定向空心叶片的陶瓷型芯

随着发动机叶片冷效的提高，用于制造空心叶片的陶瓷型芯必须承受结构复杂、工作条件苛刻的压力。本文着重阐述了几种用于定向空心叶片陶瓷型芯材料的组成、性能及成形工艺特点。     

航空发动机叶片用陶瓷型芯的光固化增材制造研究现状

随着对高推重比和高效率航空发动机日益增长的需求,发动机叶片正朝着复杂空心结构的方向发展,而这对高性能复杂结构的陶瓷型芯提出了更高的要求.与此同时,基于光固化原理的增材制造技术可以实现无模具条件下的高精度、快速以及综合性能优异的陶瓷型芯制备.然而,目前基于光固化增材制造的陶瓷型芯制备工艺依旧面临控制尺寸精度、优化脱脂烧结...     

镍基合金空心叶片浇铸用硅基陶瓷型芯的制备及性能

采用热压注工艺成型氧化硅基陶瓷型芯。分析焙烧后型芯的化学成分、微观结构、孔隙率、线膨胀系数以及力学性能。结果表明:型芯的孔径呈多峰分布,且主要分布在0.1～5μm之间;从室温至1400℃,型芯的线膨胀系数随温度的升高而减小,在1170～1350℃之间其线膨胀系数下降趋势骤然加剧;经1200℃焙烧制备的陶瓷型芯主晶相为β-方石英相与无定形石英玻璃共存,经1550℃高温2h处理后型芯烧结程度提高,骨架致密度增大,孔结构更加分明,表面及内部裂纹的数量、长度均增大。采用实验室自制的硅基陶瓷型芯进行镍基高温合金单晶空心叶片的浇注实验,结果表明所制备的型芯可以满足单晶叶片精密铸造的要求。     

烧结温度对SiO2-ZrO2体系陶瓷型芯材料性能影响研究

采用传统的热压铸工艺制备可快速脱芯的定向、单晶空心涡轮叶片用SiO2 -ZrO2体系陶瓷型芯材料,研究结果表明,该材料随烧结温度从1150℃增加到1200℃,收缩率变大,当烧结温度超过1200℃时,烧结收缩增加显著,1200℃烧结的陶瓷型芯晶粒发育比较完善,主要相组成为非晶SiO2、方石英、ZrO2,其综合性能最佳,室...     

工艺所推出陶瓷型芯模具和增力夹紧装置

工艺所推出陶瓷型芯模具和增力夹紧装置涡轮叶片陶瓷型芯模具制造技术和模具快速增力夹紧装置，已由北京航空工艺研究所研制成功并通过专家鉴定。这套制造技术完整、实用、成本低，符合工程化要求；快速增力夹紧装置结构新颖，操作简便，为陶瓷型芯制坯提供了新装备，可满...     

高温涡轮叶片陶瓷型芯模具的计算机辅助制造

增大高温涡轮叶片的冷却面积可改善冷却效果,以大大提高发动机的推力。目前高温涡轮叶片多采用冷却型腔代替冷却型孔。制造陶瓷型芯,模具是关键,因为该模具型腔构型十分复杂,以致采用常规的机械加工方法,甚至常规的数控加工方法都难以完成。我们采有计算机辅助程序设计、数控刨铣的综合工艺,和过一年多的研制,完成了陶瓷型芯模具的试制工作。     

焙烧型芯用填料成分对定向空心叶片陶瓷型芯质量的影响

讨论了定向空心叶片用ＸＤ－１陶瓷型芯质量与焙烧用的Ａｌ２Ｏ３填料化学成分的关系，指出Ｎａ２Ｏ含量过高是陶瓷型芯焙烧质量恶化的主要因素之一。     

高温合金芯撑在熔模精铸空心叶片上的应用

本文结合我公司在研制X发动机第一级整流空心叶片工作中,为防止在型壳的焙烧及合金浇注过程中陶瓷型芯变形、断裂,而采用高温合金芯撑的试验的实践,阐述了采用金属芯撑的目的、作用;金属芯撑的材料、直径、形式的选择;采用金属芯撑的工艺及其质量控制.试验收到了良好的效果,获得了采用高温合金芯撑浇注空心叶片的经验,迈出了我国在熔模精铸空心叶片上应用高温合金芯撑的第一步.     

关于叶片陶瓷型芯研制与生产专业化的思考

对航空发动机涡轮叶片陶瓷型芯的需求及材料、结构和工艺进行了分析,提出了陶瓷型芯研制与生产专业化问题的看法和建议。     

基于多种莫来石纤维的硅基陶瓷型芯增强机制及性能研究

分别以多晶、非晶莫来石纤维为增强相制备氧化硅基陶瓷型芯,探究纤维种类对型芯性能的影响。非晶纤维在促进方石英析晶、降低收缩率、提高气孔率方面的效果低于多晶纤维。相比于多晶纤维,非晶纤维具有较多结构缺陷,纤维与基体通过扩散传质形成紧密的结合,显著提高型芯的强度和抗蠕变性能,而且非晶纤维的亚稳态结构在碱性溶液中具有较高的化学活性,使型芯表现出优良的溶蚀性。非晶莫来石纤维质量分数为3%的硅基陶瓷型芯表现出优异的综合性能,其室温弯曲强度达27.7 MPa,高温弯曲强度为22.4 MPa,高温蠕变为0.31 mm,溶蚀率为1.26g/min,能够很好地满足空心叶片的浇注需求。     

