涡轮叶片应用泡沫陶瓷过滤器浇注试验

一、前言 铸件中产生“夹杂”缺陷往往是造成铸件报废或机械性能降低的主要原因之一,也是进一步扩大铸件应用范围的主要障碍。对于在高温负荷下工作的航空发动机涡轮工作叶片,仅仅0.05mm~2的微小夹杂缺陷即影响零件的疲劳寿命 因此,克服铸造夹杂缺陷至为重要。 涡轮叶片的内部夹杂问题,是航空精铸行业普遍存在的问题。南方动力机械公司的精铸涡轮叶片,由于夹杂所造成的废品占整个废品的60％以上,长期以来难以解决。直至应用泡沫陶瓷过滤器过滤浇注以后,才基本得到克服。     

K465等轴晶铸造涡轮叶片热等静压工艺及其组织性能初步研究

对K465合金等轴晶铸造涡轮叶片进行了热等静压,研究了热等静压工艺对铸造涡轮叶片的显微疏松、组织、性能及极限疲劳试验的影响。通过与熔模铸造涡轮叶片对比,验证了热等静压对涡轮叶片显微疏松和疲劳强度的作用效果。结果表明:采用热等静压能够显著减少K465等轴晶铸造涡轮叶片的显微疏松及孔洞类缺陷,并能提高叶片的室温拉伸强度、高温持久强度和极限疲劳强度等性能。     

涡轮叶片精铸模具辅助机构参数化研究

涡轮叶片精铸模具是航空发动机涡轮叶片类零件精密铸造过程中的关键工装,其设计过程繁琐,使得采用现有通用软件系统进行模具设计时,只能依靠设计经验丰富的人员手工操作实现,自动化程度不高,严重制约了其设计周期。通过分析涡轮叶片的结构特征以及现有涡轮叶片精铸模具的结构特点,提取精铸模具的设计方案及模具辅助机构生成的设计知识,采用构建精铸模具模板库的方法,基于UG平台对涡轮叶片精铸模具辅助机构进行参数化设计,提高了设计效率,缩短了生产周期。     

一种细晶铸造K465合金低压涡轮叶片组织和力学性能

为提高叶片铸件质量和生产效率,对某型机K465合金低压涡轮叶片开展细晶铸造工艺研究,对细晶铸造的精铸低压涡轮叶片的显微疏松、组织进行观察,力学性能及极限疲劳性能进行测试,并与原工艺的叶片对比,验证晶粒细化对涡轮叶片晶粒度和疲劳强度的影响.结果表明,细晶铸造工艺能使叶片铸件低倍晶粒度、枝晶间距细化,叶片的显微疏松、显微组...     

涡轮叶片锥束CT重建质量优化

介绍了自主开发的锥束X射线CT检测系统的组成,利用该系统对某型精铸涡轮叶片试样进行了CT扫描与重建,对其叶型轮廓特征实现了三维可视化显示。讨论了透照管电压、旋转轴倾斜校正、投影数量以及滤波等因素对重建质量的影响。通过研究涡轮叶片叶身CT重建质量的影响因素有助于拓展CT技术在叶片检测领域的应用,实现对叶型偏差分析,叶片铸造缺陷的定位和量化以及叶片壁厚的精确测量。     

无余量精铸工艺及质量控制

航空发动机上涡轮的零件由难于机械加工的耐热合金制成,零件的尺寸要求精确且形状复杂,例如图1所示为涡轮转子叶片。要制造内腔带有冷却孔道的,形状复杂的叶片零件,通常采用无余量熔模精密铸造的方法。一、对无余量精铸件的精度要求无余量精密铸造并非不留一点加工余量,只是将余量控制在允许范围内,表1列举了斯贝发动机的几个典型精铸件的尺寸公差。二、无余量精铸工艺精铸件主要工作表面由加工到不加工,必     

单晶空心涡轮叶片精确控形技术的研究进展

针对航空发动机单晶空心涡轮叶片的精确控形技术,结合国内外相关工作的研究状况,从空心涡轮叶片复杂陶瓷型芯精密成形技术、单晶高温合金叶片近净形熔模精密铸造技术及叶片精铸过程尺寸精度控制方法等方面,对单晶空心涡轮叶片精确控形技术领域取得的研究成果进行了总结和分析。重点介绍单晶空心涡轮叶片精确控形技术领域内取得的研究成果,论述了我国单晶空心涡轮叶片精确控形技术的未来研究重点。     

铸件分布方式对单晶空心涡轮叶片精铸质量的影响

在精密铸造成形过程中,铸件的分布方式对其内部温度分布有较大影响,从而影响精铸件质量。本文借助ProCAST软件对单晶空心涡轮叶片的凝固过程进行模拟仿真,通过对温度场和位移场的分析,研究铸件分布方式对精铸件质量的影响。结果表明,合理的铸件分布方式使铸件各部分具有较小的温差,从而不易产生热应力和热裂,最终减小铸件变形,提高精铸件质量。     

Ni3Al基合金薄壁件精铸工艺对热裂缺陷的影响及其数值模拟

研究了精铸工艺参数对Ni3Al基合金薄壁件热裂缺陷的影响,并运用铸造模拟软件对精铸过程的温度场、应力场进行了模拟,分析了薄壁精铸件热裂产生的机理。研究结果表明,铸件充型的先后顺序是薄壁型零件产生热裂缺陷的主要因素,优化浇注系统并改进浇注工艺参数能消除热裂缺陷的发生,从而提高薄壁件的铸造质量。     

