[发明专利]一种航空发动机涡轮叶片去重熔层气膜孔的加工方法

摘要

一种航空发动机涡轮叶片去重熔层气膜孔的加工方法，属于航空发动机涡轮叶片加工技术领域，包括涡轮叶片复合冷却结构设计，超快激光环切与螺旋扫描的加工方法进行气膜孔加工，磨粒流加工及熔层去除溶液去除重熔层。本发明采用超快激光环切与螺旋扫描的加工方法进行气膜孔加工，可以大大降低热效应、提高表面完整性，加工出的气膜孔毛刺、沟槽、微裂纹少，重熔层最大厚度不大于25μm。磨粒在压力作用下均匀地对通道表面或边角进行磨削，不但能够去除余量还能起到去毛刺、倒角、光饰的作用，还可以有效地消减重熔层，控制孔径增加量为0.02mm‑0.04mm，可以有效的控制重熔层及微裂纹。采用重熔层去除溶液进一步除重熔层，可达到气膜孔进出口处无重熔层残留。

主权项

一种航空发动机涡轮叶片去重熔层气膜孔的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：涡轮叶片釆用了定向高温铸造合金，叶身精密无余量铸造，榫头釆用了三对枞树形榫齿，叶片内腔采用了“U”型回流对流冷却和叶片前缘、尾缘气膜冷却的复合冷却结构；步骤二：用微秒激光加工出孔径为50μm的基孔，重熔层厚度控制在40μm以下；步骤三：用长脉冲激光直接冲孔1s，形成直径为300‑310μm的正锥形孔，再使用四光楔扫描装置环切扫描2‑3s，形成直径为350‑360μm的圆柱孔；步骤四：用500fs激光螺旋扫描15s，其工艺参数为：扫描速度为2400r/min，重叠率为12％，进给量为5μm，重复频率为20kHz，0.6Pa同轴吹气；步骤五：采用磨粒流机床进行磨粒流加工，将涡轮叶片固定在两个磨粒虹容器之的通道中，通过虹内活塞队挤伍磨料来回流动，选择B500微粒度磨料，工作压力为6‑7mpa，孔径增加量控制在0.02mm‑0.04mm；步骤六：对涡轮叶片表面用水基清洗剂进行除油，并以水膜连续试验方法检验表面除油效果，保证涡轮叶片表面除油完全，然后将其吹干；步骤七：配制重熔层去除溶液，溶液的配方为双氧水+盐酸，其中双氧水的体积分数30％‑60％，余量为盐酸，将双氧水和盐酸混合并搅拌均匀；步骤八：将涡轮叶片放入容器内，相互之间不可叠放或遮盖，将重熔层去除溶液倒入容器并完全浸没涡轮叶片，搅拌、浸泡6‑10min后取出；步骤九：将涡轮叶片立即放入清洁的流动水中冲洗干净，并干燥。