中科院金属所实现复杂结构空心单晶叶片铸件批量生产

正近期,受中国航发集团贵阳航发精密铸造有限公司委托,中国科学院金属研究所高温合金研究部铸造高温合金课题组高质量完成了某型号用400件单晶叶片的批量生产任务,标志着该所已具备了复杂结构空心单晶叶片铸件的批产供货能力,实现了从科研到生产的转变。单晶叶片是先进航空发动机的关键热端部件,叶片的制造质量直接决定了发动机的整体性能。但复杂结构空心单晶叶片在成型性和单晶完整性等方面的控制难度较大,整体合格率较低。针对这一问题,铸造高温合金课题组近年     

单晶空心涡轮叶片精确控形技术的研究进展

针对航空发动机单晶空心涡轮叶片的精确控形技术,结合国内外相关工作的研究状况,从空心涡轮叶片复杂陶瓷型芯精密成形技术、单晶高温合金叶片近净形熔模精密铸造技术及叶片精铸过程尺寸精度控制方法等方面,对单晶空心涡轮叶片精确控形技术领域取得的研究成果进行了总结和分析。重点介绍单晶空心涡轮叶片精确控形技术领域内取得的研究成果,论述了我国单晶空心涡轮叶片精确控形技术的未来研究重点。     

复杂空心定向涡轮叶片高强度型芯技术研究

针对复杂空心定向涡轮叶片精密铸造技术需求,在前期研究基础上,研究了陶瓷粉料级配技术、型芯成型工艺、型芯焙烧工艺、型芯低温强化工艺,制备出满足高推重比发动机空心涡轮叶片浇注要求的陶瓷型芯材料。该材料应用后,某型航空发动机高压涡轮定向空心无余量工作叶片合格率达60%以上,解决了航空发动机定向空心叶片精密铸造行业技术瓶颈。     

基于UG二次开发的精锻航空叶片型面参数提取技术

针对精锻航空发动机叶片型面特征参数的提取的实用性要求,研究了基于UG环境下航空叶片型面特征参数的提取技术,对于叶片型面的检测,主要针对的是叶片的各个截面参数,如前后缘、弦长、最大叶型厚度等。针对叶型的前、后缘特征,采用带约束的最小二乘法进行轮廓拟合;针对弦线特征,在坐标变换原理的基础上,采用投影法求解弦长和弦线角;针对中弧线特征,采用内切圆法求解,同时提取内切圆的圆心位置,求解出叶型的最大厚度等。最后,以某型号叶片为例,将提取数据与理论叶型参数值进行对比,验证了该技术的准确性。通过提取的截面轮廓特征数据,可以为测量路径规划、测量数据配准和线轮廓误差评定所需的参数提供理论支持。     

高温合金精密铸造技术研究进展

综述了高温合金多晶铸造、定向凝固、单晶制备等几种主要制备技术的原理、方法、研究现状和存在问题,分析了铸造高温合金晶粒组织控制、晶体取向选择和控制,介绍了单晶叶片的引晶和选晶原理和技术,对单晶铸造高温合金的缺陷进行了分析,并展望了高温合金精密铸造的今后发展方向。     

航空发动机涡轮叶片故障检测荧光线性显示分析

某型航空发动机试车后故障荧光渗透检测时，发现某级涡轮叶片存在线性显示。为了确定该线性显示的形成原因，对显示部位进行剖切及理化检测分析后确定：该线性显示为热裂纹，裂纹产生于铸造过程，且在试车过程中未出现扩展。结合该结论，针对涡轮叶片在制造阶段X射线检测工序和荧光渗透检测工序没有检出裂纹及裂纹形成的原因进行了分析，制订了相应的铸造工艺和无损检测工艺改进措施。     

高温合金复杂空腔结构导向器的精铸工艺研究

高温合金复杂空腔结构导向器是某型号航空发动机中的关键部件,采用无余量整体熔模精密铸造方法生产。该高温合金精铸件由19片结构复杂的空心叶片构成,空腔内有33处直径1 mm、高2 mm的扰流柱和5处长13 mm、宽2 mm的冷却槽,对冶金质量和尺寸精度要求较高。在蜡模压制过程中,极易发生型芯断裂和叶片叶盆、叶背薄厚不均的情况;在铸造过程中极易产生欠铸、裂纹和疏松等缺陷,铸造成形难度大,试制阶段产品合格率低。本研究通过优化陶瓷型芯定位方式,提高蜡模叶片的压制合格率,并优化内浇道尺寸和位置,同时调整造型工艺和浇注工艺,使铸件合格率大幅提高。     

六西格玛方法对改善叶片电火花微孔加工质量的应用研究

针对某型发动机高压涡轮导向叶片长期以来存在的电火花微孔加工质量问题,探索性地运用六西格玛过程方法DMAIC--定义(Define)、测量(Measure)、分析(Analyze)、改进(Improve)、控制(Control),全面深入地对电火花微孔加工质量问题进行了研究分析,确定电极和导套为影响电火花微孔加工质量的关...     

