè)零件的要求十分嚴(yán)格，因此，熱處理和表面處理的重要性就更為突出。近年來(lái)，在大量專家和技術(shù)人員的不斷努力下，熱處理和表面處理技術(shù)取得了很大的進(jìn)展，為我國(guó)航空事業(yè)的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

1航空工業(yè)熱處理

1.1熱處理的現(xiàn)狀

根據(jù)相關(guān)的調(diào)查顯示，近年來(lái)，我國(guó)航空熱處理的到了十分良好的發(fā)展，熱處理的廠房面積較過(guò)去相比增加了一倍，同時(shí)啟用了質(zhì)量控制和爐溫均勻性測(cè)量技術(shù)，加強(qiáng)了對(duì)熱處理質(zhì)量和水平的控制。過(guò)去使用的普通電爐現(xiàn)已進(jìn)行了全面的改造，通過(guò)對(duì)設(shè)備的整體維修、實(shí)行技術(shù)改革等措施，使得爐溫均勻性和設(shè)備智能化程度大大提高。

另一方面，很多先進(jìn)的熱處理技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。平均每年新增千臺(tái)左右的真空熱處理設(shè)備。氮基氣氛熱處理技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。氫探頭和氫分析儀平均每年新增5-10臺(tái)。在鋁合金熱處理中，已經(jīng)大面積采用了空氣循環(huán)電爐。在鋁合金淬火中有機(jī)淬火介質(zhì)得到了更為深入的應(yīng)用，有效的降低了畸變和環(huán)境污染現(xiàn)象[1]。機(jī)關(guān)、離子注入等高能束熱處理技術(shù)也已經(jīng)逐漸被應(yīng)用到航空熱處理當(dāng)中。在對(duì)熱處理進(jìn)行工藝控制的時(shí)候，大量采用了計(jì)算機(jī)和智能儀表等先進(jìn)設(shè)備。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)正在被越來(lái)越多的應(yīng)用到航空熱處理車(chē)間，極大的提高了航空熱處理的現(xiàn)代化程度。

1.2熱處理的展望

從航空熱處理的現(xiàn)狀來(lái)看，未來(lái)熱處理的發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)當(dāng)主要體現(xiàn)在四個(gè)方面，分別為真空熱處理技術(shù)、特種可控氣氛熱處理技術(shù)、多功能復(fù)合化學(xué)熱處理技術(shù)、以及熱處理清潔生產(chǎn)技術(shù)。其中，真空熱處理技術(shù)的重點(diǎn)發(fā)展方向?yàn)檎婵占訅簹獯?、真空化學(xué)熱處理、真空功能熱處理、真空氣氛熱處理、真空熱處理生產(chǎn)線、以及柔性化技術(shù)等方面。同時(shí)，智能化和自動(dòng)化技術(shù)也將得到極大的提升。特種可控氣氛熱處理的主要發(fā)展方向?yàn)榫軡B碳和精密滲氮技術(shù)、氮基氣氛大型立式底裝料多用爐、鈦合金真空離子滲氮技術(shù)等。多功能復(fù)合化學(xué)熱處理技術(shù)的主要發(fā)展方向?yàn)樵谝慌_(tái)設(shè)備或一條生產(chǎn)線中實(shí)現(xiàn)優(yōu)化復(fù)合化學(xué)熱處理技術(shù)。而熱處理清潔生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展方向主要是增加熱處理清潔生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用、淘汰一些相對(duì)落后的工藝和設(shè)備、同時(shí)加強(qiáng)對(duì)節(jié)能減排的重視和管理。

2航空工業(yè)表面處理

2.1表面處理的現(xiàn)狀

表面處理也是航空工業(yè)中一項(xiàng)必不可少的內(nèi)容。在制造飛機(jī)的時(shí)候，飛機(jī)上的各種零部件，例如機(jī)身骨架、發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、起落架、甚至是一顆螺絲，都需要采用特定的材料進(jìn)行制作[2]。而無(wú)論選取何種材料，都會(huì)存在著一定的優(yōu)缺點(diǎn)。因此，為了提高材料的高溫抗氧化性、抗微動(dòng)磨損性、耐磨性、耐蝕性等性能，就要對(duì)材料表面進(jìn)行處理，從而提高其安全性和穩(wěn)定性。

