本文關(guān)鍵詞：先進高溫合金近凈形熔模精密鑄造技術(shù)進展，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

第26卷 第3期

航 空 材 料 學(xué) 報

JOURNALOFAERONAUTICALMATERIALS

Vo.l26,No.3June 2006

2006年6月

先進高溫合金近凈形熔模精密鑄造技術(shù)進展

曹臘梅,湯 鑫,張 勇,薛 明,李愛蘭,蓋其東,劉發(fā)信

(北京航空材料研究院,北京100095)

摘要:介紹近期國內(nèi)外的高溫合金近凈形熔模精密鑄造技術(shù)研究發(fā)展?fàn)顩r,重點介紹北京航空材料研究院在航空發(fā)動機高溫合金渦輪葉片、整體葉盤以及導(dǎo)向器和機匣類結(jié)構(gòu)件的精密鑄造技術(shù)領(lǐng)域取得的研究成果。論述高溫合金精密鑄造技術(shù)的未來研究重點。關(guān)鍵詞:高溫合金;近凈形;精密鑄造;進展

中圖分類號:TG132.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1005-5053(2006)03-0238-06

近凈形熔模精密鑄造是一種少(無)切削的特種鑄造方法。鑄件的工作面無需機械加工或只進行局部打磨,即可達(dá)到類似拋光鑄件的尺寸精度和表面粗糙度。它是通過嚴(yán)格的工藝設(shè)計、使用精密制

造的模具工裝、優(yōu)質(zhì)模料、鑄型材料、優(yōu)質(zhì)的合金材料在專用的工藝裝備上進行澆注和凝固結(jié)晶以及對鑄件成形過程中各工藝環(huán)節(jié)和工藝因素的嚴(yán)格控制,獲得高尺寸精度和低表面粗糙度,使用性能滿足設(shè)計要求的鑄件。它是精密高效的CAD/CAM/CAE技術(shù)、材料學(xué)、冶金物理與化學(xué)、環(huán)境與裝備保障、精密成形控制、表征與無損檢測等多學(xué)科交叉的綜合技術(shù)。

高溫合金近凈形熔模精密鑄造技術(shù),主要針對航空航天動力系統(tǒng)熱端部件,如渦輪葉片、整體葉盤、導(dǎo)向器、機匣類復(fù)雜異型結(jié)構(gòu)特點和高溫結(jié)構(gòu)材料的物理化學(xué)特性形成的專用近凈形熔模精密鑄造技術(shù),內(nèi)容包括近凈形鑄造工藝設(shè)計、熔模材料與精密成形技術(shù)、高溫陶瓷材料與精密成形技術(shù)、高溫合金澆注成形與凝固結(jié)晶控制技術(shù)、鑄件后處理與專用工裝研究,以及工藝過程中質(zhì)量控制方法和表征技術(shù)研究。

在相當(dāng)長時期內(nèi),高溫合金仍然會作為發(fā)動機關(guān)鍵熱端部件的必選材料,愈來愈復(fù)雜的結(jié)構(gòu)使熔模精密鑄造技術(shù)成為精密成形的關(guān)鍵技術(shù)。因此高溫合金近凈形熔模精密鑄造技術(shù)肩負(fù)著既要滿足高溫結(jié)構(gòu)材料成形的要求,又要滿足設(shè)計提出的結(jié)構(gòu)與尺寸要求的雙重任務(wù)。它必須使材料和設(shè)計發(fā)生

收稿日期:2006-02-21;修訂日期:2006-04-11

作者簡介:曹臘梅(1966-),女,研究員,主要從事高溫合金精密鑄造技術(shù)研究,(E-mail)lame.icao@。

兩個轉(zhuǎn)變,即材料向性能合格的鑄件轉(zhuǎn)變和設(shè)計圖紙向精度與尺寸合格的結(jié)構(gòu)件轉(zhuǎn)變,以滿足發(fā)動機的發(fā)展要求。

1 國內(nèi)外發(fā)展概況

1.1 國外高溫合金近凈形熔模精密鑄造技術(shù)的發(fā)展概況

上世紀(jì)70年代,美、英、蘇等發(fā)達(dá)國家率先研究成功并應(yīng)用于生產(chǎn)的高溫合金近凈形熔模精密鑄造技術(shù),隨著后來的熱等靜壓技術(shù)、高溫合金過濾凈化技術(shù)的發(fā)展使熔模鑄件的冶金缺陷大大減少,性能顯著提高。計算機技術(shù)的應(yīng)用,更提高了熔模鑄件生產(chǎn)的成品率和可靠性。而隨著發(fā)動機推重比的不斷升級換代,關(guān)鍵熱端部件的結(jié)構(gòu)和材料發(fā)生了巨大的變化,結(jié)構(gòu)向整體、薄壁空心方向發(fā)展,要求使

用的材料在具有更高承溫能力的同時必須具有更好的抗腐蝕性能、更長的持久壽命以及更低的成本,近年來制件的制造技術(shù)也取得了巨大進步。1.1.1 高溫合金葉片近凈形熔模精密鑄造技術(shù)

上世紀(jì)80年代以來,國外對發(fā)動機的關(guān)鍵熱端部件 渦輪工作葉片和導(dǎo)向葉片的結(jié)構(gòu)、材料及制造技術(shù)進行了深入的革命性研究,已相繼研制出具有高效氣冷效果的葉片冷卻系統(tǒng)、材料和制造技術(shù),制造的部件已經(jīng)通過發(fā)動機的全面考核,如多孔層板合金件、多孔層板合金鑄造的單晶葉片、超氣冷空心葉片、微疊層復(fù)合材料葉片以及相應(yīng)的發(fā)散冷卻(Lamilloy)、鑄冷(CastCool)、超氣冷(SuperCoo-ling)等用于超級氣冷空心葉片制造的新技術(shù)

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RollsRoyce公司一直在致力于研究高推重比發(fā)動機的關(guān)鍵熱端部件 Lamilloy和壁冷單晶葉片的結(jié)

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