Entegre blisk üretim teknolojisi

Şu anda, yabancı blisk üretim teknolojileri temel olarak şunları içerir: kaynak teknolojisi, frezeleme işleme teknolojisi, hassas dövme üretim teknolojisi, elektrolitik işleme teknolojisi, vb. Benimsenen teknolojik süreç şudur: hassas dövme + sayısal kontrol işleme; hassas kaynak + sayısal kontrol işlemi; yüksek sıcaklık alaşım hassas döküm Boş + sıcak izostatik presleme. Üretim süreci teknolojisinin ana uygulaması Tablo 1'de gösterilmektedir. Amerika Birleşik Devletleri, İngiltere, Rusya ve diğer gelişmiş ülkeler, entegre blisk üretimi alanında lider konumdadır ve gelişmiş frezeleme ekipmanı ve kaynak işlemi ekipmanına sahiptirler.

image.png

Son yıllarda uçak motoru blisklerinin üretim teknolojisi ile ilgili yurt içi araştırmalar belli bir seviyeye ulaşmış ve blisklerin komple imalatı gerçekleştirilmiştir. Blisk yapısının ve üretim süreci gereksinimlerinin analizi yoluyla, kompozit üretim süreçlerinin ev içi kullanımı temel olarak şunlara ayrılır: Boş üretim şekillendirme, hassas şekillendirme işleme, yüzey parlatma, yüzey işleme ve diğer işlemler, her işlem aşaması çeşitli işlem teknolojilerine sahiptir. ve birçok işlem teknolojisi, çeşitli farklı genel blisk üretim süreçleri oluşturmak için birleştirilir. Aynı zamanda, bazıları yerli hala araştırma ve geliştirme aşamasındadır ve süreç akışı ve anahtar teknolojileri Şekil 2'de gösterilmektedir.

Forma yakın boşluk teknolojisi

Entegre kanatlı diskin hassas kesme teknolojisi, yakın şekillendirme yönünde gelişmektedir. Yakın şekillendirme teknolojisi, malzeme işleme alanında önemli bir teknoloji haline geldi. Düşük maliyet, esnek çalışma ve kısa pazara giriş süresi özelliklerine sahiptir ve entegre blisk üretimindeki kilit noktaları çözer. Üretim verimliliğini artırmak ve malzeme ve enerji tasarrufu hedefine ulaşmak için üretim teknolojisi. Kanatçıklı disklerin imalatında formuna yakın kesme teknolojisi temel olarak şunları içerir: hassas dövme teknolojisi, hassas döküm teknolojisi, elektron ışını kaynak teknolojisi, doğrusal sürtünmeli kaynak teknolojisi vb.

01

Hassas dövme teknolojisi

Şu anda, entegre blisk, bir kesme yöntemi olarak çoğunlukla hassas dövme işlemini kullanmaktadır. Bu teknoloji, yalnızca değerli metal malzemelerden tasarruf etmekle kalmaz, işlenmesi zor malzemelerin işlenme miktarını azaltmakla kalmaz, aynı zamanda genel blisk'in yorgunluk dayanımını ve hizmet ömrünü de iyileştirir. Modern hassas dövme teknolojisinde, blisk'in yakın şekillendirme işlemi sırasında blisk dövmeleri hassas bir şekilde tasarlanır. Bıçaklar ve disk küçük bir kenar boşluğuyla bırakılmıştır. Bıçakların yeterli deformasyonunun ve şeklinin sağlanması gereklidir. İzotermal dövme teknolojisi ve süperplastik izotermal kalıp dövme teknolojisinin uygulanması, süperalaşım ve titanyum alaşımlı kompresör disklerinin körleme işlemi için bir garanti sağlar ve mükemmel yapı ve mekanik özellikler elde eder.

Amerika Birleşik Devletleri GE şirketi, bıçaklı kompresör kanat diski rotorunu üretmek için izotermal dövme teknolojisini uyguladı ve bu da malzeme kullanım oranını 4 kat artırdı. Hassas dövme parçaların boyutsal doğruluğu 0,1 ~ 0,25 mm'ye ve yüzey pürüzlülüğü 0,4 ~ 1,6 μm'ye ulaşabilir. Yurtiçi Baoshan Demir ve Çelik Ltd. Titanyum alaşımı entegre blisk testi ve dövme sonuçları gösterdi, Dövmenin her bir bölümünde katlanma ve diğer kusurlar yoktur ve şekil iyidir.

