航空发动机用关键钛合金部件先进设计及制造技术

钛合金具有优异的各项性能,在航空发动机的关键部件中得到了重要应用。通过介绍世界知名飞机发动机制造公司的钛合金宽弦风扇叶片设计及制造技术、钛合金整体叶盘和叶环设计及制造技术以及钛合金机匣精密成型设计及制造技术的发展现状,指出钛合金宽弦风扇及整体叶盘、整体叶环制备技术和钛合金机匣精密成型技术是我国新型高性能航空发动机开发所必需掌握的关键技术,应当尽早突破。     

航空发动机整体叶盘加工工艺分析

航空发动机制造是一个国家高端制造业的集中体现,当前我国航空产业高速发展对于航空发动机的需求大幅增加,积极研发与应用航空发动机机械加工新技术,在保障航空发动机机械加工质量的同时有效地提高航空发动机机械加工效率对于保障航空发动机的供应有着极为重要的意义。叶盘是航空发动机中的重要组件,整体叶盘机械加工能够有效地避免榫头、榫槽间的微动磨损、微观裂纹等缺陷,对于提高航空发动机的使用性能和使用寿命有着极为重要的意义。本文在分析航空发动机整体叶盘机械加工特点的基础上对航空发动机整体叶盘常用的加工技术进行分析阐述。     

航空发动机用先进高温钛合金材料技术研究与发展

新一代高推重比航空发动机压气机和涡轮系统高温环境使用的叶片、盘、机匣、整体叶盘和整体叶环等构件设计通常选用先进高温钛合金材料。本文综述近年来我国600℃高温钛合金、阻燃钛合金、TiAl合金、连续SiC纤维增强钛基复合材料及其应用技术取得的最新研究进展,并提出材料及构件设计、加工和使用亟待突破的关键技术,包括工业铸锭成分高纯化和均匀化控制技术、大规格棒材及特殊锻件制备技术、整体叶盘和整体叶环零件机械加工技术、材料性能评价及应用设计技术等。先进高温钛合金材料的不断应用将有力推动我国航空发动机技术发展。     

航空发动机中小零件数控车削的高效加工探讨

在航空发动机中小零件加工中,采用先进可控的数控车削技术,有利于提升零件的加工质量,提高航空发动机的整体性能。使用复杂零件的超精密加工发发,对小零件进行成型加工,使用小工具CCOS技术完成零件的切削和磨削,技术人员应该在数字化工业设计中做好工艺设计层、工艺工控层和数据转化层的辅助性工作,满足发动机零件的加工要求。本文从航空发动机中小零件数控车削加工特点进行讨论,提出几点有利于小零件数控车削加工效率加强的可行性建议。     

600℃高温钛合金双性能整体叶盘锻件制备技术研究进展

为了进一步挖掘600℃高温钛合金整体叶盘的性能潜力,通过材料技术和工艺技术的优化,创新发展了双性能整体叶盘设计思路及制备技术,即控制叶片和盘体分别采用最为适合航空发动机实际使用工况要求的组织状态,实现材料性能和结构设计的融合。在回顾整体叶盘结构发展历程及应用的基础上,分析先进发动机结构设计由追求均质整体叶盘向双性能整体叶盘转变的原因,重点介绍600℃高温钛合金TA29双性能整体叶盘锻件制备技术的最新研究进展。与分区控温锻造相比,分区控温热处理更容易实现双重组织的控制,即叶片获得等轴均匀细小的双态组织,盘体通过精确可控的β区热处理得到细晶的片层组织,过渡区的显微组织沿整体叶盘径向平缓变化。最后,指出600℃高温钛合金双性能整体叶盘应用研究未来拟解决的关键问题,包括整体叶盘叶片和盘体组织性能精确控制、过渡区位置及尺寸控制、关键服役性能评价与研究等。     

航空发动机典型零件加工技术及装备探讨

在航空发动机典型零件加工中,技术人员应该积极应用先进工艺,更新产品加工与误差控制的理念,显著提升发动机零件加工的品质。航空发动机与一些普通机械设备相比有较为明显的区别,航空发动机精密程度较高,零件形状结构较为复杂,零件的切除率大,对于生产工艺提出了较高要求。从技术实现角度出发,对航空发动机典型零件进行加工,技术人员应该坚持严谨的工作态度,使用配套的装备解决材料难加工的问题。     

