Case introduction
案例詳情
整體葉盤是航空發動機部件的關鍵部件,在使用過程中葉尖容易磨損,且葉片葉根兩端易產生裂紋失效導致報廢,用激光增材制造技術可以很好的控制變形,達到傳統堆焊方式無法達到的修復精度。采用激光修復增材制造技術可以在短時間內實現整體葉盤的直接成型,可以在很大程序上節約成本和提高生產效率。
整體葉盤是航空發動機部件的關鍵部件,在使用過程中葉尖容易磨損,且葉片葉根兩端易產生裂紋失效導致報廢,用激光增材制造技術可以很好的控制變形,達到傳統堆焊方式無法達到的修復精度。采用激光修復增材制造技術可以在短時間內實現整體葉盤的直接成型,可以在很大程序上節約成本和提高生產效率。
>>項目背景
目前整體葉盤的制造方式采用鍛造方式,鍛造成本高、周期長,鍛造成型的整體葉盤也會存在一些冶金缺陷。航空發動機整體葉盤的激光直接成型可以減少成本加快周期。航空發動機整體葉盤在使用過程中容易出現葉尖磨損、裂紋等缺陷。大多情況下,因無法修復而直接報廢。航空發動機整體葉盤直接換新的成本十分昂貴,一件新品成本一般不低于一百萬。整體葉盤激光再制造修復在國外已有成功案例,受國外技術壁壘,我國在整體葉片的激光再制造技術方面還鮮有成功應用。因此,開發整體葉盤的激光再制造技術是迫在眉睫待解決的技術問題。
>>項目樣件
整體葉盤基體材料和激光熔覆材料均為TC17,GH4169G。激光熔覆金相檢測達到檢驗要求,層厚合適、側邊成型良好、無冶金缺陷、組織均勻。
TC17激光熔覆多層橫截面金相檢測
力學性能試樣成型效果:
TC17橫向熔覆試樣 縱向熔覆試樣
力學性能試樣通過試驗后進行單元件熔覆及樣件熔覆修復。人為制作缺陷并通過激光熔格修復缺陷處。為保證熔覆后修型,需要保證一定厚度,并且掃描路徑需要根據葉片形狀進行設計。
通過單元件熔覆試驗,確認了熔覆的可行性、工藝的穩定性、單元件葉片的熔覆效果,包括變形,有無缺陷,通過熔覆后的修型確認了加工余量、變形量等情況。
單元件缺口熔覆效果
熔覆后進行檢驗無缺陷,最終結果達到項目驗收標準。
TC17樣件葉片熔覆試驗
>>整體葉盤激光增材制造修復項目完成以下技術內容,并全部通過考核測試
1、研究激光熔覆性能。
2、進行基礎工藝研發。
3、設計開發適用于整體葉盤激光增材制造的工裝和設備
4、研發適用于整體葉盤的增材制造設備及修復工藝技術。
5、進行單元件樣件修復試驗。
6、進行整體葉盤修復試驗。
7、進行力學性能檢測、單元件、整體件修復后檢測。
整體葉盤(材料:GH4169鎳基合金)熔覆效果
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