[發明專利]增材制造波瓣形噴管的方法

在審

• 申請號: 202211723465.0
• 申請日: 2022-12-30
• 公開（公告）號: CN116000314A
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 冀曉春;姜大鵬;李波;董時鑫;張明
• 申請（專利權）人: 華鈦空天（北京）技術有限責任公司
• 主分類號: B22F10/28
• 分類號: B22F10/28;C22C19/05;B22F9/08;B22F1/00;C21D9/08;C22F1/10;B33Y10/00;B33Y70/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 高夢夢

本發明公開了一種增材制造波瓣形噴管的方法，該方法包括：(1)提供合金粉末；(2)采用激光增材成形方法對所述合金粉末進行成形，通過層與層連續疊加得到波瓣形噴管坯體和實體支撐，以便通過所述實體支撐對所述波瓣形噴管坯體進行控形；(3)去除所述實體支撐，并對所述波瓣形噴管坯體進行后處理，得到波瓣形噴管。本發明的增材制造波瓣形噴管的方法能夠簡化制造工藝，縮短加工周期，并提高產品最終成形精度，進而在有效控制發動機加力的同時降低飛機尾噴口的熱輻射。

技術領域

本發明涉及航空航天領域，具體地，涉及一種增材制造波瓣形噴管的方法。

背景技術

現代飛機噴氣發動機尾噴管排氣的溫度約在1000攝氏度左右，是飛機上最強的熱輻射源。降低尾噴管熱輻射的根本措施是降低發動機的排氣溫度。為此，飛機可以采用一種精密波瓣形噴管，加大尾噴管和冷空氣的接觸面，以利于尾噴管散熱以及燃氣射流與冷空氣的混合，降低紅外幅射。

傳統工藝中該波瓣形噴管通過多個鈑金工藝件與機械加工件拼焊，再通過模具校形、精密機械加工而成，但該工藝路線復雜，加工周期長，而且焊接件外觀以及尺寸很難滿足設計要求。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種增材制造波瓣形噴管的方法。本發明的增材制造波瓣形噴管的方法能夠簡化制造工藝，縮短加工周期，并提高產品最終成形精度，進而在有效控制發動機加力的同時降低飛機尾噴口的熱輻射。

在本發明的一個方面，本發明提出了一種增材制造波瓣形噴管的方法。根據本發明的實施例，該方法包括：

(1)提供合金粉末；

(2)采用激光增材成形方法對所述合金粉末進行成形，通過層與層連續疊加得到波瓣形噴管坯體和實體支撐，以便通過所述實體支撐對所述波瓣形噴管坯體進行控形；

(3)去除所述實體支撐，并對所述波瓣形噴管坯體進行后處理，得到波瓣形噴管。

根據本發明上述實施例的增材制造波瓣形噴管的方法，通過采用激光增材成形方法對所述合金粉末進行成形，利用選區激光熔化(SLM)，激光按照預先規劃的掃描路徑軌跡逐層熔化合金粉末，通過層與層連續疊加，直接得到波瓣形噴管坯體和實體支撐，不僅減少了拼焊和模具校形工序，縮短了加工周期，還降低了成本；此外，通過實體支撐對所述波瓣形噴管坯體進行控形，再去除所述實體支撐，并對所述波瓣形噴管坯體進行后處理，得到波瓣形噴管，能夠控制3D打印過程中的薄壁變形，提高產品最終成形精度，進而在有效控制發動機加力的同時降低飛機尾噴口的熱輻射。由此，本發明的增材制造波瓣形噴管的方法能夠簡化制造工藝，縮短加工周期，并提高產品最終成形精度，進而在有效控制發動機加力的同時降低飛機尾噴口的熱輻射。

另外，根據本發明上述實施例的增材制造波瓣形噴管的方法還可以具有如下附加的技術特征：

在本發明的一些實施例中，以質量百分比計，所述合金粉末包括：C?0～0.10％，Cr20.00％～23.00％，Co?0～1.00％，Mo?8.00％～10.00％，Al?0～0.40％，Ti?0～0.40％，S?0～0.15％，Cu?0～0.070％，Fe?0～5.00％，Nb?3.15％～4.15％，Si?0～0.50％，Mn?0～0.50％，P?0～0.015％，N0～0.04％，H?0～0.05％，O?0～0.05％，余量為Ni。由此，可以在有效控制發動機加力的同時降低飛機尾噴口的熱輻射。

在本發明的一些實施例中，每個層的層厚不大于60μm。由此，可以提高產品最終成形精度，進而在有效控制發動機加力的同時降低飛機尾噴口的熱輻射。

在本發明的一些實施例中，所述激光增材成形方法的激光功率為360W～400W，激光掃描速度為900mm/s～1200mm/s，激光掃描光斑大小為83μm～90μm。由此，可以提高產品最終成形精度，進而在有效控制發動機加力的同時降低飛機尾噴口的熱輻射。