[发明专利]一种高强度钛合金航空发动机叶片

权利要求书

1.一种高强度钛合金航空发动机叶片，其特征在于：包括叶片主体（1）、密封机构（2）及叶根（3），所述密封机构（2）设置于所述叶片主体（1）的顶端，所述叶根（3）设置于所述叶片主体（1）的底端，其中：

所述叶片主体（1）上设有水平设置的加强块（4），所述加强块（4）内设有多个竖直排列的加强筋；

所述密封机构（2）从下至上依次包括硬质橡胶层（21）、弹簧层（22）、纤维布层（23）、无纺布层（24）和刷层（25），所述硬质橡胶层（21）与所述叶片主体（1）的叶尖连接；

所述叶根（3）连接叶片主体（1）底端的一侧设有圆柱形凸台（5），所述叶片主体（1）底端设有与所述圆柱形凸台（5）相适配的凹槽。

2.根据权利要求1所述的高强度钛合金航空发动机叶片，其特征在于：所述叶片主体（1）为S形结构。

3.根据权利要求1所述的高强度钛合金航空发动机叶片，其特征在于：所述硬质橡胶层（21）为硬质橡胶块，硬质橡胶块的外表面对称设置有两条导流槽（26），导流槽（26）向所述硬质橡胶块边缘处延伸形成导流口（27），两条导流槽（26）之间通过横向平行设置的第二导流槽（28）连通。

4.根据权利要求1所述的高强度钛合金航空发动机叶片，其特征在于：所述的纤维布层（23）为棉麻纤维布叠合而成，所述刷层（25）为若干与无纺布层（24）连接的钢丝刷，每个钢丝刷由若干钢丝条相互缠绕形成。

5.根据权利要求1所述的高强度钛合金航空发动机叶片，其特征在于：所述叶片主体（1）及叶根（3）分别为钛合金材料制作而成。

6.根据权利要求1所述的高强度钛合金航空发动机叶片，其特征在于：该叶片的生产工艺具体如下：

（1）将叶片主体及叶根的原料在钢厂经过冶炼、热轧和冷却制成各自的坯料，用砂轮切割机对坯料进行切割，切割后在曲轴压力机上挤杆、锻头成形，得到叶片主体及叶根各自的成形坯料；

（2）采用精密无余量铸造，锻造时先对锻模进行预热至182-184℃并采用模具润滑剂对锻模进行润滑，采用预热并润滑后的锻模对步骤（1）中的成形坯料进行锻造，预锻温度为400-550℃，终锻温度为811-813℃，得到叶片主体及叶根各自半成品；

（3）对步骤（2）中锻造后的得到的半成品进行热处理，热处理温度控制在400-650℃，并对热处理后的半成品进行机械加工；

（4）对经机械加工后的半成品进行稳定化处理加热到650-700℃，保温15-18分钟，随后冷至室温；

（5）对冷却后的半成品采用磨粒流机床进行磨粒流加工，将叶片主体及叶根各自半成品固定在两个磨粒虹容器之间的通道中，通过虹内活塞队挤压磨料来回流动，工作压力为6mpa；

（6）经步骤（5）处理后的半成品采用水基清洗剂进行除油，并以水膜连续实验方噶检验表面除油效果，然后将其吹干；

（7）将半成品浸泡在溶液中5-7min，所述的溶液为双氧水和盐酸的混合液，按体积比双氧水：盐酸=2:1；浸泡后用流动水冲洗干净，并吹干；

（8）对步骤（7）浸泡后的半成品的表面进行气体氮化处理，将汽半成品放置于气体氮化炉中并向炉中通入NH3，将炉升温至325-327℃，保持20-22小时得到最终的叶片主体及叶根；

（9）将得到的叶片主体及叶根成品经后续理化检验及超声波探伤最后经清洁包装入库。

7.根据权利要求1所述的高强度钛合金航空发动机叶片，其特征在于：步骤（4）中冷至室温采用采用水冷与空冷结合，先采用水冷以5℃/s的半成品水冷至350-400℃，然后空冷至200-250℃，再采用水冷以3℃/s的冷却速率冷至100-120℃，最后空冷至室温。