航空发动机用整体叶盘制造技术

<正>一、引言整体叶盘(Blisk)是现代航空发动机的一种新型结构,它将发动机转子的叶片与轮盘进行整体设计与制造。与传统结构相比,由于省去了起连接与固定作用的榫头、榫槽和锁紧装置(如图1),整体叶盘具有如下优点:叶盘的轮缘径向高度、厚度及叶片原榫头部位尺寸均减小,显著减轻了转子的质量;零件数量大量减少,转子结构大为简化,有利于装配和平衡,使发动机的可靠性增加;在传统的叶片和轮盘连接方式中,榫头和榫槽之间     

某航空发动机整体叶盘耦合振动特性分析

通过建立某航空发动机整体叶盘的三维实体模型,对整体叶盘结构的耦合振动特性进行了固有模态特性分析。根据有限元软件ANSYS的计算结果,绘制了叶片共振转速Campbell图,分析了整体叶盘结构模态振动的基本特性,得到了整体叶盘节径-频率图,分析的结果为进一步研究整体叶盘的结构设计优化和避免共振提供了依据。     

焊接叶盘组合件加工探析

本文论述的是焊接结构整体叶盘组合件的加工方法。所介绍的零件为发动机压气机风扇三级焊接结构整体叶盘组合件。零件材料为钛合金材料,通过叶片、叶环、盘焊接而成。本文从零件精度要求、加工工艺路线介绍了叶盘整体情况,从叶铣削、车削加工中的零件装夹、程序编制、加工参数、刀具选用和切削用量等方面介绍了加工方案。     

航空发动机零件电火花加工工艺分析

新一代飞机的发展,对航空发动机性能提出了更高的要求。高性能发动机中采用的零件种类逐渐增多,传统的单一加工方法已经无法解决航空发动机复杂零件加工的问题,在机匣加工以及整体叶盘加工方面比较困难,这给零件加工方面带来了较大的挑战。为此,需要采用一种新型的加工工艺进行发动机零部件的加工,应用电火花加工工艺进行航空机械产品的加工,不仅可以改变零件表面的质量问题,还能够保证零件表面组织的稳定性。本文就航空发动机零件加工中电火花加工工艺的应用进行分析。     

一种整体叶盘加工预变形控制方法

为解决钛合金整体叶盘薄壁弯扭跨音速叶片叶型制造过程中存在的加工变形大、铣削稳定性差等问题,本文提出了一种整体叶盘加工预变形控制方法。采用叶型三维检测技术获取叶型位置度和扭转角,利用叶型铣削变形误差反向补偿方法控制叶片弯曲及扭转变形。在整体叶盘上进行了实验验证,结果表明该方法可有效提高叶型加工精度和成品合格率,具有技术借鉴价值。     

精密测量和加工中的激光技术

激光具有高方向性、高单色性、高相干性以及普通光源达不到的能量密度等优点。近年来,由于激光技术具有高准确度、非接触、稳定性好等独特优点,在精密加工和测量领域受到了广泛关注。本文综述了激光技术在精密测量和加工领域的应用现状,并根据其测量原理和应用场景的不同进行分类和总结。在现有发展现状的基础上,对激光技术在精密测量和加工领域的发展趋势进行了分析和展望,为进一步推动激光技术在精密测量和精密加工领域的应用提供参考。     

钢的激光增材制造研究进展及前景展望

激光增材制造是一种兼顾精确成形和高性能需求的一体化制造技术,为钢构件的高质量快速制造提供了新思路、新方法。从目前典型钢构件的激光增材制造成形质量控制、组织特征、力学性能和应用现状4个方面出发,主要综述了不同的能量输入及氧含量对成形致密度的影响,提出了如何降低孔隙率的方法,对比了不同激光增材制造工艺方法下,制备模具钢、不锈钢和超高强钢试件热处理前后的微观组织和力学性能。在此基础上,对钢构件激光增材制造的发展趋势和需要进一步深入研究的问题进行了讨论,指出了激光增材制造修复技术与超声辅助工艺相结合的发展前景。     

