專利名稱：一種改變航空發(fā)動機(jī)粉末盤加工表面殘余應(yīng)力狀態(tài)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于制造領(lǐng)域，特別提供一種改變航空發(fā)動機(jī)粉末盤加工表面殘余應(yīng)力狀態(tài)的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代噴氣推進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，要求材料具有足夠的力學(xué)性能和理化性能，特別是在使用溫度范圍內(nèi)要有盡可能高的疲勞性能，由于粉末高溫合金晶粒細(xì)小，組織均勻，無宏觀偏析，合金化程度高，屈服強(qiáng)度高，抗疲勞性能好，是制造高推比航空發(fā)動機(jī)高溫?zé)岫瞬考罴巡牧?。雖然粉末材料具有良好的使用性能，但切削加工性能較差。眾所周知，金屬在切削加工中，無論采用常規(guī)加工還是特種加工，各種材料零件的表面構(gòu)形或表面紋理組織都具有變化的特點(diǎn)，其表面物理特性也隨加工方法、加工條件的不同而不同，而零件表面層的變化對零件的使用性能有很大影響。飛行器事故和故障的分析表明疲勞破壞大都起源于工作應(yīng)力高、形狀復(fù)雜、工作條件惡劣的零件表面或接近表面的部位。表面層的殘余拉應(yīng)力造成的零件畸變和疲勞強(qiáng)度的降低，易引起裂紋，使零件產(chǎn)生疲勞斷裂和應(yīng)力腐蝕，影響零件的可靠性和使用壽命。而殘余壓應(yīng)力可提高零件抗疲勞性能和抗應(yīng)力腐蝕能力，延長零件使用壽命。因此為了充分發(fā)揮粉末材料良好的使用性能，研究和解決零件表面殘余應(yīng)力狀態(tài)顯得尤為重要。金屬材料在切削加工后，加工表面均呈現(xiàn)殘余拉應(yīng)力，通常盤類件是通過后續(xù)噴丸強(qiáng)化方法來改變加工表面應(yīng)力狀態(tài)。而噴丸強(qiáng)化不利于改善零件表面粗糙度，甚至?xí)贡砻娲植诙壬撸F(xiàn)在有些航空發(fā)功機(jī)粉末盤表面不要求噴丸處理。因此，必須高度關(guān)注零件加工表面質(zhì)量和應(yīng)力狀態(tài)，確保產(chǎn)品使用的可靠性。提高航空發(fā)動機(jī)盤類件加工表面質(zhì)量，傳統(tǒng)的工藝方法，是采用手工拋光方法。其勞動強(qiáng)度大、加工效率低，可控性差，質(zhì)量不穩(wěn)定。由于粉末高溫合金晶粒細(xì)小，組織均勻、致密，手工拋光勞動強(qiáng)度、難度更大，且拋光后表面粗糙度及應(yīng)力狀態(tài)基本上無改善。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種改變航空發(fā)動機(jī)粉末盤加工表面殘余應(yīng)力狀態(tài)的方法，該方法采用自動光整工藝方法，選用最佳的磨料、磨液配比及工藝參數(shù)，對粉末盤加工表面進(jìn)行平滑、精整，改變零件加工表面紋理和殘余應(yīng)力狀態(tài)，提高零件表面粗糙度等級及加工表面質(zhì)量。本發(fā)明具體提供了一種改變航空發(fā)動機(jī)粉末盤加工表面殘余應(yīng)力狀態(tài)的方法，其特征在于采用自動光整工藝方法，對粉末盤表面進(jìn)行光整加工，工藝參數(shù)為滾筒轉(zhuǎn)速50 60轉(zhuǎn)/分鐘，零件轉(zhuǎn)速10轉(zhuǎn)/分鐘；選用磨料為Φ3剛玉MS球形磨料，磨液為HYF磨液。本發(fā)明提供的改變航空發(fā)動機(jī)粉末盤加工表面殘余應(yīng)力狀態(tài)的方法，其特征在于所述磨液的PH值為7. 5 8。本發(fā)明提供的改變航空發(fā)動機(jī)粉末盤加工表面殘余應(yīng)力狀態(tài)的方法，其特征在于所述磨料的粒度為150目。本發(fā)明提供的改變航空發(fā)動機(jī)粉末盤加工表面殘余應(yīng)力狀態(tài)的方法，其特征在于采用正反轉(zhuǎn)交替的方法進(jìn)行加工零件正面加工1 1. 5小時，正、反轉(zhuǎn)交替進(jìn)行，各30 45分鐘；翻面后，反面再加工1 1. 5小時，正、反轉(zhuǎn)交替進(jìn)行，各30 45分鐘。本發(fā)明解決了現(xiàn)有粉末盤機(jī)械加工后，表面殘余拉應(yīng)力的問題。攻克了原粉末盤加工表面手工拋光過程不可控、表面粗糙度不易保證、加工效率低、質(zhì)量不穩(wěn)定的難題。本發(fā)明設(shè)計(jì)了合理高效、質(zhì)量穩(wěn)定的工藝方法，通用自動光整工藝手段，使得加工過程可控并使表面獲得恒定一致的質(zhì)量保證。能夠?qū)崿F(xiàn)粉末盤加工表面高效自動拋光、棱邊和孔邊自動去毛刺及提高表面抗疲勞能力等多項(xiàng)復(fù)合高效加工法，改變加工表面紋理和殘余應(yīng)力狀態(tài)，提高表面粗糙度等級。該方法不改變原有粉末盤的加工精度，確保粉末盤加工質(zhì)量。


