[发明专利]一种带热障涂层涡轮叶片气膜冷却孔的制备方法

摘要

一种带热障涂层涡轮叶片气膜冷却孔的制备方法，用激光在带热障涂层涡轮叶片上加工小孔时，采用分步加工去除热障涂层和涡轮叶片基体材料，即先利用散焦毫秒激光在陶瓷层上旋切一个孔径为涡轮叶片基体孔径1.5-2倍的锥形孔，主要为了降低热应力和熔化喷射应力的影响，再用聚焦毫秒激光加工涡轮叶片基体部分，此外，利用高频感应加热辅助条件来改变激光加工的环境，降低涡轮叶片基体与陶瓷层的温度梯度，也将对消除分层开裂现象带来好处。

主权项

一种带热障涂层涡轮叶片气膜冷却孔的制备方法，其特征在于：包括下述步骤：1)利用散焦毫秒激光在涡轮叶片陶瓷层上旋切锥形孔，同时用高频感应加热涡轮叶片基体部分，具体为：①将涡轮叶片固定在激光设备的工作台上，根据气膜冷却孔的倾斜角度调节激光头与涡轮叶片的夹角，调节激光头与涡轮叶片预打孔位置的距离，使其激光的离焦量为5mm～8mm；②调节激光参数：调节激光峰值功率为12～14KW，激光脉冲宽度为0.2～0.5ms，重复频率为60～70HZ，施加辅助气体压力为0.3～0.5Mpa；③控制系统中编程激光旋切路线，设定旋切速度为0.3～0.5mm/s、旋切次数为2～3次；④调节高频感应工作频率为20～25KW，预热涡轮叶片基体到温度恒定，打开激光器，用旋切方法在涡轮叶片陶瓷层上加工锥形孔；2)用聚焦毫秒激光加工涡轮叶片基体部分孔，具体为：①调节激光参数：调整激光峰值功率为14～16KW，激光脉冲宽度为0.3～0.6ms，重复频率为20～30HZ，施加辅助气体压力为0.3～0.5Mpa；②调节激光头与涡轮叶片预打孔位置的距离，使激光焦点位于锥形孔底部，用直冲式打孔方法加工涡轮叶片基体部分直到气膜冷却孔成型。