目前，在對(duì)航空材料進(jìn)行表面處理的時(shí)候，幾乎用到了所有可以采用的技術(shù)，例如電鍍技術(shù)、交流微弧氧化技術(shù)、表面氧化處理技術(shù)、離子注入技術(shù)、離子束增強(qiáng)沉積技術(shù)、涂層技術(shù)、激光淬火技術(shù)、激光熔覆技術(shù)、離子轟擊技術(shù)、等離子滲氮與噴丸處理技術(shù)、DLC膜技術(shù)、液相沉積技術(shù)、表面合金化技術(shù)等。針對(duì)不同的材料和零件所處位置的不同，這些表面處理技術(shù)都能夠取得不同的使用效果。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，技術(shù)人員會(huì)結(jié)合實(shí)際實(shí)際情況和具體要求，采取最為適當(dāng)?shù)募夹g(shù)，或是幾種技術(shù)的組合應(yīng)用，從而使得飛機(jī)上的各個(gè)零部件都能夠保持堅(jiān)固和穩(wěn)定，為飛機(jī)的安全性做出了巨大的保障。

2.2表面處理的展望

在當(dāng)前的航空工業(yè)當(dāng)中，鈦合金是使用最為廣泛的航空金屬，具有重量輕、強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，非常適合用于飛機(jī)的制造[3]。隨著科技的發(fā)展，鈦金屬的應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷的擴(kuò)大，鈦合金的應(yīng)用條件和應(yīng)用技術(shù)也在不斷的改變。因此，未來(lái)一定會(huì)出現(xiàn)具有超耐磨性、超塑性、超高強(qiáng)度、耐超高溫的多功能鈦合金材料。同時(shí)，航空工業(yè)表面處理技術(shù)也會(huì)隨之產(chǎn)生極大的變化，取得更大的發(fā)展和進(jìn)步。而針對(duì)鈦合金的表面處理技術(shù)也將會(huì)不斷完善，一些先進(jìn)的技術(shù)，例如激光技術(shù)、高頻電磁技術(shù)、等離子體技術(shù)、納米技術(shù)等將會(huì)逐漸進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合應(yīng)用，而一些新技術(shù)，例如雙層輝光離子滲金屬技術(shù)、加弧輝光離子滲金屬技術(shù)等，也將會(huì)得到更加深入的研究和發(fā)展。而隨著表面處理基礎(chǔ)的進(jìn)一步發(fā)展，未來(lái)也將會(huì)出現(xiàn)一些耐強(qiáng)摩擦、耐強(qiáng)腐蝕、剛?cè)徇m度的高性能材料。為航空事業(yè)的發(fā)展帶來(lái)更大的進(jìn)步。

3 結(jié)語(yǔ)

在航空工業(yè)當(dāng)中，熱處理和表面處理技術(shù)已經(jīng)受到了高度的重視和充分的發(fā)展。時(shí)至今日，這兩項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步十分可觀，取得了很多令人矚目的成就。但是，二者仍然具有很大的發(fā)展空間。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，航空工業(yè)熱處理和表面處理必然會(huì)越來(lái)越成熟，越來(lái)越完善。這也會(huì)大大提高未來(lái)飛行器的安全性、穩(wěn)定性等各種性能，為我國(guó)航空事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展做出巨大的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]莫龍生.航空熱處理、表面處理的現(xiàn)狀及展望[J].材料工程，2011，06：1-2.

[2]孫楓，王廣生，佟小軍.航空工業(yè)中熱處理現(xiàn)狀和發(fā)展[J].金屬熱處理，2014，01：58-66.

[3]朱祖昌.熱處理技術(shù)發(fā)展和熱處理行業(yè)市場(chǎng)的分析[J].熱處理，2013，04：11-24.