02

Hassas döküm teknolojisi

Hassas döküm işleminin ve döküm sayısal simülasyon yazılım teknolojisinin yeni gelişimi, özellikle metal malzemelerin yönlü katılaşma ve sıcak izostatik presleme teorisinin derinlemesine incelenmesi nedeniyle, döküm alaşımlarının yapısını ve performansını iyileştirmekte, dökümü tahmin etmektedir. boyut deformasyonu, döküm hataları ve döküm sürecini optimize etme. Giderek daha önemli bir rol oynamak, sadece döküm alaşımının yapısını ve performansını büyük ölçüde iyileştirmekle kalmaz, aynı zamanda bıçağın ana gerilme yönüne dik tane sınırı boyunca bıçak yüzeyinde yorulma çatlakları sorununu da çözer, yorulma direncini artırır bıçak ve yüzey çatlağını azaltır.

1970'lerde Amerika, yönlü kanatlı ve eşit eksenli ince taneli göbekli entegre kanatlı disklerin döküm işlemi üzerine kapsamlı bir araştırma gerçekleştirdi ve Mar2M247 ve CM681 yönlü alaşım malzemelerine dayanan çift performanslı entegre blisk döküm teknolojisini başarıyla gerçekleştirdi. blisk'in bıçakları Yönlendirilmiş sütunlu kristaldir, rulet eş eksenli kristaldir.

Ulusal Havacılık Malzemeleri Enstitüsü, çift performanslı alaşım malzemelerinin seçimini, entegre blisk yapısının oluşum yöntemini, kontrol önlemlerini, döküm işlemi parametrelerini ve ısıl işlemin blisklerin mekanik özelliklerine etkisi. , Kanat katılaştırma işlemi sırasında bir radyal sıcaklık gradyanı elde etmek için döküm işlemi için özel bir cihaz tasarladı ve Şekil 3'te gösterildiği gibi, 120 mm çapında ve 34 kanatlı bir türbin kanatçıklı diskini farklı test şemalarından başarıyla döktü.

image.png

Şekil 3 İntegral blisk'in döküm örneği

03

Elektron ışını kaynak teknolojisi

Elektron ışını kaynağı, vakumlu veya vakumsuz olarak yerleştirilen kaynakları bombardıman etmek için hızlandırılmış ve odaklanmış elektron ışınlarını kullanma ve kaynak yapmak için üretilen ısı enerjisini kullanma yöntemidir. Elektron ışını kaynağı, metal malzemelerin derin penetrasyon kaynağını gerçekleştirmek kolaydır. Dar kaynak dikişi, geniş en boy oranı, küçük kaynak ısısından etkilenen bölge, kaynak işlemi parametrelerinin kolay ve hassas kontrolü, iyi tekrarlanabilirlik ve stabilite avantajlarına sahiptir ve dikiş takibi, hızlı akış gibi otomatik teknik avantajlara sahiptir. sapma ve çoklu eriyik havuz kaynağı, havacılık ve diğer endüstrilerde yaygın olarak kullanılmasını sağlar.

Elektron ışını kaynağının erken gelişimi ve nispeten olgun teknoloji nedeniyle, ilk olarak blisk üretim sürecinde kullanıldı. İlgili verilere göre, EJ200 üçüncü aşama fan blisk, elektron ışını kaynak teknolojisi ile oluşturulan ilk blisk idi. Tek tek bıçaklar, elektron ışınıyla bir bıçak halkasına kaynaklanır ve ardından dövme ve elektrolitik olarak işlenmiş disk ağı ve bıçak halkası, elektron ışını kaynak teknolojisi ile entegre bir blisk yapısı oluşturmak için kaynaklanır.

Çin'de, blisk'in elektron ışını kaynak işlemi esas olarak titanyum alaşımlı malzemenin bliskine uygulanmaktadır ve birçok araştırma kurumu blisk'in elektron ışını kaynağı üzerinde çok sayıda araştırma testi gerçekleştirmiştir. AVIC Shenyang Liming Aero Engine Co., Ltd. Teknik Merkezi, TC4 blisk'in elektron ışını kaynak işleminde deformasyon kontrol yöntemi üzerine çok sayıda araştırma yaptı ve kaynak işlemi optimizasyonu, rijit sabitleme, vakum ısısı gibi kapsamlı bir uygulama önerdi. işlem ve elektron ışını yerel ısıtma. Deformasyon kontrol yöntemi ve ilgili deneyler yoluyla, kaynak deformasyonunu etkin bir şekilde kontrol eder ve elektron ışını kaynağının tüm blisk yapısının imalatını gerçekleştirir.

Elektron ışını kaynağı blisk teknolojisi, yüksek stabilitesi nedeniyle yerel blisk imalat alanında yaygın olarak kullanılmaktadır, ancak sınırlandırması, yalnızca titanyum alaşımlı blisklerin kaynak işlemi ve yüksek sıcaklık alaşımlı blisklerin kaynağı için uygun olmasıdır. . Büyük teknik kusurlar var ve daha derinlemesine araştırmaya ihtiyaç var.