飛機發動機用鈦合金導流管的製造方法
2023-05-11 21:06:56
專利名稱：飛機發動機用鈦合金導流管的製造方法
技術領域：
本發明涉及一種飛機發動機導流管加工技術，特別是一種飛機發動機用鈦合金導流管的製造方法。
背景技術：
圖1、圖2所示是一種飛機發動機用的鈦合金導流管，是以鈦合金為材料製成的截 面為弧形扁圓的彎扭管，首先，它是一種扁圓管，一般所說的扁圓管是指兩側為半圓柱面， 兩半圓柱面之間以平面相連，而這種導流管的扁圓管連接兩側半圓柱1面的不是平面，而 是兩個同一中心軸的圓柱面所構成的弧形面2、3，因此稱其為弧形扁管。構成所述導流管的 弧形扁管具有一段弧形側彎4，不僅如此，所述具有側彎的弧形扁圓管還經扭轉，一端管口 截面兩側半圓圓心連線與另一端管口截面兩側半圓圓心連線為空間二面線。所述鈦合金導流管起著冷卻發動機葉片的作用，工作在高溫、衝刷、燒蝕的惡劣條 件，如果導流管在工作時燒蝕嚴重，則難以保持氣體動力學的外形甚至碎裂，將直接影響發 動機的效率，甚至失去工作能力，因此對所用導流管的性能有很高的要求。傳統的鈦合金導 流管的製造方法是將兩片鈦合金片在模具中預壓成導流管所需的形狀，然後將兩片鈦合金 片焊接成導流管。由於採用了焊接技術，難以保證的焊接質量導致導流管性能下降，難以耐 受高溫、高轉速狀態下的熱應力和機械應力，同時高溫蠕變性能降低，抗疲勞強度及塑性下 降，嚴重影響了發動機的可靠性和壽命。如何提供一種整體結構的鈦合金導流管，克服焊接所帶來的各種缺陷，是鈦合金 導流管制造者長期未能解決的難題，這是由於導流管是一種空間曲面扁管，整體成型工藝 複雜而難以實現。本發明採用內灌合金，模具分次熱壓成型方法，經過多次反覆試驗，探索 參數，終於成功研製出高性能的鈦合金導流管。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種採用空心管材經過塑性成型加工成的整 體結構的飛機發動機用鈦合金導流管(簡稱導流管)的製造方法，以克服現有焊接成形鈦 合金導流管導流管所存在的上述不足。本發明所提供的飛機發動機用鈦合金導流管的製造方法是由如下技術方案來實 現的。—種飛機發動機用鈦合金導流管的製造方法，包括以下步驟(1)根據導流管側彎角度和半徑，將一定直徑和壁厚的空心鈦合金圓管彎製成彎 管；(2)將所述彎管在預壓模具中壓扁成橢圓截面管；預壓成型溫度400-450°C，壓力 5噸，時間20秒；(3)在預壓扁成橢圓截面的空心管中注入防粘劑；待防粘劑風乾後，向所述空心 管內灌低熔塑性金屬，待低熔塑性金屬冷凝後反覆輕敲管體，使凝固的低熔塑性金屬與管壁分離；(4)將上述裝有凝固低熔塑性金屬的管體放入潤滑油中，充分浸泡；(5)將經潤滑油充分浸泡的管體在成型模具中熱壓，將管體壓成弧形扁管；熱壓溫度450 500°C，壓力5噸，時間30秒；然後加熱使管內低熔塑性金屬熔化並倒出；(6)對所述弧形扁管重複上述步驟(3)、(4)，然後將其在壓扭模具中熱壓成導流 管所要求的扭曲狀，熱壓成型溫度500°C，壓力5T，時間40S。除上述必要技術特徵外，在具體實施過程中，還可補充如下技術內容。所述的飛機發動機用鈦合金導流管的製造方法，其中所述防粘劑是膠體石墨水 齊U、或膠體氧化鋅水劑。所述的飛機發動機用鈦合金導流管的製造方法，其中所述低熔塑性金屬是純鉛、 或鉛錫合金、或鉛銀合金。