[發明專利]一種基于陶瓷型芯的渦輪葉片氣膜孔一體化制造方法

在審

• 申請號: 202010615052.5
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111702351A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 王琦;溫嶸;梁養民;耿軍儒;王瓊波;梁晨濤
• 申請（專利權）人: 中國航發動力股份有限公司
• 主分類號: B23K26/382
• 分類號: B23K26/382;B23K26/70
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李紅霖

本發明公開了一種基于陶瓷型芯的渦輪葉片氣膜孔一體化制造方法，包括以下步驟：首先，待渦輪葉片鑄造成型后，保留鑄造工序中需去除的渦輪葉片型腔中的陶瓷型芯；然后，對型腔中保留有陶瓷型芯的渦輪葉片進行氣膜孔加工；最后，待氣膜孔加工完成后，再去除渦輪葉片型腔中的陶瓷型芯。本發明形成一體化成套加工方法，實現渦輪葉片氣膜孔背壁無損傷一體化加工，加工后葉片內腔無損傷且工藝流程簡單，滿足設計要求。

技術領域

本發明屬于特種加工技術領域，具體涉及一種基于陶瓷型芯的渦輪葉片氣膜孔一體化制造方法。

背景技術

目前國內外，渦輪葉片氣膜冷卻孔多采用激光、電火花、電液束、超快激光或復合加工方式，但都存在背壁損傷問題，激光加工工藝尤為重要和明顯。

面對新型航空發動機渦輪葉片氣膜孔的發展需求，背壁防護問題將更加突出，葉片型腔空間將越來越窄，可防護的空間更加有限，無論是主動防護還是被動防護技術將面臨更加苛刻的條件，均無法實現葉片背壁完全防護。

發明內容

針對現有技術中的技術問題，本發明提供了一種基于陶瓷型芯的渦輪葉片氣膜孔一體化制造方法，形成一體化成套加工方法，實現渦輪葉片氣膜孔背壁無損傷一體化加工，加工后葉片內腔無損傷且工藝流程簡單，滿足設計要求。

為了解決上述技術問題，本發明通過以下技術方案予以實現：

一種基于陶瓷型芯的渦輪葉片氣膜孔一體化制造方法，包括以下步驟：

步驟1：待渦輪葉片鑄造成型后，保留鑄造工序中需去除的渦輪葉片型腔中的陶瓷型芯；

步驟2：對型腔中保留有陶瓷型芯的渦輪葉片進行氣膜孔加工；

步驟3：待氣膜孔加工完成后，再去除渦輪葉片型腔中的陶瓷型芯。

進一步地，還包括：步驟4：對去除陶瓷型芯的渦輪葉片進行清洗。

進一步地，所述步驟2中，采用長脈沖激光、超快激光或復合加工方式對渦輪葉片氣膜孔進行加工。

進一步地，采用五軸激光加工設備對渦輪葉片氣膜孔進行加工。

進一步地，采用五軸激光加工設備加工時，加工參數為：激光脈沖寬度為0.5～0.8ms，脈沖頻率為60～100Hz，激光功率百分比為70～90％，離焦量為-1～1mm，進給速度為60～80mm/min，輔助氣體為氬氣，輔助氣體壓力為0.6～0.8MPa。

進一步地，所述步驟3中，去除型腔中的陶瓷型芯的方法為：將渦輪葉片浸泡在堿液中，直至陶瓷型芯去除。

進一步地，將渦輪葉片浸泡在NaOH溶液中去除陶瓷型芯，具體參數為：脫芯釜工作溫度為145～150℃、脫芯釜壓力為100～120psi、壓縮空氣壓力為90～100psi、NaOH溶液的濃度為18～25％、脫芯循環時間為10～15小時。

進一步地，陶瓷型芯去除后，將渦輪葉片進行中和處理，中和液為10～15％(重量比)的檸檬酸水溶液，PH值＜7，中和時間為40～60分鐘。

進一步地，所述步驟4中，利用超聲波清洗機對去除陶瓷型芯的渦輪葉片進行清洗。

進一步地，清洗時選用純凈水作為清洗液。