Från eld till flyg: Uppröra de undringarna i termisk teknologi vid tillverkning av aeromotorerRecrystallization

Hindrandeteknik

De utmärkande egenskaperna hos enkristallsuperalloy beror huvudsakligen på borttagandet av korngränserna i de enkristallbladen, och återkristallisering kommer att minska den ursprungliga högtemperaturbeständigheten hos enkristalllegeringen betydligt. Efter slipning av enkristallbladen måste man genomföra efterföljande bearbetningsarbete som gasfilmshålbearbetning, tenontandslipning, kantradering, lösning av kastningsprocesshål för bladspetsar, värmebehandling, montering m.m. Under motoroperationen utsätts bladen för varmt och kallt luftslag, hög temperatur, stora belastningar och intensiva vibrationer vid höghastighetsturering, vilket kan leda till återkristallisering. Det har inträffat flera turbinbladsfel. Därför har forskningen inom och utanför landet under senare år använt förhandsåtervinningsvärmebehandling, karborering, överdrag och borttagning av ytdeformationslagret och andra relaterade metoder för att inhämta återkristallisering och lägga till grännsförsättningslement i återkristalliseringsskyddet.

3D-skrivningsteknik

3D-skrivning, även känd som additiv tillverkning, integrerar CAD, CAM, pulvermetallurgi, laserbearbetning och andra tekniker. Med hjälp av 3D-skrivningstekniken kan vi omvandla tankarna i "hjärnan" till en tredimensionell entitet och skriva ut bilden av en del på datorn till en "verksam" del. 3D-skrivningstekniken har gjort en "revolutionär" förändring i tillverknings- och bearbetningskonceptet. Monash University i Australien har framgångsrikt producerat världens första 3D-skrivna strålemotor. Samtidigt arbetar de också med Boeing, Airbus Group och Safran Group för att leverera 3D-skrivna motorprototyper till Boeing och andra för flygprovning. Med 3D-skrivningstekniken kan tillverkningstiden för motordelar minska från tre månader till sex dagar.

I Kina användes 3D-skrivarteknik för att reparera och återanvända utarmningsdelen av turbofans motorns högtrycks kompressorrotblad. 3D-skrivartekniken har använts för att tillverka icke-bärande delar och statiska delar på motorn, men mekaniska egenskaper hos delarna utvärderas aktivt. Samtidigt har omfattande forskning också genomförts kring användandet av 3D-skrivarteknik för att tillverka motorns rotordelar, bärandelar etc.

Bladutsläppskant (fram- och bakkanter) bearbetningsteknik

Bearbetningskvaliteten av inlet- och utsläppsken för en flygmotorsskiva är en av de avgörande faktorerna som påverkar aerodynamiska prestationer hos flygmotorn. Inlet- och utsläppskenet är också den del av skivan som är mest utsatt för defekter och den känsligaste området för titanlegeringar. En stor del av motortillfälligheter orsakas av bearbetningsdefekter i inlet- och utsläppskenet av skivan. Eftersom inlet- och utsläppskenet av skivan är den tjockaste delen av skivan och kantranden, har det dålig stelhet och stor bearbetningsdeformation, och inlet- och utsläppskenet av skivan som har behandlats visar ofta sig vara fyrkantigt och spetsigt. I massproduktionen av motorskivor har de tekniska problemen med högeffektiv och högkvalitativ bearbetning av inlet- och utsläppskenet inte lösts fullständigt.

Anpassad bearbetningsteknik

Adaptiv maskinteknik är indelad i tre former, nämligen adaptiv planering av verktygspositionsbanor, adaptiv styrning av numeriskt styrsystem och adaptiv maskinbearbetning kombinerad med digital detektion [3]. I Kina har adaptiv maskinbearbetningsteknik framgångsrikt tillämpats vid precisionssmide/rullningsbladbearbetning, reparation av skadade blad och linjär friktionssvetsning av enhetsbladsdiskar. Trots att adaptiv maskinbearbetningsteknik gjort genombrott och utvecklats både teoretiskt och praktiskt, är teknologins tekniska tillämpning fortfarande en populär forskningsområde inom aermotorproduktion.

Anti-trötthetsmanufactureringsteknik

Materialmättnad och ytmaskineringsskador har blivit de huvudsakliga orsakerna till förtöjning av flygmotorers delar, och förtöjningen visar en växande tendens. Därför har "motfatig-hantering" blivit en populär teknik inom tillverkningen av flygmotorer. Motfatighets-tekniken syftar till att förbättra den fatiga livslängden hos delarna genom att ändra organisationen och spänningsfördelningen i materialen under tillverkningsprocessen utan att ändra materialet eller tvärstreckstorleken. Fatiga livslängd påverkas främst av termisk behandling, miljökorrision, ytkvalitet, spänningskoncentration, ytspänning och andra faktorer. Den viktigaste metoden för motfatighets-tillverkning är att minska spänningskoncentrationen och förbättra ytkraften hos delarna. Att minska spänningskoncentrationen innebär att säkerställa integriteten av den bearbetade ytan, och det bästa sättet att förbättra ytkraften hos delarna är skottpeening. Under processen av motfatighets-tillverkning av flygplansmotorer har flera nya skottpeeningmedium utvecklats i den traditionella skottpeening-processen, och nya tekniker som laserskottpeening, ultraljudsskottpeening och högtrycksvattnesskottpeening har fått bred användning.

Teknik för förebyggande av fugelkrockar

Den ofta förekommande företeelsen med fugelkrockar har blivit ett omgångsproblem i utvecklingen av flygmotorer, och omfattande forskning har genomförts både hemma och utomlands. I juli 2015 utfärdade USA:s FAA meddelandet "Krav för fugelkrockar på transporterande flygplan", vilket inte bara ställde specifika krav och regleringar för framtida förebyggande av fugelkrockar och skador av främmande föremål på flygmotorer, utan pekade också på en ny forskningsriktning för utvecklingen av nya motormaterial och teknik för tillverkning av nya strukturer.