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一种内含硬质α夹杂的钛合金离心叶轮盘件制造方法技术

发布日期:2019-07-17  浏览次数:64
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  本发明专利技术属于航空发动机制造设计领域,具体涉及一种内含硬质α夹杂的钛合金离心叶轮盘件制造方法,包括以下步骤:(1)按照盘件及硬质α夹杂尺寸的要求,将合金棒材、硬质α夹杂切成合适的尺寸;(2)通过锻造模拟,确定棒材中的夹杂位置,在该位置打孔,将切割好的硬质α夹杂放置孔内;(3)沿切割面将棒材焊接;(4)棒材焊接完成后,置入热压炉内进行保温保压处理;(5)采用植入硬质α夹杂的棒材单向锻造成盘坯;(6)按照盘件的热处理制度进行处理;(7)对加工后的盘件进行夹杂检测与定位;(8)按照盘件设计要求加工成离心叶轮。本发明专利技术解决现阶段国内航空发动机的寿命概率风险评估难以实现的问题,满足发动机适航认证的需要。
  A Manufacturing Method of Titanium Alloy Centrifugal Impeller Disk Containing Hard Alpha Inclusion
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  【技术实现步骤摘要】
  一种内含硬质α夹杂的钛合金离心叶轮盘件制造方法
  本专利技术属于航空发动机制造设计领域,具体涉及一种内含硬质α夹杂的钛合金离心叶轮盘件制造方法。
  技术介绍
  随着国内工业水平的提升,民用航空发动机获得突飞猛进的发展,发动机适航认证是发动机实现民用的必经之路。然而在航空飞行史上,有不少飞行事故与钛合金构件的冶金质量有着直接的关系。从1962年至1990年间,美国共有25起飞行事故是由于熔炼工艺导致的钛合金冶金缺陷引起的,其中:19起是因为钛合金中的夹杂(硬质α夹杂)缺陷引起的,另外6起是因为成分偏析引起的,显然钛合金中的硬质α夹杂缺陷已经成为钛合金构件材料失效的主要因素之一。因此,国内民航总局适航条款FAA-AC33.15中规定必须评估钛合金中硬质α夹杂对限寿件寿命的影响。然而目前国内在夹杂缺陷盘件寿命的影响处于起步阶段,尚未突破内含硬质α夹杂钛合金盘件的制备技术,因此无法开展全尺寸内含夹杂盘件的寿命分析,这严重影响航空发动机的适航认证进程。
  技术实现思路
  为了满足目前国内航空发动机适航认证的需要,实现钛合金中夹杂对发动机限寿件的寿命评估技术,本专利技术的目的是提供一种内含硬质α夹杂的钛合金离心叶轮盘件制造方法,可以制造出内含夹杂的钛合金盘件,解决现阶段国内航空发动机的寿命概率风险评估难以实现的问题,满足发动机适航认证的需要。本专利技术的技术方案是:一种内含硬质α夹杂的钛合金离心叶轮盘件制造方法,包括以下步骤:(1)材料准备:按照锻件模锻工艺及内部硬质α夹杂的尺寸要求,将钛合金棒材切成满足锻造工艺的规格,采用线切割将硬质α夹杂切成颗粒状;(2)缺陷置入:按照盘件内部...
  【技术保护点】
  1.一种内含硬质α夹杂的钛合金离心叶轮盘件制造方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)材料准备:按照锻件模锻工艺及内部硬质α夹杂的尺寸要求,将钛合金棒材切成满足锻造工艺的规格,采用线切割将硬质α夹杂切成颗粒状;(2)缺陷置入:按照盘件内部硬质α夹杂的位置要求,通过成形模拟,确定锻造用棒材内部夹杂位置,沿该位置所处的平面进行锯切,将锯切面磨平后在夹杂所处的位置进行打孔,并将切割好的硬质α夹杂放置孔内;(3)棒材焊接:沿着棒材的切割面,采用真空焊接技术将棒材进行焊接,并对焊缝部位进行打磨处理;(4)棒材热压:将焊接后的棒材放置于热压炉内进行保温保压,使棒材沿着切割面实现冶金结合;(5)盘件模锻:采用等温、单向锻造工艺,将热压处理后内含硬质α夹杂的棒材制备成盘坯;(6)热处理:按照盘件要求的热处理制度进行热处理;(7)夹杂检测:采用接触与水浸超声检测技术对盘坯内部硬质α夹杂进行检测,并精确确定夹杂的位置;(8)盘件加工:按照盘坯内部硬质α夹杂的位置进行盘件的定位加工,加工过程需要进行至少两次缺陷的检测与定位;加工后的盘件进行缺陷检测,并进行定位。
  【技术特征摘要】
  1.一种内含硬质α夹杂的钛合金离心叶轮盘件制造方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)材料准备:按照锻件模锻工艺及内部硬质α夹杂的尺寸要求,将钛合金棒材切成满足锻造工艺的规格,采用线切割将硬质α夹杂切成颗粒状;(2)缺陷置入:按照盘件内部硬质α夹杂的位置要求,通过成形模拟,确定锻造用棒材内部夹杂位置,沿该位置所处的平面进行锯切,将锯切面磨平后在夹杂所处的位置进行打孔,并将切割好的硬质α夹杂放置孔内;(3)棒材焊接:沿着棒材的切割面,采用真空焊接技术将棒材进行焊接,并对焊缝部位进行打磨处理;(4)棒材热压:将焊接后的棒材放置于热压炉内进行保温保压,使棒材沿着切割面实现冶金结合;(5)盘件模锻:采用等温、单向锻造工艺,将热压处理后内含硬质α夹杂的棒材制备成盘坯;(6)热处理:按照盘件要求的热处理制度进行热处理;(7)夹杂检测:采用接触与水浸超声检测技术对盘坯内部硬质α夹杂进行检测,并精确确定夹杂的位置;(8)...
  【专利技术属性】
  技术研发人员:吉海宾,蔡雨升,雷家峰,杨锐,单晓明,郭小军,
  申请(专利权)人:中国科学院金属研究所,
  类型:发明
  国别省市:辽宁,21
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