先進航空發(fā)動機關鍵制造技術發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(編輯修改稿)
2025-07-23 05:24 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 C 的致密化技術和C/C 防氧化涂層的設計與制造。C/C 致密化方法有化學氣相浸透法（CVI）和液相浸漬法。液相浸漬法包括樹脂浸漬炭化法和瀝青浸漬炭化法，發(fā)展的方向是提高致密化速率，降低制造成本。由于航空發(fā)動機用C/C 構件要滿足富氧燃氣環(huán)境下長壽命工作的要求，所以必須解決C/C 抗氧化的問題。通過設計和制備防氧化涂層是改善C/C 抗氧化性的主要途徑，也是國際研究的熱點，目前尚未取得突破性進展。由上可見，與現(xiàn)行推重比8 的發(fā)動機相比，新材料構件不管在結構設計、制造技術方面，還是在整體質量方面，都有較大突破，因此可確保推重比15~20 等高性能的實現(xiàn)。三、航空發(fā)動機制造技術新工藝1 新型結構件精密制坯技術目前，先進精密毛坯制造技術正在向近凈成形方向發(fā)展。先進的精密制坯技術有定向凝固和單晶精鑄制坯、精密鍛造制坯和快速凝固粉末冶金制坯技術。高性能航空發(fā)動機采用了大量的新型結構件，由于制坯技術的進步將導致毛坯件發(fā)生重大變化。精鑄件、精鍛件、單晶和定向凝固精鑄件以及快速凝固粉末冶金制坯毛坯將取代傳統(tǒng)的大余量毛坯。傳統(tǒng)意義的鍛件將由77% 降至33%，精鑄件由18% 增至44% 以上，粉末冶金件由3% 增至8%，復合材料構件由4% 增至15%。2 先進的切削技術切削加工一直是航空發(fā)動機關重件的主要制造手段。隨著航空發(fā)動機推重比的不斷提高，特別是質量的不斷減輕，發(fā)動機制造將越來越多地依賴于高比強度、低密度、高剛度和耐高溫能力強的鈦合金、高溫合金以及金屬基復合材料等新材料，而這些材料都屬于典型的難加工材料。同時發(fā)動機關重件往往型面復雜，對加工精度和表面完整性的要求極，因此在新一代航空發(fā)動機的切削加工中迫切需要采用新型刀具材料、刀具結構以及高效的工藝方法，同時這種需求也大大推動了具有高剛度、高精度和大驅動功率的專用機床和通用機床的發(fā)展。數(shù)控加工技術在航空發(fā)動機的制造中主要用于壓氣機及渦輪機的各類機匣、壓氣機盤及渦輪盤、渦輪軸和壓氣機軸等復雜構件的加工。高端數(shù)控裝備及技術作為國家戰(zhàn)略性物資，對提高發(fā)動機整體制造水平起著舉足輕重的作用，如美國洛克希德 馬丁公司在研制JSF 聯(lián)合攻擊機時，采用五坐標數(shù)控加工方法， 的鐵合金鍛鍛錠數(shù)控銑削加工成重約99kg 的大型升力風扇整體葉盤，其切除率超過93%。高效精密切削、變形補償、自適應加工，以及抗疲勞制造等技術的研究和應用在新一代發(fā)動機的加工中需求迫切；同時，加工過程的知識積累對于提高加工效率、加工質量和加工的自動化水平非常重要，應圍繞發(fā)動機關重件和典型材料的高效數(shù)控加工建立相應的切削數(shù)據(jù)庫。磨削在先進的切削技術研究中占有重要地位。在磨削加工技術的研究中，為了獲得高加工效率，世界發(fā)達國家開始嘗試高速、強力磨削技術，如利用強力磨削可一次磨出渦輪葉片的榫頭齒形。目前，磨削技術的發(fā)展趨勢是：發(fā)展超硬磨料磨具，研究精密及超精密磨削、高速高效磨削機理并開發(fā)其新的磨削加工技術，研制高精度、高剛性的自動化磨床。3 特種加工技術以高能束流加工為代表的特種加工技術在難切削材料加工，復雜構件的型腔、型面、型孔、微小孔、細微槽及縫的加工中具有顯著優(yōu)勢，解決了常規(guī)加工很難解決的問題。特種加工技術主要包括：激光加工、電子束加工、離子束加工、等離子加工、電火花加工、電解加工、超聲波加工、磨料流加工、高壓水射流切割等。通過電磁場、溫度場、化學場和力場（包括空間微重力場）等外加因素的綜合應用以及激光、等離子束、微波等多種能量形式的結合，開辟材料加工成形技術創(chuàng)新的廣闊途徑。4 特種焊接技術先進焊接連接技術作為確保航空發(fā)動機結構完整性不可缺少的手段，其研究、開發(fā)與應用直接關
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