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整体叶环的加工制造技术

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1.叶环制造技术
20世纪90年代初,AADC公司设计制造的TiMMC整体叶环的制造工艺是:首先采用普通的钛合金锻造成毛坯,然后加工出叶片,并在环内侧加工出V环槽,在槽内装入由碳化硅纤维增强的钛合金插入件,并用普通钛合金覆盖在插件上,再进行热等静压,使之复合成一体。在IHPTET计划第2阶段中采用高温钛合金Ti1100制造的整体叶环结构,其制造技术尚未见资料报道,估计采用锻坯加多坐标数控加工电解加工技术制造。Greg Muschlitz等人在NAVAIR 某项阶段总结报告中给出的Bling复合结构的制造过程如图3所示:首先采用钛合金锻造成毛坯,在环内侧加工出环槽,将预先制成的TiMMC复合材料环装入槽内,并用普通钛合金覆盖在复合材料环上,再进行热等静压固结,使之复合成一体,最后通过机械加工得到整体叶环。t-family:Helvetica;color:#3E3E3E;mso-font-kerning:0'>信息提示),等机床功能,提升无人干预加工过程的适应性。
“全程序无人干预”技术不仅预置防错纠错功能,消除切削加工过程中的随机误差,增强操作系统的可靠性,同时还需进一步挖掘潜在的设备功能,逐步融合自动对刀、在线测量和自动补偿技术,减少加工中间环节,实现单人多机操作,提升生产效率,保证产品质量,降低制造成本和操作人员劳动强度。全程序无干预切削加工涉及自动换刀、刀具切削时间统计、刀具寿命监控、在线测量技术:数控仿真加工技术。


IP属地:北京1楼2016-05-20 16:49回复
    2 复合材料环的制备
    纤维增强钛基复合材料制造工艺仍存在着相当大的困难。关键问题是如何使活性大的钛基体与纤维的作用时间短,即如何使纤维暴露在高温钛基体中的时间短。通常制备纤维增强钛基复合材料环的预制体主要工艺有:箔-纤维-箔(FFF),涂敷基体的预制带(MCM)和基体涂敷的纤维(MCF)等工艺。但是,制备工艺的高成本是上述工艺遇到的最大阻碍。
    英国牛津先进材料及复合材料中心(OCAMAC)研究用等离子喷涂法制造复合材料单向带,将Ti-6Al-4V合金喷涂在缠绕的单层SiC纤维上,然后切割、铺层并在真空下热压成试件。在喷涂状态下钛与纤维无界面反应,而且固结时纤维只有少量收缩,固结后的界面反应与目前现有的一些铺层及固结方法相当。
    日本A.Kono等人新开发了比较经济的制造工艺方法有纤维缠绕与喷涂工艺和基体涂覆单丝带工艺,制造了碳化硅纤维(SCS-6)增强的钛基(Ti-4.5Al-3V-2Fe-2Mo)复合材料环。
    目前正在研究的复合材料环的预制体制造技术是一种用单长丝缠绕基复合材料结构的制造技术。单长丝增强的复合材料在高温下在沿纤维方向具有很高的比强度和比刚度。用单根长丝增强的钛合金基复合材料制造的整体叶环是用直径约为140 m、长度为10km以上的SiC连续长丝在钛合金基体上缠绕成形而成。所用的长丝是在钨丝或未拧成丝束的单根碳纤维外表面用化学气相沉积工艺沉积一层硼化硅或碳化硅陶瓷,再将数根碳化硅纤维拧成纤维束制成连续的长丝。
    �程中的随机误差,增强操作系统的可靠性,同时还需进一步挖掘潜在的设备功能,逐步融合自动对刀、在线测量和自动补偿技术,减少加工中间环节,实现单人多机操作,提升生产效率,保证产品质量,降低制造成本和操作人员劳动强度。全程序无干预切削加工涉及自动换刀、刀具切削时间统计、刀具寿命监控、在线测量技术:数控仿真加工技术。


    IP属地:北京2楼2016-05-20 16:49
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      结束语
      目前,整体叶环制造工艺的不成熟,碳化硅纤维高昂的制造成本及叶片损伤后不易修复等因素是阻碍整体叶环结构发展的主要因素,但随着材料技术的不断发展,科技的不断进步,整体叶环等新颖的轻质结构必将在未来航空发动机中有广泛的应用。国外已经开展了整体叶环的相关研究工作,并已应用在低压压气机中;我国整体叶环的研究工作才刚刚开始,与国外存在较大的差距,对此我们必须采取分期计划、分步实施的研究方式,开展零件设计、材料研制及应用技术研究三者相结合的系统性研究。


      IP属地:北京4楼2016-05-20 16:50
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