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关于航空发动机,这是史上最烧眼的一篇文章!(四)

行业资讯 | 2019-05-13 198

来源:工业智能化


单晶叶片的凝固缺陷


单晶涡轮叶片是目前航空发动机所有零件中制造工序最多、周期最长、合格率最低、国外封锁和垄断最为严格的发动机零件。制造单晶涡轮叶片的工序包括压芯、修芯、型芯烧结、型芯检验、型芯与外型模具的匹配、蜡模压注、蜡模X 光检验、蜡模壁厚检测、蜡模修整、蜡模组合、引晶系统系统及浇冒口组合、涂料撤砂、壳型干燥、壳型脱蜡、壳型焙烧、叶片浇注、单晶凝固、清壳吹砂、初检、荧光检查、脱芯、打磨、弦宽测量、叶片X 光检查、X 光底片检查、型面检查、精修叶片、叶片壁厚检测、终检等制造环节。除此之外,还必须完成涡轮叶片精铸模具设计和制造工作。


隶属于联合发动机公司(UEC)的“乌法发动机工业协会(JSC)”,这里正在制造航空发动机的涡轮叶片。


这里正在加工瓷土,将瓷土打碎,制作涡轮叶片的内芯。

这是加工前的瓷土。

工人正在将塑形后的瓷土模型逐个检查修形,这些做好的瓷土模型将首先烧结成熔融石英陶瓷芯。

涡轮喷气式发动机需要中空的涡轮叶片,只有高质量的陶瓷芯是失蜡法铸造的最好内芯材料,它能够在浇铸金属时依然能够保持稳定,在铸件冷却后有能通过化学工艺轻易溶解,在叶片中留下所需要的空气通道。

这是等待进行加工的瓷土模型,在外部包裹蜂蜡进行失蜡法铸造,才能得到涡轮叶片。瓷土模型可以制作成横截面非常小,而且在加工过程中变形小。

在这里工作的都是女性,细心而有耐心的女性才能胜任这里单调乏味,又特别需要认真负责态度的工作。

这些瓷土模型其实就是叶片中的空气通道,在发动机运转时,有空气在其中通过,从而冷却涡轮叶片保持工作稳定。

工人正在准备浇铸接口。

这些接口将安装二到四个叶片,这样浇铸熔融金属时可以提高效率。

工人正在给陶瓷芯包裹蜂蜡,蜂蜡的作用是在铸造范摸中形成空腔。

工人正在将蜂蜡叶片安装到浇铸接口上。

已经包裹了陶瓷芯的蜂蜡叶片。

粗壮的结构都是浇铸时的金属流道,叶片其实非常细小。

将叶片进行最后加工,这样熔融金属就可以将空腔充满,不会造成铸造砂眼。

加工好的铸造模型。

这里有很多类似的模型,生产不同规格的涡轮叶片。

下一步是将这些铸造模型包裹瓷土,制作陶范。

工人将铸造模型安装的一个旋转机械上。

用机械手在陶土液中旋转,使其均匀包裹住模型的任何部位。

这样才能算合格。

之后加入特殊风箱中,在外表喷淋瓷土,形成厚实的外壳。

操作机械的工人。

等待进行加工的铸造模型。

这是包裹陶土后的铸造模型。

这里进行风干。

精密铸造车间。

铸造模型在这里进行浇铸。

首先要进行加温,将铸造模型外部包裹的瓷土烧成陶瓷范模。

同时,将内部的蜂蜡排出,形成铸造空腔。

工人取出铸造范模。

然后这些范模将浇铸特殊合金溶液。

每种范模都要一种特别的熔炉进行加工。

这是一种大型部件的范模生产。

温度非常高。

最后,生产出的叶片还需要进行X光探伤。

每个叶片都要进行多角度探伤,防止出现任何瑕疵。

X光照片,可以看出叶片内部的空腔。

工人正在对X光照片进行检查。


整个涡轮叶片生产工艺非常繁复,完全超越了珠宝制造工业,而这仅仅是“工业皇冠上的钻石”――航空发动机制造的一小部分。