K432A机匣部件精铸工艺研究

机匣是在研某型号航空发动机上的核心部件,采用铸造高温合金K423A无余量整体精密铸造而成。该部件由内环、外环和空心叶片三部分组成,壁厚相差悬殊,铸造凝固过程极易产生疏松、裂纹等缺陷,铸造难度很大。为确保精铸件的尺寸精度、缩短研制周期,采用了快速成型技术制造熔模,熔模经表面处理后具有良好的表面质量和尺寸精度,表面粗糙度可达Ra6.3μm,尺寸精度可控制在0.5mm以内。设计了联合注入式浇注系统,采用较高的浇注温度和型壳温度,浇注出的铸件冶金质量优良,很好地满足了设计和使用的要求。     

单晶叶片用精密铸造壳型质量的改进

分析了先进发动机单晶空心叶片熔模精密铸造生产中出现的表面凹陷及条纹状沟痕缺陷的原因.通过调整制壳工艺参数,并注意强制通风的风速、风向、温度、湿度及模壳干燥时间,使每层型壳充分干燥,有效地抑制了充型内部局部分层开裂现象,提高了叶片的表面质量.     

胫骨生物陶瓷复合材料的微结构增韧机理

扫描电镜观察显示胫骨是一种由羟基磷灰石和胶原蛋白组成的自然生物陶瓷复合材料.羟基磷灰石具有层状的微结构并且平行于骨的表面排列.观察也显示这些羟基磷灰石层又是由许多羟基磷灰石片所组成,这些羟基磷灰石片具有长而薄的形状,也以平行的方式整齐排列.基于在胫骨中观察到的羟基磷灰石片的微结构特征,通过微结构模型分析及实验,研究了羟基磷灰石片平行排列微结构的最大拔出能.结果表明,羟基磷灰石片长而薄的形状以及平行排列方式增加了其最大拔出能,进而提高了骨的断裂韧性.     

钢材打捆机控制系统智能化技术的研究

钢材打捆机是一种用于轧钢精整工艺的新型自动化设备，其控制系统基于SiemensS7 PLC和TP7触摸屏。系统的智能化技术主要包括：液压高低压自动控制、在线监视、离线故障检测、多台设备协同工作、可视化人机交互技术。本文描述了这些技术的原理与实现方法。     

面向零件形状的计算机图形库的开发

论述了CAD技术中参数化设计的三种建模方法，重点介绍了基于特征的参数化建模原理。在此基础上，分析机械设计中的机构结构，归纳出其零件的几何特征构成。设计了机构CAD图形库，并提出了该图形库生成步骤和人机交互界面。     

FeCrAIW电弧喷涂层组织的致密化研究

采用激光辐照对FeCrAlW电弧喷涂层的组织进行致密化处理,借助扫描电镜和X衍射对涂层的组织进行了分析.测试了涂层的显微硬度.结果表明:涂层组织致密度提高,孔隙率明显降低.随着激光扫描速度的增加,涂层的显微硬度降低.在较低的扫描速度下,涂层与基体之间形成互熔区,涂层与基体之间产生良好的冶金结合.     

Role of Martensite-Austenite Component of Bainitic Structure in Formation of Properties of Pipe Steel. 1. Effect of Parameters of TMT

Metal Science and Heat Treatment - The effect of parameters of hot rolling and controlled cooling on formation of the martensite-austenite component of bainitic and ferritic-bainitic structures in...     

V法造型主要设备常见故障分析

V法造型工艺在铸造行业已经被广泛应用,但V法造型设备的发展却比较缓慢。由于非标设备的缘故,设备在安装调试和使用过程中,经常发生故障,影响设备的正常使用。本文列举了V法造型设备经常出现的故障,分析了故障的原因和解决方案。