水導激光在熱障涂層加工中的應用

來源:中科煜宸  作者:中科煜宸  時間:2023-06-28 09:23:11  已閱:0


渦輪是航空發動機中熱負荷和機械負荷最大的部件,渦輪葉片的工作環境尤為惡劣,其制造技術也被列為現代航空發動機的關鍵技術。


氣膜冷卻是一種有效的降溫手段。冷卻孔的孔徑一般在0.2~1.25mm,單個葉片上分布著幾十到幾百個這樣的微孔群。燃燒室甚至有高達數萬個這樣的冷卻微孔。 


帶涂層的渦輪葉片


渦輪葉片的基體材料廣泛采用鑄造高溫合金,同時氣膜孔的大深徑比、陶瓷涂層不導電的特性,使得傳統的CNC和電火花打孔加工工藝難以滿足先進氣膜冷卻結構的加工需求。


中科煜宸采用水導激光加工氣膜孔并進行結果觀察:


 加工材料與工藝要求


材料牌號:鎳基合金+熱障涂層

材料規格:150mmx50mmx3mm


加工工藝要求


直孔:共計 17 個,其中 4±0.01mm 尺寸為測試機床精度,按 0.01mm 要求控制,其余位置精度不做嚴格控制??讖骄?1±0.01mm 控制。 

斜孔:共計 9 個,孔徑均按 1±0.01mm 控制。斜度及方向按上圖要求。



 加工結果


?1孔徑尺寸可以滿足客戶要求,1.01mm針規止,0.99mm針規通。


使用CCD相機觀察孔口形貌:孔口無熔渣堆積、無崩邊,孔壁無微裂紋;入口端和出口端孔徑基本一致,沿孔軸線方向無錐度產生。熱影響區深度可以有效控制在3?。


按照相同參數切邊,測量表面粗糙度為Ra0.9。


4±0.01mm、8±0.01mm 線性尺寸實際測量值為4.002mm、7.996mm,均滿足客戶要求。


90°直孔-無涂層鎳基高溫合金加工結果觀察


90°直孔-帶涂層鎳基高溫合金加工結果觀察


60°斜孔-無涂層鎳基高溫合金加工結果觀察


60°斜孔-帶涂層鎳基高溫合金加工結果觀察


氣膜孔的加工精度及質量決定了渦輪葉片的可靠性,進而影響著航空發動機整機的安全性。


綜上表明,中科煜宸水導激光加工技術具有高精度、高質量及高效率等方面優勢,可完美應用于航空發動機熱端部件氣膜冷卻孔、表面結構等的打孔加工。





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