电弧增材制造路径工艺规划的研究现状与发展

路径工艺的合理规划对电弧增材制造成形过程的顺利进行,以及获取更高精度的成形件和提高成形效率等均有重要意义。先从成形效率、成形精度以及组织性能等方面,对常见的几种填充路径进行综述,然后经过分析总结并且结合实际情况,发现把自适应路径间距和复合式填充路径结合起来更能满足实际生活中的电弧增材制造生产要求,最后结合当前电弧增材制造技术路径规划的研究现状、研究重难点以及相关国家政策指出,电弧增材制造技术的未来发展趋势是实现复杂构件的自动化、智能化和绿色化制造。     

钴基高温合金增材制造研究现状及展望

钴基高温合金是一种在高温下具有高强度、良好的耐热、耐磨和耐腐蚀性能的材料,被广泛用于航空航天等领域。钴基高温合金增材制造技术具有材料利用率高、制造周期短和能够制造较为复杂零件等优点,相对于传统制造技术有巨大的优势,受到了社会的广泛关注。对钴基高温合金的合金化原理进行了阐述,总结了国内外钴基高温合金增材制造所使用的不同工艺方法,重点对钴基激光增材制造技术、钴基电子束激光增材制造技术进行了分析,综述了各种方法的研究现状和最新成果。评价了钴基高温合金增材制造技术在材料利用率、内部缺陷、成形精度、相关标准化方面的不足,并对钴基高温合金增材制造技术发展方向提出了预测。     

精密锻造成形技术在我国的应用情况及发展趋势（1）

精密锻造成形技术是应用范围越来越广泛的一种先进制造技术。本文简要介绍了精密锻造成形技术的发展概况，列举了大量的工程应用实例来阐明冷锻成形、温锻成形、闭塞锻造成形、铝合金的精密锻造成形、精密热模锻成形、复合成形、等温锻造成形等精密锻造成形工艺在我国的应用情况。在给出了我国精密锻造成形技术目前发展中存在的主要问题的基础上，指出了精密锻造成形技术的发展趋势。     

增材制造铜/钢双金属材料研究进展

铜/钢双金属材料具有力学强度高、物理化学性能优良等优势,在交通运输、电力能源和建筑工业等领域应用前景广阔。然而,传统熔铸工艺在制造铜/钢双金属材料时,容易在铜/钢界面处产生偏析现象,在一定程度上限制了铜/钢双金属材料的发展。与传统工艺相比,增材制造技术不仅能实现复杂加工零件的快速制造,而且在成形过程中较短的保温时间能缓和或消除异种金属材料界面产生的冶金缺陷,进而增强铜/钢双金属材料的力学性能。由于双金属材料是近年来的研究热点,有关增材制造铜/钢双金属材料的综述性文章较少,故综述了近年来激光、电子束及电弧增材制造技术制造铜/钢双金属材料的研究发展现状,分析了各技术的优缺点,并从制备方法、工艺参数及界面合金元素等角度,分析了影响材料界面组织性能变化的关键因素。发现在增材制造铜/钢双金属材料方面,目前激光增材制造技术主要应用于精度要求较高的小尺寸零部件,电子束增材制造技术适用于某些具有特殊性能的合金,如钛合金,而电弧增材制造技术适用于精度要求较低的大型复杂零部件。在铜/钢双金属材料增材制造过程中,界面处易形成显微组织分布不均匀、界面晶粒尺寸差异较大等现象,导致界面处产生应力集中,从而造成材料断裂失效。为解决上述难题,学者们已深入研究第二相形成机理,并采用优化界面处Cu-Fe比例和控制脆相金属间化合物等方式提高铜/钢双金属材料的性能。最后,对目前增材制造铜/钢双金属材料的研究发展现状进行了总结与展望,未来在冶金学和热力学方向上对铜/钢双金属材料仍需进行系统性理论研究,对双金属材料而言需要建立相关模拟数据库,以期为相关从业人员提供精细化指导建议。新型增材制造技术或复合增材制造技术的开发与应用都将成为未来增材制造铜/钢双金属材料研究的重点发展方向。