所述的飛機發動機用鈦合金導流管的製造方法，其中所述低熔塑性金屬最佳是結 晶溫度區間較大的合金，包括含錫4 6%，其餘為鉛的鉛錫合金；或含銀5%的銀鉛合金。本發明的優點在於本發明採用TC4空心管材經過整體衝壓成型得到的導流管，避免了傳統導流管制 造技術中的焊接造成的各種缺陷，如氣孔、夾雜、熱影響區機械性下降，焊縫耐腐蝕性差等 問題；生產效率高，降低了製造成本，該方法解決了鈦合金導流管制造過程中的成型困難的 問題。本發明的鈦合金導流管的製造方法可以加工壁厚較大的導流管，工藝簡單，且具 有良好的抗燒蝕、抗高溫、抗衝刷的優良性能。為對本發明的結構特徵及其功效有進一步了解，茲列舉具體實施例並結合附圖詳 細說明如下。
圖1是鈦合金導流管的立體示意圖。圖2是圖1的俯視圖。圖3是本發明的工藝流程圖。
具體實施例方式如圖3所示，本發明所提供的一種飛機發動機用鈦合金導流管的製造方法，包括 以下步驟彎管根據導流管側彎角度和半徑，將一定直徑和要求壁厚的空心鈦合金圓管彎 製成彎管；預壓扁成橢圓管將上述彎管在預壓模具中壓扁成橢圓截面管；成型溫度 400-450°C，壓力 5T，時間 20S。塗防粘劑在預壓扁成橢圓截面的空心管中注入防粘劑；待防粘劑風乾後，向管內灌低熔塑性金屬，待低熔塑性金屬冷凝後反覆輕敲管體， 使凝固的低熔塑性金屬與管壁分離；將管體在潤滑油中充分浸泡；
壓扁成弧形扁管將管體在成型模具中熱壓，溫度450 500°C，壓力5噸、時間30秒；壓後加熱使低熔塑性金屬熔化並倒出；壓扭再次在所述弧形扁管內注入防粘劑，風乾後灌低熔塑性金屬，冷凝後反覆輕 敲管體，使凝固的合金與管壁分離，在潤滑油中充分浸泡，然後將其在壓扭模具中熱壓成導 流管所需的扭曲狀，溫度500°C，壓力5T，時間40S。經過上述步驟，原始的空心鈦合金圓管就被整體壓製成鈦合金導流管。所述空心鈦合金圓管的內徑Φ6-100πιπι，壁厚0. 3-1. 0mm。所述防粘劑是膠體石墨水劑、或膠體氧化鋅水劑。所述低熔塑性金屬是純鉛，或鉛錫合金、鉛銀合金。所述低熔塑性金屬最佳是結晶溫度區間較大的合金，包括含錫4 6%，其餘為鉛 的鉛錫合金；或含銀5%的銀鉛合金。實施例一本實施例用於製造小管徑導流管，採用內徑Φ6-30πιπι，壁厚0. 3-1. Omm的空心圓
管。步驟如下(1)將內徑Φ6-30πιπι，壁厚0. 3-1. Omm的空心鈦合金圓管彎製成彎管；(2)將所述彎管在預壓模具中壓扁成橢圓截面管；成型溫度成型溫度400°C，壓力 5T，時間 20S ；(3)在預壓扁成橢圓截面的空心管內表面用注入後再倒出的方法塗一層膠體石墨 水劑，或膠體氧化鋅水劑，待自然乾燥後，向管體內灌鉛料，自然冷卻至內部鉛料凝固後反 復輕敲管體，使凝固的鉛料與管壁分離；(4)將管體浸泡在潤滑油內，要充分浸透；(5)將經潤滑油充分浸泡的管體在成型模具中熱壓，將管體壓成弧形扁管，管壁上 壓制凸筋；熱壓溫度450°C，壓力5噸，時間30秒；然後加熱使管內鉛料熔化並倒出；(6)對所述弧形扁管重複步驟(3)、(4)，然後將其在壓扭模具中熱壓成導流管所 要求的扭曲狀，溫度500°C，壓力5T，時間40S。實施例二本實施例適用於用Φ30-50πιπι，壁厚δ 0. 3-1. Omm的鈦合金空心圓管制造導流管， 具體步驟如下(1)將內徑Φ30-50πιπι，壁厚δ 0. 