發(fā)動機的渦輪葉片是發(fā)動機能夠?qū)崿F(xiàn)熱力循環(huán)的關鍵零件,在發(fā)動機工作過程中,隨著渦輪前溫度的不斷提高,以及受發(fā)動機燃燒室溫度場不均、渦輪葉片材料自身抗高溫能力的限制,葉片自身的冷卻是解決耐高溫問題的關鍵。目前改善葉片自身冷卻性能的方法是在葉片的葉身一側加工若干個冷卻氣膜孔,以實現(xiàn)氣膜冷卻,降低葉片溫度。
目前,批量加工渦輪葉片氣膜孔的方法多是采用電火花加工,利用放電時局部瞬間產(chǎn)生的高溫把金屬蝕除下來,在葉片上形成熔融的直徑在0.3-0.6mm之間的氣膜孔,但是這種方法存在的問題是氣膜孔孔壁表面上的合金熔融后再經(jīng)冷卻,會形成一層不規(guī)則的渣晶粒,也就是常說的重熔層,由于重熔層的晶粒不規(guī)則,晶間間隙很大,會形成不易被肉眼所察覺的微裂紋,葉片的整體機械性能受此影響,很容易出現(xiàn)葉片疲勞斷裂,導致發(fā)動機空中停車,帶來巨大的隱患和經(jīng)濟損失。
針對上述問題,目前的解決方法有兩種:
一是通過電化學或電解方法將重熔層去除,二是直接向氣膜孔中加入特別配制的腐蝕液,腐蝕掉重熔層,但是由于氣膜孔的直徑只有0.3-0.6mm,重熔層也非常薄,對孔壁質(zhì)量的檢查也需要破壞性試驗,致使葉片氣膜孔重熔層的去除質(zhì)量不可控,采用上述方法無法很好地控制重熔層去除量,反而會給晶界帶來腐蝕隱患,過腐蝕會傷害到葉片本體,反而起到反作用。
現(xiàn)有技術中還可以采用液態(tài)磨粒流加工去除葉片氣膜孔重熔層。
采用磨粒流機械方法去除重熔層,沒有電化或化學方法去除重熔層帶來的晶界腐蝕隱患,方法簡單,無需增加清除和檢測腐蝕的工序,保證了葉片的使用可靠性;其次,現(xiàn)有的磨粒流加工方法是通過控制調(diào)節(jié)磨料磨損程度、磨料容量、工作壓力、磨料型號、磨削次數(shù)、設備自然升溫和環(huán)境溫度等參數(shù),以達到較好的磨削量。
液態(tài)磨粒流是磨粒流工藝的延伸,液態(tài)磨粒流是使用液態(tài)研磨料作為拋光介質(zhì)。相對于傳統(tǒng)的磨粒流工藝,有更易操作,更易清洗,效率高的優(yōu)點。對于工件的兼容性更好,適用范圍也更廣。
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