晶粒度对发动机涡轮叶片性能的影响及其控制

本文分析了发动机涡轮精铸叶片晶粒度对叶片的影响,并提出了解决晶粒度问题的方法,对今后处理发动机精铸涡轮叶片的晶粒度问题提供了一定的依据。     

航空发动机涡轮叶片精密成形技术及其发展趋势

空心涡轮叶片一直是制约我国高性能航空发动机研制的瓶颈。针对空心涡轮叶片精铸合格率较低的问题,在讨论涡轮叶片精密铸造工艺的基础上,从精铸"控形"及"控性"两方面,对涡轮叶片精铸成形技术的研究成果进行了总结。此外,围绕未来更高性能航空发动机涡轮叶片,从材料、结构、工艺的角度对其发展趋势进行了讨论。分析认为,陶瓷基复合材料有望在发动机涡轮叶片上得到更广泛的应用。     

真空炉成型坩埚快换衬套组件

国外为了提高航空发动机精铸叶片的冶金质量,在真空炉熔铸涡轮叶片及涡轮导向叶片时,都严格地控制熔炉坩埚的使用寿命。例如英国罗·罗航空公司精铸工厂采用了等静压成型坩埚,并规定了成型坩埚的使用寿命:“熔铸涡轮叶片坩埚使用寿命不准超过10次,熔铸涡轮导向叶片不准超过20次,否则叶片的冶金     

涡轮叶片精铸模CAD／CAM原型系统开发与应用

将并行工程的思想和方法运用于航空发动机涡轮叶片精铸模具设计与制造的全过程,以ＩＭＡＮ 作为信息集成平台,开发出的ＣＡＤ／ＣＡＭ 原型系统真正实现了精铸模设计与制造的无纸化,使涡轮叶片精铸模具的设计周期缩短了６０ ％ ,数控编程周期缩短了５０ ％ 。     

双联和三联气冷涡轮导向叶片结构分析

从气冷涡轮导向叶片的结构形式,选材,涡轮气动性能,精铸工艺,使用可靠性及经济性等多方面进行综述分析和比较了双联和三联涡轮导向叶片的特点,并阐述了其在航空发动机中的使用和今后的发展趋势。     

航空发动机涡轮叶片精铸模CAD／CAM系统

本文介绍了航空发动机涡轮叶片精铸模ＣＡＤ／ＣＡＭ系统的基本结构、主要功能和关键技术。该系统完成了系统界面、功能和数据管理的集成，实现了精铸模具零件的特征造型、实体造型、零件装配尺寸协调、二维工程图绘制，提高了叶片精铸模设计的质量和效率。     

新机研制中的新材料和热工艺应用

在涡扇、涡轴两种中、小型燃气涡轮发动机的研制中，采用了较多的钛合金、高温合金和高强结构材料和粉末盘热等静压、单晶叶片精铸、等温锻造、无余量整体精铸、大型薄壁带铸造油路的名合金铸造、多弧等离子镀、蜂窝激光焊、高温真空钎焊和钛合金的锻造、铸造、表面处理、焊接等新工艺，保证了新机性能，使中小涡轮燃气发动机制造技术上了一个新台阶。     

锻造镍基合金涡轮叶片晶粒度的控制

本文从材料、叶片制造工艺、晶粒度对叶片性能的影响等方面对晶粒细化的可能途径进行了研究,提供了控制涡轮叶片晶粒度的可靠途径。     

低压涡轮铸造叶片几何不确定性统计

精铸涡轮叶片的几何偏差诱因较多，几何偏差的统计对认识偏差来源及统计建模、评估叶片几何精度等均具有重要意义。首先初步分析千套低压涡轮真实叶片几何偏差的基本特征，通过主元分析提取偏差模态并识别主要偏差来源，发现该涡轮叶片存在明显的偏移、扭转和叶型误差。之后介绍一种基于优化策略的高效高精度叶片几何偏差分解方法，分离出偏移误差、扭转误差和叶型误差，统计发现总体几何偏差的概率密度函数（PDFs）接近高斯分布。最后对叶型误差进行统计分析并发现相对于真实叶片，偏差分解后叶型轮廓度误差的统计均值和标准差均明显下降，叶片合格率明显上升；此外，通过叶表特殊位置的轮廓度统计发现叶型轮廓度的概率密度函数也近似满足高斯分布。     

进一步提高电解加工技术

电解加工作为一种工艺方法用于生产,在我国已有十多年的历史,不论在电解加工工艺技术上还是在设备设计制造上都有了很大的进展。电解加工的应用范围正在不断扩大。航空发动机叶片的成批生产,已能直接由锻件加工而且基本上保证型面公差在0.18毫米以内。目前电解加工的叶片类型正在不断扩大:从锻造叶片到精铸叶片,从镍基合金叶片到钛合金叶片,从小涡轮叶片到大型风扇叶片,从单个叶片到整体涡轮叶片,还要扩大到整体涡轮扭曲叶片的加工。     