圖1粉末盤輻板光整前180倍紋理照片；圖2粉末盤輻板光整后180倍紋理照片。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
粉末盤輻板光整前180倍紋理照片見圖1，采用自動光整工藝方法，對粉末盤加工表面進(jìn)行光整。工藝參數(shù)為滾筒轉(zhuǎn)速60轉(zhuǎn)/分鐘，零件轉(zhuǎn)速10轉(zhuǎn)/分鐘；選用粒度為150目的Φ3剛玉MS球形磨料；磨液為pH值為8的HYF磨液。磨料磨液的配比為質(zhì)量比5 :1。采用正反轉(zhuǎn)交替的方法進(jìn)行加工零件正面加工1小時，正、反轉(zhuǎn)交替進(jìn)行，各30分鐘；翻面后，反面再加工1小時，正、反轉(zhuǎn)交替進(jìn)行，各30分鐘。光整前后表面粗糙度檢測結(jié)果及應(yīng)力對比見表1、2，光整后180倍紋理照片見圖2。實(shí)施例2
采用自動光整工藝方法，對粉末盤加工表面進(jìn)行光整。工藝參數(shù)為滾筒轉(zhuǎn)速50轉(zhuǎn)/分鐘，零件轉(zhuǎn)速10轉(zhuǎn)/分鐘；選用粒度為150目的Φ3剛玉MS球形磨料，磨液為pH值為8的HYF磨液。磨料磨液的配比為質(zhì)量比5:1。采用正反轉(zhuǎn)交替的方法進(jìn)行加工零件正面加工1. 5小時，正、反轉(zhuǎn)交替進(jìn)行，各45分鐘；翻面后，反面再加工1. 5小時，正、反轉(zhuǎn)交替進(jìn)行，各45分鐘。光整前后表面粗糙度檢測結(jié)果及應(yīng)力對比見表3、4。表1 光整前后表面粗糙度檢測結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種改變航空發(fā)動機(jī)粉末盤加工表面殘余應(yīng)力狀態(tài)的方法，其特征在于采用自動光整加工的工藝方法，對粉末盤加工表面進(jìn)行光整，工藝參數(shù)為滾筒轉(zhuǎn)速50 60轉(zhuǎn)/分鐘，零件轉(zhuǎn)速10轉(zhuǎn)/分鐘；選用磨料為Φ3剛玉MS球形磨料，磨液為HYF磨液。
2.按照權(quán)利要求1所述改變航空發(fā)動機(jī)粉末盤加工表面殘余應(yīng)力狀態(tài)的方法，其特征在于所述磨液的PH值為7. 5 8。
3.按照權(quán)利要求1所述改變航空發(fā)動機(jī)粉末盤加工表面殘余應(yīng)力狀態(tài)的方法，其特征在于所述磨料的粒度為150目。
4.按照權(quán)利要求1所述改變航空發(fā)動機(jī)粉末盤加工表面殘余應(yīng)力狀態(tài)的方法，其特征在于采用正反轉(zhuǎn)交替的方法進(jìn)行加工零件正面加工1 1. 5小時，正、反轉(zhuǎn)交替進(jìn)行，各30 45分鐘；翻面后，反面再加工1 1. 5小時，正、反轉(zhuǎn)交替進(jìn)行，各30 45分鐘。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種改變航空發(fā)動機(jī)粉末盤加工表面殘余應(yīng)力狀態(tài)的方法，其特征在于采用自動光整加工的工藝方法，對粉末盤加工表面進(jìn)行光整，工藝參數(shù)為滾筒轉(zhuǎn)速50～60轉(zhuǎn)/分鐘，零件轉(zhuǎn)速10轉(zhuǎn)/分鐘；選用磨料為Ф3剛玉MS球形磨料，磨液為HYF磨液。該方法采用自動光整加工方法，選用最佳的磨料、磨液配比及工藝參數(shù)，對粉末盤加工表面進(jìn)行平滑、精整，改變零件加工表面殘余應(yīng)力狀態(tài)和加工表面紋理，能有效提高粉末盤表面粗糙度等級及加工表面質(zhì)量。
文檔編號C21D7/04GK102560038SQ201010605999
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者張君, 沈志云, 石豎鯤, 陳國文, 魏政 申請人:沈陽黎明航空發(fā)動機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司