[發(fā)明專利]一種航空發(fā)動機(jī)機(jī)匣的混合增材制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110663090.2
• 申請日: 2021-06-15
• 公開（公告）號: CN113351881B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王忠;陳基東;劉威;楊霄;胡彥彬;李湉;喬雷;卿穎
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航發(fā)成都發(fā)動機(jī)有限公司
• 主分類號: B22F10/28
• 分類號: B22F10/28;B33Y40/10;B33Y40/20;B22F1/142;B33Y70/00;B33Y10/00;B33Y80/00;B22F10/64;B22F10/66;B22F7/08;C22F1/10;C22F1/02
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11870
• 代理人: 韋海英

本發(fā)明提供了一種航空發(fā)動機(jī)機(jī)匣的混合增材制備方法，包括以下步驟：(1)將合金粉末烘干，航空發(fā)動機(jī)機(jī)匣預(yù)留增材特征凸臺局部區(qū)域依次經(jīng)打磨、沖洗和吹干，得預(yù)處理基材；(2)將步驟(1)所得預(yù)處理基材根據(jù)零件設(shè)計尺寸進(jìn)行激光沉積增材制造，得增材件；(3)將步驟(2)所得增材件進(jìn)行局部真空熱處理，檢測合格后進(jìn)行局部機(jī)械加工減材至設(shè)計尺寸，得航空發(fā)動機(jī)機(jī)匣。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)航空發(fā)動機(jī)機(jī)匣的局部特征凸臺增材，并達(dá)到控形控性的目的，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中機(jī)匣易變形、小壁厚大直徑機(jī)匣制備困難和加工周期長等問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)匣制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種航空發(fā)動機(jī)機(jī)匣的混合增材制備方法

背景技術(shù)

GH4169合金是以γ″和γˊ相為沉淀強(qiáng)化相的一種鎳-鉻-鐵基變形高溫合金。GH4169合金在-253℃～650℃溫度下具有優(yōu)異的高溫性能、良好的熱工藝和焊接性能廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動機(jī)機(jī)匣、渦輪盤結(jié)構(gòu)件等重要高溫部件，在飛機(jī)發(fā)動機(jī)中這種合金的比重占30％以上，年產(chǎn)量在整個變形高溫合金總產(chǎn)量中高達(dá)50％以上，成為航空發(fā)動機(jī)歷史上應(yīng)用范圍最廣的鎳鐵基高溫合金材料。但現(xiàn)有的制備方法工序較多，使得加工周期較長，成本較高，加工后的機(jī)匣易變形，很難實現(xiàn)小壁厚大直徑機(jī)匣的快速制備。

激光沉積增材制造技術(shù)是一項以激光為能量源，以數(shù)字模型為基礎(chǔ)，利用同軸送粉方式將材料逐層堆積在特定的位置制成近凈零件的技術(shù)，被認(rèn)為是制造技術(shù)領(lǐng)域的一次重大突破。增材制造技術(shù)是航空制造技術(shù)的一個重點發(fā)展方向，在快速實現(xiàn)設(shè)計意圖的模型生產(chǎn)、單件或小批量復(fù)雜構(gòu)件生產(chǎn)等方面具有明顯的效率優(yōu)勢。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供一種航空發(fā)動機(jī)機(jī)匣的混合增材制備方法，能夠?qū)崿F(xiàn)航空發(fā)動機(jī)機(jī)匣的局部特征凸臺增材，并達(dá)到控形控性的目的，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中機(jī)匣易變形、小壁厚大直徑機(jī)匣制備困難和加工周期長等問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種航空發(fā)動機(jī)機(jī)匣的混合增材制備方法，包括以下步驟：

(1)將合金粉末烘干，航空發(fā)動機(jī)機(jī)匣預(yù)留增材特征凸臺局部區(qū)域依次經(jīng)打磨、沖洗和吹干，得預(yù)處理基材；

(2)將步驟(1)所得預(yù)處理基材根據(jù)零件設(shè)計尺寸進(jìn)行激光沉積增材制造，得增材件；

(3)將步驟(2)所得增材件進(jìn)行局部真空熱處理，檢測合格后進(jìn)行局部機(jī)械加工減材至設(shè)計尺寸，得航空發(fā)動機(jī)機(jī)匣。

進(jìn)一步，步驟(1)的具體步驟為：將合金粉末裝入不銹鋼罐中進(jìn)行烘干處理，然后采用百葉輪和金剛石銼刀打磨去除航空發(fā)動機(jī)機(jī)匣預(yù)留增材特征凸臺局部區(qū)域的表面氧化物和污物，在采用丙酮和棉布進(jìn)行沖洗，吹風(fēng)機(jī)吹干，最后采用小鋼刷清理表面殘留物。

進(jìn)一步，步驟(1)中，烘干溫度為70-90℃，烘干8h以上。

進(jìn)一步，步驟(1)中，合金粉末為GH4169粉末。

進(jìn)一步，步驟(2)中，激光沉積增材時，激光功率500-550W，送粉量為2.8-4.5g/min，離焦1.5-2.5mm，每道掃描搭接率45-55％；掃描速度8-12mm/s，保護(hù)氣流12-17L/min，送粉氣流4-7L/min。

進(jìn)一步，步驟(2)中，激光沉積增材時，激光功率530W，送粉量為3.6g/min，離焦2mm，每道掃描搭接率50％；掃描速度10mm/s，保護(hù)氣流15L/min，送粉氣流6L/min。

進(jìn)一步，步驟(3)中，局部熱處理時進(jìn)行雙時效熱處理，在720℃溫度下保溫6-10h，爐冷至620℃保溫6-10h，充氬冷卻。

進(jìn)一步，步驟(3)中，進(jìn)行無損檢測、金相檢測和力學(xué)性能檢測。