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      磨粒流加工控制葉片氣膜孔重熔層去除量的方法

      希樺機械 發布:東莞市希樺機械有限公司 發布日期:2022-06-11

      氣膜冷卻技術是具有代表性的渦輪葉片重要結構改進之一,主要結構特點是在渦輪葉片前緣、葉身型面等部位設計了大量的氣膜孔用于渦輪葉片冷卻,孔徑一般在0.2~0.8mm,空間角度復雜。因而,氣膜孔的加工技術成為渦輪葉片制造的關鍵技術之一。

       目前,葉片氣膜冷卻孔的加工主要采用激光打孔、電火花打孔、電液束打孔等方法,各種方法均有各自的特點。激光打孔效率高,但重熔層較厚;電火花打孔重熔層相對較??;而電液束打孔無重熔層,質量好,但效率較低。


      發動機的渦輪葉片是發動機能夠實現熱力循環的關鍵零件,在發動機工作過程中,隨著渦輪前溫度的不斷提高,以及受發動機燃燒室溫度場不均、渦輪葉片材料自身抗高溫能力的限制,葉片自身的冷卻是解決耐高溫問題的關鍵。目前改善葉片自身冷卻性能的方法是在葉片的葉身一側加工若干個冷卻氣膜孔,以實現氣膜冷卻,降低葉片溫度,因此,

      渦輪葉片冷卻氣膜孔的加工質量嚴重影響了發動機的可靠性。目前,批量加工渦輪葉片氣膜孔的方法多是采用電火花加工,利用放電時局部瞬間產生的高溫把金屬蝕除下來,在葉片上形成熔融的直徑在0.3-0.6mm之間的氣膜孔,但是這種方法存在的問題是氣膜孔孔壁表面上的合金熔融后再經冷卻,會形成一層不規則的渣晶粒,也就是常說的重熔層,由于重熔層的晶粒不規則,晶間間隙很大,會形成不易被肉眼所察覺的微裂紋,葉片的整體機械性能受此影響,很容易出現葉片疲勞斷裂,導致發動機空中停車,帶來巨大的安全隱患和經濟損失。

      針對上述問題,目前的解決方法有兩種,一是通過電化學或電解方法將重熔層去除,,二是直接向氣膜孔中加入特別配制的腐蝕液,腐蝕掉重熔層,但是由于氣膜孔的直徑、重熔層的去除質量不可控,采用上述方法無法很好地控制重熔層去除量,反而會給晶界帶來腐蝕隱患,過腐蝕會傷害到葉片本體,反而起到反作用。

      現有技術中還可以采用磨粒流加工去除葉片氣膜孔重熔層,其中去除量與加工時磨料磨損程度、磨料容量、工作壓力、磨料型號、磨削次數、設備自然升溫和環境溫度有關,磨料的損耗程度影響磨削質量,因設備自然升溫引起的磨料黏度下降,降低磨削力,影響磨削質量,葉片不同氣膜孔承受的內壓不同,同等條件下的磨削量也不同,現有的磨粒流加工方法通常會通過調節這些參數,不斷平衡這些因素,以達到最佳的磨削量。


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