[發明專利]一種高強度鈦合金航空發動機葉片

在審

• 申請號: 201810586180.4
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN108868895A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 劉達;王河平;宗國翼
• 申請（專利權）人: 南京賽達機械制造有限公司
• 主分類號: F01D5/14
• 分類號: F01D5/14;F01D5/28;C21D9/00;C22F1/18;C23C8/24;B23P15/00;B23P15/02
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 任立

1.一種高強度鈦合金航空發動機葉片，其特征在于：包括葉片主體（1）、密封機構（2）及葉根（3），所述密封機構（2）設置于所述葉片主體（1）的頂端，所述葉根（3）設置于所述葉片主體（1）的底端，其中：

所述葉片主體（1）上設有水平設置的加強塊（4），所述加強塊（4）內設有多個豎直排列的加強筋；

所述密封機構（2）從下至上依次包括硬質橡膠層（21）、彈簧層（22）、纖維布層（23）、無紡布層（24）和刷層（25），所述硬質橡膠層（21）與所述葉片主體（1）的葉尖連接；

所述葉根（3）連接葉片主體（1）底端的一側設有圓柱形凸臺（5），所述葉片主體（1）底端設有與所述圓柱形凸臺（5）相適配的凹槽。

2.根據權利要求1所述的高強度鈦合金航空發動機葉片，其特征在于：所述葉片主體（1）為S形結構。

3.根據權利要求1所述的高強度鈦合金航空發動機葉片，其特征在于：所述硬質橡膠層（21）為硬質橡膠塊，硬質橡膠塊的外表面對稱設置有兩條導流槽（26），導流槽（26）向所述硬質橡膠塊邊緣處延伸形成導流口（27），兩條導流槽（26）之間通過橫向平行設置的第二導流槽（28）連通。

4.根據權利要求1所述的高強度鈦合金航空發動機葉片，其特征在于：所述的纖維布層（23）為棉麻纖維布疊合而成，所述刷層（25）為若干與無紡布層（24）連接的鋼絲刷，每個鋼絲刷由若干鋼絲條相互纏繞形成。

5.根據權利要求1所述的高強度鈦合金航空發動機葉片，其特征在于：所述葉片主體（1）及葉根（3）分別為鈦合金材料制作而成。

6.根據權利要求1所述的高強度鈦合金航空發動機葉片，其特征在于：該葉片的生產工藝具體如下：

（1）將葉片主體及葉根的原料在鋼廠經過冶煉、熱軋和冷卻制成各自的坯料，用砂輪切割機對坯料進行切割，切割后在曲軸壓力機上擠桿、鍛頭成形，得到葉片主體及葉根各自的成形坯料；

（2）采用精密無余量鑄造，鍛造時先對鍛模進行預熱至182-184℃并采用模具潤滑劑對鍛模進行潤滑，采用預熱并潤滑后的鍛模對步驟（1）中的成形坯料進行鍛造，預鍛溫度為400-550℃，終鍛溫度為811-813℃，得到葉片主體及葉根各自半成品；

（3）對步驟（2）中鍛造后的得到的半成品進行熱處理，熱處理溫度控制在400-650℃，并對熱處理后的半成品進行機械加工；

（4）對經機械加工后的半成品進行穩定化處理加熱到650-700℃，保溫15-18分鐘，隨后冷至室溫；

（5）對冷卻后的半成品采用磨粒流機床進行磨粒流加工，將葉片主體及葉根各自半成品固定在兩個磨粒虹容器之間的通道中，通過虹內活塞隊擠壓磨料來回流動，工作壓力為6mpa；

（6）經步驟（5）處理后的半成品采用水基清洗劑進行除油，并以水膜連續實驗方噶檢驗表面除油效果，然后將其吹干；

（7）將半成品浸泡在溶液中5-7min，所述的溶液為雙氧水和鹽酸的混合液，按體積比雙氧水：鹽酸=2:1；浸泡后用流動水沖洗干凈，并吹干；

（8）對步驟（7）浸泡后的半成品的表面進行氣體氮化處理，將汽半成品放置于氣體氮化爐中并向爐中通入NH3，將爐升溫至325-327℃，保持20-22小時得到最終的葉片主體及葉根；

（9）將得到的葉片主體及葉根成品經后續理化檢驗及超聲波探傷最后經清潔包裝入庫。

7.根據權利要求1所述的高強度鈦合金航空發動機葉片，其特征在于：步驟（4）中冷至室溫采用采用水冷與空冷結合，先采用水冷以5℃/s的半成品水冷至350-400℃，然后空冷至200-250℃，再采用水冷以3℃/s的冷卻速率冷至100-120℃，最后空冷至室溫。