航空发动机涡轮叶片精铸模具的现状及发展趋势

未来航空发动机涡轮叶片精铸模具将朝着智能化、网络化、超精密、绿色化的方向发展航空发动机是航空飞行器的心脏,它的内腔由一系列叶片及其他复杂结构的零件组成,此类零件的制造精度直接影响发动机的总体性能。新型发动机不断追求高推重比和高功重比,使航空发动机的相关零件结构日趋复杂。如叶片的流入角和流出角的变化使得叶片向薄壁、扭曲、空心等方向发展,叶片进排气截面半径呈曲线分布,所用材质由铝合金向不锈钢、空发动机及其他产品精铸件二类工装模具的设计主要靠设计人员在图纸上进行手工二维串行设计,要求高、周期长,还容易出现反…     

涡轮叶片晶粒细化及热等静压技术的应用

论述了涡轮工作叶片晶粒细化方法的机理，温度参数的影响、铸造工艺及其试验效果，简要阐述了热等静压和热处理的应用技术及工艺参数等对叶片晶粒度、贫铬层、显微组织、力学性能及其尺寸的影响。     

基于知识的涡轮叶片精铸模具智能设计系统框架

针对涡轮叶片精铸模具设计过程中存在的设计周期过长、专家知识重用率不高、智能化程度不高等问题、提出将知识工程引入涡轮叶片精铸模具设计领域,构建基于知识的精铸模具智能化设计系统,在此基础上.重点研究了智能设计系统中相关关键技术.应用结果表明,该系统能有效地对专家知识进行继承利用,提高模具设计效率和质量.     

真空精铸空心涡轮叶片晶粒度的控制

涡轮叶片在工作中,大多数的损坏是由于热疲劳和热冲击所造成。如何提高涡轮叶片的这两方面的性能,除改善叶片的合金材料外,控制叶片表面细小而均匀的晶粒也是改善上述性能的重要途径。航空发动机涡轮叶片表面大都要求进行晶粒尺寸的控制,消除与叶身纵方向相垂直的柱状晶以及粗晶、混晶,以获得细小均匀的等轴晶结构。     

基于检测结果的涡轮叶片精铸型腔反变形优化设计

针对空心涡轮叶片精铸过程中的试错法和数值仿真法难以敏捷反应铸件的真实变形情况,提出一种基于检测结果的精铸零件反变形综合补偿方法.通过对精铸叶片试模样件进行三坐标检测及统计分析,得到叶身截面收缩、扭转和弯曲变形情况,并建立其综合补偿反变形模具型腔优化算法,实现精铸型腔的反变形优化设计.以精铸叶片试模样件叶尖处截面为例,其叶身段型面误差、前缘最大误差、后缘最大误差相对于未补偿前分别减少了50%,68%和31%.实例验证表明:其研究成果能有效提高空心涡轮叶片的精铸成型精度,达到精确控形的目的.      

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。     

精铸空心涡轮叶片模具虚拟修模方法

针对精铸空心涡轮叶片的精确控形问题,开展模具型腔优化设计中的虚拟修模技术研究.以某型号空心涡轮叶片为研究对象,采用数值模拟的方法,通过使用ProCAST软件对有限元模型进行计算,获得空心涡轮叶片的精铸位移场,基于位移场的反变形虚拟修模方法对模具型腔进行优化设计.经修模后的模具型腔仿真验证及模具型腔型号鉴定,结果表明,按...     

WDZ—1涡轮叶片无余量精铸工艺

WDZ－1涡轮叶片采用无余量精铸取代有余量精铸工艺，解决了公司多年一直没有解决的冷热加工定位基准转换不协调的问题，并在试验中采用蜡模矫正模防止尺寸变形，调整孕育剂的含量，降低金属凝固时存在的温度梯度等方法，使叶片成品率大大提高。     

无余量精铸涡轮叶片“QC”小组工艺试制质量控制

介绍了某起动机无余量精铸涡轮叶片质量改进工艺攻关试制过程控制，通过有余量叶片改无余量叶片等方案的实施，从而保证了该零件的顺利试制和产品质量的提高。     

航空发动机涡轮叶片接触式测温技术应用进展

航空发动机涡轮叶片测温技术能够揭示涡轮叶片的温度分布情况，对其开展性能评估、失效分析和优化设计具有重要意义。涡轮进口温度的不断提升对应用于航空发动机涡轮叶片的测温技术提出了更高的要求。现有的航空发动机涡轮叶片接触式测温技术可采集叶片表面温度和近表面气流温度，本文主要介绍了三种应用于涡轮叶片的接触式测温技术，包括薄膜热电偶、测温晶体和示温漆，简要说明了三种测温技术的工作原理，归纳了国内外应用现状，总结了各自的优势与不足，并对其发展方向进行了展望。