铸造高温合金涡轮叶片热冲击疲劳行为研究

为了研究不同材料涡轮叶片热冲击疲劳性能,采用感应加热热冲击试验装置对三种铸造高温合金涡轮叶片进行了试验研究。利用光学相机、视频显微镜和扫描电子显微镜对叶片表面裂纹形貌、叶片横截面和断口形貌进行观察。结果表明：单晶涡轮叶片热冲击疲劳寿命长于定向晶涡轮叶片热冲击疲劳寿命。定向晶涡轮叶片中添加Re元素延长了热冲击疲劳寿命。热冲击疲劳导致裂纹萌生于叶片中截面考核区并沿叶高方向扩展。裂纹的扩展方式与叶片合金成分及铸造工艺有关。     

某燃机涡轮叶片精铸工艺研究

某燃机涡轮工作叶片由于结构复杂,技术要求高,断漏芯、柱状晶、冶金夹杂等缺陷导致报废率很高。通过优化陶芯制造和自由端制作工艺,降低了断漏芯率;采用晶粒细化剂、包裹陶瓷棉等方法消除了排气边柱状晶缺陷;通过改变过滤网位置及控制浮渣,降低了冶金夹杂废品率,提高了该涡轮工作叶片的精铸品质。     

大尺寸涡轮叶片精铸蜡型快速制备技术

为实现大尺寸涡轮叶片的快速精密铸造,研究了基于数控加工技术的大尺寸涡轮叶片精铸蜡型快速制备技术。在分析精铸蜡型结构特点的基础上,提出了数控加工工艺方案;通过设计基础切削实验,对加工工艺参数进行优化;以所得样件截面线轮廓度误差为评价准则,研究精铸蜡型精度评估方法,以实现数控加工蜡型的快速测量评估。最后,以某型精铸蜡型为例,对研究方法进行实例验证。结果表明,所提方法可在保证蜡型精度的前提下缩短精铸蜡型制备周期。     

超薄细长低涡工作叶片的精铸工艺方案改进研究

某民用航空发动机低压涡轮工作叶片精铸件为超薄细长结构,与以往产品有较大变化,在叶片成形、尺寸控制等方面存在较大工艺难度。以该产品为研究对象,通过对精铸叶片的缺陷种类、数量进行统计分析,开展了叶片浇注系统的改进,通过浇注过程模拟,成形浇道的设计和应用,优化了叶片的浇注系统,提高了叶片的冶金质量,为同类型新产品的研制提供参考。     

修复

铸铁件缺陷的电弧钎焊修复工艺,应用CO2气保焊修复水泵壳体裂纹,滚圈挡块焊接工艺的改进,精铸镍基合金涡轮叶片缺陷激光熔覆修复工艺。     

实用型涡轮叶片精铸模具CAPP系统

结合涡轮叶片等航空产品精铸模具设计与制造过程,介绍了CAPP技术在精密模具的设计和制造中的发展和应用,以及实用型涡轮叶片精铸模具CAPP系统的主要内容,并回顾了CAPP技术的发展历史,指出了CAPP技术的发展趋势.     

修复

铸铁件缺陷的电弧钎焊修复工艺,应用CO2气保焊修复水泵壳体裂纹,滚圈挡块焊接工艺的改进,精铸镍基合金涡轮叶片缺陷激光熔覆修复工艺。     

Ni_3Al基合金复杂薄壁件精铸过程数值模拟

Ni3Al基合金复杂薄壁件的精铸成形很困难,容易出现浇不足和热裂等缺陷。文中运用Procast铸造模拟工程软件对薄壁件铸造过程的流场、温度场及应力场等进行模拟,对Ni3Al基合金大尺寸薄壁精铸件的精密铸造工艺进行了优化,采用Ni3Al基合金复杂薄壁件的高模温铸造,从而实现了薄壁件的顺利充型,并提高了薄壁件的质量。     

Ni3Al基合金复杂薄壁件精铸过程数值模拟

Ni3Al基合金复杂薄壁件的精铸成形很困难,容易出现浇不足和热裂等缺陷.文中运用Procast铸造模拟工程软件对薄壁件铸造过程的流场、温度场及应力场等进行模拟,对Ni3Al基合金大尺寸薄壁精铸件的精密铸造工艺进行了优化,采用Ni3Al基合金复杂薄壁件的高模温铸造,从而实现了薄壁件的顺利充型,并提高了薄壁件的质量.     

基于特征的涡轮叶片精铸模具加工工艺规程设计方法

在分析涡轮叶片精铸模具结构特征和制造工艺的基础上,结合精铸模具加工工艺规程设计经验,利用知识工程技术,开展了精铸模具加工工艺规程智能设计方法研究。主要内容包括零件特征信息模型建立、工艺知识库构建及基于特征的产生式规则推理机制研究。通过系统开发,最终实现了涡轮叶片精铸模具加工工艺规程的智能生成。     

航空涡轮叶片精铸模具型腔优化设计系统

针对航空涡轮叶片精铸模具型腔设计中存在的精度控制问题,开发了航空涡轮叶片精铸模具型面优化设计系统.基于主流的CAD/CAM软件和无损检测平台等,建立多信息融合的精铸模具型面优化设计平台.主要包括基于三维收缩率模型的模具型腔设计、基于收缩率模型的铸件位移场预测、基于位移场预测的模具型腔虚拟修模.在叶片多源测量数据及数值模拟的基础上建立叶片精铸位移场模型,结合反变形补偿设计基本原理,实现模具型面的优化设计.