[发明专利]一种主动冷却结构的制备方法

说明书

本发明公开了一种主动冷却结构的制备方法，包括以下操作：1)将不锈钢基板卷制成作为高温气体流道的内筒；2)采用激光、高压水或线切割制作不锈钢筋条；3)将合金蒙板卷制成与内筒相匹配的外筒，然后将外筒沿轴向均等分切割成若干瓣；4)将内撑放置在内筒内，将制备好的筋条按划线粘结在内筒外表面上；5)在筋条一侧底部涂注膏状钎料，然后在外筒内表面对应筋条部分固定非晶态箔状钎料；用工装将外筒、内筒夹紧；6)在900℃‑1020℃条件下进行真空钎焊。本发明采用的冷却槽道筋条先批量切割，再进行整体真空钎焊的方法，可大幅减少主动冷却结构内冷却槽道的加工时间，提高整体部件的加工效率，缩减加工成本。

技术领域

本发明属于精密加工技术领域，涉及一种主动冷却结构的制备方法。

背景技术

高超发动机热端部件经常要承受严苛的高温(2300℃)、高压(20兆帕) 工况条件，一般需要设计成主动冷却结构以实现冷却效果。现有的主动冷却结构一般是由高温合金外蒙皮与带有内冷却槽道的不锈钢壳体构成。

目前加工该主动冷却结构的方法主要是：先在内壳体表面铣加工出带有筋条的冷却槽，再用外蒙皮连接成冷却结构。上述方法存在如下缺点：1)由于内冷却槽道需要在机床上逐个铣加工，耗时较长，只有当所有冷却槽道铣加工完毕后，才能进行下一道工序，这大大降低了整体结构部件的加工效率，增加了加工成本；2)当冷却槽道的形状复杂时，铣加工也存在较大的难度，无法保证内冷却槽道的几何尺寸精度；3)当此种主动冷却结构尺寸较大时，加工内冷却槽道还会存在较大的变形。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种主动冷却结构的制备方法，采用冷却槽道筋条先批量切割，再进行整体真空钎焊的精密加工方法，提高整体部件的加工精度和加工效率。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种主动冷却结构的制备方法，包括以下操作：

1)将不锈钢基板卷制成作为高温气体流道的内筒；

2)采用激光、高压水或线切割制作不锈钢筋条；

3)将合金蒙板卷制成与内筒相匹配的外筒，然后将外筒沿轴向均等分切割成若干瓣；

4)将内撑放置在内筒内，然后按主动冷却结构设计要求在内筒外表面等分划线，再将制备好的筋条按划线粘结在内筒外表面上，相邻筋条之间为冷却槽道；

5)在筋条一侧底部涂注膏状钎料，然后在外筒内表面对应筋条部分固定非晶态箔状钎料；将外筒各瓣逐个贴合在内筒上，其中箔状钎料与相对应的筋条对准；再用外壳工装将外筒、内筒夹紧；

6)将被内撑、外壳工装夹持的内筒和外筒整体转移至真空钎焊炉中，在 900℃-1020℃条件下进行真空钎焊；

7)钎焊完毕后去除外壳工装和内撑，切割出与各瓣外筒之间的切割缝相匹配的补偿块，采用氩弧焊将补偿块焊接在外筒的对应位置上；再用氩弧焊将冷却槽道与进出水接头焊接。

所述的内撑包括合围成圆柱形支撑件的弧形支撑块和内撑底板，圆柱形支撑件的直径与内筒相匹配；弧形支撑块合围的中间部分留有呈圆台状的调节孔，圆柱形支撑件的上端面设有紧固螺帽，与调节孔形状相匹配的调节器通过紧固螺栓与紧固螺帽相连接；弧形支撑块相接触的侧面之间留有调节缝隙；弧形支撑块分别通过底板固定件与内撑底板固定连接；

所述的外壳工装包括两个对称设置的箍环，箍环两端分别设有相匹配的卡箍；箍环将外筒夹紧后箍环两端的卡箍分别卡合。

所述的内撑包括合围成圆柱形支撑件的三个弧形支撑块，弧形支撑块以中心对称的方式设置。

所述的调节器紧贴调节孔，调节器通过紧固螺栓的旋转调节其在调节孔内的位置，调节器的位置变化调节弧形支撑块之间的调节缝隙的大小。