[發明專利]一種難變形材料的空心渦輪葉片的多功能場輔助制造方法

在審

• 申請號: 202210798975.8
• 申請日: 2022-07-12
• 公開（公告）號: CN115194314A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 湯澤軍;顧鑫;陶克梅
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B23K20/10
• 分類號: B23K20/10;B23P15/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種難變形材料的空心渦輪葉片的多能場輔助制造方法，其特征在于：包括如下步驟，第一步，材料準備；第二步，電輔助超聲固結成形；第三步，銑削、磨削；第四步，沖壓成形；第五步，熱等靜壓燒結；第六步，熱處理；第七步，表面修形。

2.如權利要求1所述的一種難變形材料的空心渦輪葉片的多功能場輔助制造方法，其特征在于：材料準備步驟選用箔材為原材料，首先根據空心渦輪葉片內部結構以及氣膜孔結構制備出鏤空的箔材，然后進行清洗，除去表面污漬，將箔材依次用丙酮和酒精清洗干凈。

3.如權利要求1所述的一種難變形材料的空心渦輪葉片的多功能場輔助制造方法，其特征在于：電輔助超聲固結成形步驟中將厚度為0.01～0.02mm的異種金屬箔材按照A-B-A-B……A-B(以鎳、鋁為例，Ni-Al-Ni-Al……Al-Ni)的順序(包括但不限于這類異種箔材組合)用超聲固結方法一層一層依次固結在一起，成形過程中向箔材施加脈沖電流，其中根據渦輪葉片的空心結構以及氣膜孔結構，疊層固結過程中間部分采用的箔材為鏤空結構。

4.如權利要求1所述的一種難變形材料的空心渦輪葉片的多功能場輔助制造方法，其特征在于：銑削、磨削步驟將超聲固結完成的板層結構部件的兩端進行葉片和榫頭加工。

5.如權利要求1所述的一種難變形材料的空心渦輪葉片的多功能場輔助制造方法，其特征在于：沖壓成形步驟對上一步得到的成形件的葉片端進行加工，至特定的渦輪葉片形狀。

6.如權利要求1所述的一種難變形材料的空心渦輪葉片的多功能場輔助制造方法，其特征在于：熱等靜壓燒結步驟將渦輪葉片坯料置于熱等靜壓裝置的電阻加熱爐內進行處理，促進箔材之間原子的擴散，形成金屬間化合物，并消除渦輪葉片層間結構中的空隙，增加箔材界面之間的連接。

7.如權利要求1所述的一種難變形材料的空心渦輪葉片的多功能場輔助制造方法，其特征在于：熱處理步驟將熱等靜壓處理完的部件放入真空爐內進行真空熱處理，以消除箔材的層間界面，增加渦輪葉片的強度。

8.如權利要求1所述的一種難變形材料的空心渦輪葉片的多功能場輔助制造方法，其特征在于：表面修形步驟對上一步得到的渦輪葉片用銑刀進行修形，得到符合要求的渦輪葉片。

9.如權利要求2所述的一種難變形材料的空心渦輪葉片的多功能場輔助制造方法，其特征在于：材料為難變形合金材料的原始組成單元素箔材(以鎳鋁基高溫合金的鎳箔和鋁箔為例)。

10.如權利要求3所述的一種難變形材料的空心渦輪葉片的多功能場輔助制造方法，其特征在于：超聲固結成形將鎳箔固定在超聲固結成形設備上設置工藝參數，工具頭進給速度為10～30mm/s，振幅為20～40μm，壓力為1～4kN；在鎳箔上固結鋁箔設置超聲固結參數，工具頭進給速度為10～30mm/s，振幅為15～30μm，壓力為0.5～3kN。

11.如權利要求3所述的一種難變形材料的空心渦輪葉片的多功能場輔助制造方法，其特征在于：固結過程中向箔材施加脈沖電流，脈沖電流范圍為1200～4000A，頻率為150～500Hz，脈寬50～80μs。

12.如權利要求5所述的一種難變形材料的空心渦輪葉片的多功能場輔助制造方法，其特征在于：熱等靜壓燒結步驟中各向同等壓力不小于150MPa，溫度為1100℃～1400℃，保溫時間為2h～4h。

13.如權利要求6所述的一種難變形材料的空心渦輪葉片的多功能場輔助制造方法，其特征在于：熱處理的加熱溫度為1100℃～1400℃，保溫時間2h，真空爐冷。