陶瓷型芯用材料及其组织的形成机理

本研究的目的是寻找制造重要铸件的陶瓷型芯的成分和工艺。为保证陶瓷壳型最佳的使用性能,可使用综合粘结剂—耐热有机硅清漆及细弥散碳化硅。这时在焙烧过程中在电熔刚玉颗粒上形成高致密性的细纤维膜状粘结剂。使用结晶石英粉和碳酸钙粉作为粘结剂时,电熔刚玉颗粒被与其烧结的和自身间烧结的石英颗粒所粘结,石英颗粒又形成特殊的骨架而保证了材料强度。     

型芯型壳一体化空心涡轮叶片制造方法

基于光固化快速成型原型的空心叶片内外结构一体化制造方法是目前快速成型技术中,成型精度最高的快速成型方法.该方法可以成型任意复杂的、具有空间交错特征的叶片内腔,型芯型壳同时成型,无需设计制作型芯压制模具和蜡模模具;同时,型壳通过凝胶注模一次成型,可以直接成型气膜孔.这些都是传统熔模铸造所没有的特点.     

高温合金涡轮叶片材料的现状与发展

 本文回顾了自1956年以来,近三十年我国航空发动机铸造涡轮叶片的发展历史和现状,归纳了在此期间材料和铸造科研人员提供的铸造高温合金和铸造方法,满足了航空发动机的需要。 在铸造动叶片、空心叶片的陶瓷型芯、弥散强化合金的研究与运用计算机进行质量控制等方面都取得显著的成就。 着眼为将来发展高性能发动机,文中提出研究陶瓷和难熔金属材料以适应下列要求: 1.更高的工作温度 2.更高的表面稳定性 3.更高的力学性能 除了应不怕失败地发展上述材料外,还应考虑高温合金仍是550～1100℃下工作的发动机结构件材料,而且还要使用一段很长的时间。因此,要研究推广计算机的应用。难熔金属模具及真空压铸叶片工艺的改进,将提高叶片质量和代替传统的熔模铸造工艺。     

英国航空涡轮叶片的质量控制

涡轮叶片是航空发动机中最关键的部件之一,要求可靠地进行运转,因此对叶片的制造要求采用先进的铸造工艺,制定严格的验收标准,采用可靠的检验方法。这里介绍英国的一些情况。在英国,从事航空涡轮叶片铸造的公司都要得到英国民航当局或国防部的同意和许可。表1是目前英国航空涡轮叶片用合金的化学成分,成分要求严格控制,特别是有害元素例如铋要求控制在0.5ppm,银及铅要求控制小于5ppm。叶片广泛采用陶瓷型芯,叶片的层厚可以小到1毫米,芯子直径小到0.5毫米。     

氧化铝基陶瓷型芯研究进展

随着航空发动机涡轮前燃气温度的不断提高,现有高温合金材料的承温状况都已接近极限,因此,改善叶片冷却结构、提高叶片冷却效率已成为涡轮叶片设计与制造者当前追求的目标,而其关键技术则在于陶瓷型芯的制造     

涡轮叶片复杂内腔的模具设计

阐述承模具设计中对复杂内腔无法用金属型形成成时采用陶瓷型芯，在陶瓷型芯模设计中采用多愉结构和圆锥面锁紧新的工艺方法。     

宽弦空心风扇叶片制造工艺的发展

本文主要分析了国外新一代涡轮风扇发动机的宽弦空心风扇叶片的设计特点，介绍了空心风扇叶片的超塑成形和扩散连接工艺。宽弦空心风扇叶片的设计与制造工艺正为新一代高推重比军用发动机所采用。     

强化处理对单晶叶片用氧化铝基陶瓷型芯的影响

对一种单晶叶片用的氧化铝基陶瓷型芯材料进行了特定的强化处理，研究其对型芯组织和性能的影响，发现强化后的陶瓷型芯体内形成了片状的莫来石晶体，其线膨胀峰值温度要比未经强化的型芯高出２００℃以上，高温性能得到了显著提高。     

熔模铸造空心涡轮叶片的断芯及解决措施

近代航空工业生产的喷气发动机,为了提高涡轮前进口温度,单纯的依靠提高涡轮叶片材料的耐热性能已经满足不了近代高性能发动机的要求,因为材料本身耐热性能的潜力已经不大。目前,空冷技术已在国内外的涡轮叶片和导向叶片上得到了广泛的采用,它可以使涡轮前进口温度至少提高120℃以上,从而提高了发动机的推力。采用石英玻璃型芯(以下简称型芯)形成的精铸涡轮叶片孔型就是一种新的冷却方式。由于型芯做成复杂异型孔形较困难,一般采用断面为圆形或椭圆形较多,圆形型芯直径达φ0.8～φ1.0毫米已经在国内用于批生产。在精铸涡轮叶片批生产中,直径为中φ1.0毫米的型芯往往在型壳和铸件中产生断芯,断芯位置在靠近转角R处。断芯与型芯材料、模具结构、模料、制壳工艺、铸件的凝固等因素有关系,经过试验和多年批生产实践已经掌握了断芯规律和解决方法,从而稳定了批生产质量,型壳断芯率由试制初期的70％以上降到10％以下,铸件中的断芯已基本消除。     

强化处理对单晶叶片用氧化基陶瓷型芯的影响

对一种单晶叶片用的氧化铝基陶瓷型芯材料进行了特定的强化处理，研究其对型芯组织和性能的影响，发现强化后的陶瓷型芯体内形成了片状的莫来石晶全，其线膨胀峰值温度要比未经强化的型芯高出２００℃以上，高温性能得到了显著提高。