[發明專利]一種基于熱等靜壓工藝的空心出口導向葉片的制備方法

在審

• 申請號: 202110034510.0
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112620634A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 張國棟;唐洪奎;楊超;周林;卓君;羅成;賴運金;梁書錦;王慶相;瞿宗宏
• 申請（專利權）人: 西安歐中材料科技有限公司;中國航發商用航空發動機有限責任公司
• 主分類號: B22F5/10
• 分類號: B22F5/10;B22F3/15;B22F3/24
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙) 11427
• 代理人: 王營超

1.一種基于熱等靜壓工藝的空心出口導向葉片的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1）根據導向葉片設計導向葉片毛坯；

步驟2）根據導向葉片毛坯設計包套；

步驟3）制備TC4鈦合金球形粉末；

步驟4）將步驟3）制備的TC4鈦合金球形粉末裝入步驟2）所述包套中，并且除氣封焊；

步驟5）將裝有TC4鈦合金球形粉末的包套放置于熱等靜壓爐內進行熱等靜壓；

步驟6）去除包套，得到導向葉片毛坯；

步驟7）將步驟6）導向葉片毛坯進行熱處理；

步驟8）將步驟7）導向葉片毛坯粗機加工，去除兩端多余的坯料；

步驟9）焊接導向葉片毛坯兩端空洞；

步驟10）將導向葉片毛坯進行精機加工得到導向葉片，并在導向葉片表面進行噴丸處理。

2.根據權利要求1所述的一種基于熱等靜壓工藝的空心出口導向葉片的制備方法，其特征在于：所述步驟1）中導向葉片包括葉身（1）、前端安裝接頭（2）和后端安裝接頭（3），其中葉身（1）一側面為凹面，葉身（1）另一側面為凸面，所述導向葉片毛坯包括內部貫通的葉身毛坯（4）和安裝接頭毛坯（5），其中葉身毛坯（4）的軸向尺寸大于葉身（1）的軸向尺寸，其中葉身毛坯（4）與葉身（1）徑向尺寸及兩側面的凹面和凸面相同，所述葉身毛坯（4）一端連接安裝接頭毛坯（5），其中安裝接頭毛坯（5）為方形，安裝接頭毛坯（5）用于機加工成后端安裝接頭（3），葉身毛坯（4）遠離安裝接頭毛坯（5）的一側用于機加工成前端安裝接頭（2）。

3.根據權利要求2所述的一種基于熱等靜壓工藝的空心出口導向葉片的制備方法，其特征在于：所述步驟2）中根據導向葉片毛坯設計包套，其中包套包括主體凹結構（6）、型芯（7）、主體凸結構（8）、蓋板（9）和進粉管（10），所述主體凹結構（6）與主體凸結構（8）設有挖空腔的端面相焊接，其中型芯（7）設置于主體凹結構（6）與主體凸結構（8）的挖空腔內，并且型芯（7）一端與主體凹結構（6）與主體凸結構（8）連接處相焊接并密封，其中主體凹結構（6）、型芯（7）和主體凸結構（8）裝配在一起后形成的腔體結構與導向葉片毛坯相同，所述蓋板（9）尺寸大的一端與主體凹結構（6）和主體凸結構（8）相接的另一端面連接，其中進粉管（10）穿過蓋板（9）尺寸小一端的中心位置，其中進粉管（10）與腔體結構貫通。

4.根據權利要求3所述的一種基于熱等靜壓工藝的空心出口導向葉片的制備方法，其特征在于：所述主體凹結構（6）為長方體結構，主體凹結構（6）一側面中間位置設置有與導向葉片毛坯相同的凹型挖空腔，并且凹型挖空腔端部設置有與安裝接頭毛坯（5）結構相同的腔體，主體凹結構（6）另一端設置有與型芯（7）相適配的槽體；所述主體凸結構（8）為長方體結構，其中主體凸結構（8）一側面中間位置設置有與導向葉片毛坯相同的凸型挖空腔，并且凸型挖空腔端部設置有與安裝接頭毛坯（5）結構相同的腔體，所述型芯（7）為“T”型結構，將主體凹結構（6）的凹型挖空腔、型芯（7）和主體凸結構（8）的凸型挖空腔扣合焊接后，形成的腔體結構與導向葉片毛坯相同。

5.根據權利要求1所述的一種基于熱等靜壓工藝的空心出口導向葉片的制備方法，其特征在于：所述步驟3）TC4鈦合金球形粉末制備具體為：采用旋轉電極法制備TC4鈦合金球形粉末，其中電極直徑為Φ40～80mm，長度為100～800mm，熔煉電流1000～1500A，轉速15000～30000rpm。

6.根據權利要求1所述的一種基于熱等靜壓工藝的空心出口導向葉片的制備方法，其特征在于：所述步驟4）具體為：將TC4鈦合金球形粉末從包套的進粉端填充入包套空腔內，并振實TC4鈦合金球形粉末，其中電機振動頻率15~22HZ，持續振動30min，確保粉末不下粉為止，將裝有TC4鈦合金球形粉末的包套整體抽空，真空度達到小于1×10^-2Pa后焊接密封。