3-1. Omm的空心鈦合金圓管彎製成彎管；(2)將所述彎管在預壓模具中壓扁成橢圓截面管；成型溫度成型430°C，壓力5T， 時間20S ；(3)在預壓扁成橢圓截面的空心管內表面用注入後再倒出的方法塗一層膠體石墨 水劑，自然乾燥；然後向管內灌低熔塑性金屬，自然冷卻至內部低熔塑性金屬凝固後反覆輕 敲管體，使凝固的合金與管壁分離；(4)將管體浸泡在潤滑油內，要充分浸透；(5)將經潤滑油充分浸泡的管體在成型模具中熱壓，將管體壓成弧形扁管，管壁上 壓制凸筋；溫度480°C，壓力5T，時間30S。去除管體兩端擠出的金屬料；壓後加熱使低溫塑 性合金熔化並倒出；在放入模具前，可先將管體上下表面敲成平面；(6)對所述弧形扁管重複步驟(3)、(4)，然後將其在壓扭模具中熱壓成導流管所要求的扭曲狀，溫度500°C，壓力5T，時間40S。實施例三本實施例適合用內徑Φ50-100πιπι，壁厚δ 0. 3-1. Omm的鈦合金圓管制造導流管，具體步驟如下(1)將內徑Φ50-100πιπι，壁厚δ 0. 3-1. Omm的的空心鈦合金圓管彎製成彎管；(2)將所述彎管在預壓模具中壓扁成橢圓截面管；成型溫度450°C，壓力5T，時間 20S ；(3)在預壓扁成橢圓截面的空心管內表面用注入後再倒出的方法塗一層膠體石墨水劑，自然乾燥；然後向管內灌低熔塑性金屬，自然冷卻至內部低熔塑性金屬凝固後反覆輕 敲管體，使凝固的合金與管壁分離；(4)將管體浸泡在潤滑油內，要充分浸透；(5)將經潤滑油充分浸泡的管體在成型模具中熱壓，將管體壓成弧形扁管，管壁上 壓制凸筋；溫度500°C，壓力5T，時間30S，去除管體兩端擠出的金屬料；壓後加熱使低溫塑 性合金熔化並倒出；在放入模具前，可先將管體上下表面敲成平面；(6)對所述弧形扁管重複步驟(3)、(4)，然後將其在壓扭模具中熱壓成導流管所 要求的扭曲狀，溫度500°C，壓力5T，時間40S。
權利要求
飛機發動機用鈦合金導流管的製造方法，其特徵在於包括以下步驟(1)根據導流管側彎角度和半徑，將一定直徑和壁厚的空心鈦合金圓管彎製成彎管；(2)將所述彎管在預壓模具中壓扁成橢圓截面管；預壓成型溫度400-450℃，壓力5噸，時間20秒；(3)在預壓扁成橢圓截面的空心管中注入防粘劑；待防粘劑風乾後，向所述空心管內灌低熔塑性金屬，待低熔塑性金屬冷凝後反覆輕敲管體，使凝固的低熔塑性金屬與管壁分離；(4)將上述裝有凝固低熔塑性金屬的管體放入潤滑油中，充分浸泡；(5)將經潤滑油充分浸泡的管體在成型模具中熱壓，將管體壓成弧形扁管；熱壓溫度450～500℃，壓力5噸，時間30秒；然後加熱使管內低熔塑性金屬熔化並倒出；(6)對所述弧形扁管重複上述步驟(3)、(4)，然後將其在壓扭模具中熱壓成導流管所要求的扭曲狀，熱壓成型溫度500℃，壓力5T，時間40秒。
2.根據權利要求1所述的飛機發動機用鈦合金導流管的製造方法，其特徵在於所述空 心鈦合金圓管的內徑Φ6-100πιπι，壁厚0. 3-1. 0mm。
3.根據權利要求1所述的飛機發動機用鈦合金導流管的製造方法，其特徵在於所述防 粘劑是膠體石墨水劑、或膠體氧化鋅水劑。
4.根據權利要求1所述的飛機發動機用鈦合金導流管的製造方法，其特徵在於所述低 熔塑性金屬是純鉛，或鉛錫合金，或鉛銀合金。
5.根據權利要求4所述的飛機發動機用鈦合金導流管的製造方法，其特徵在於所述低 熔塑性金屬最佳是結晶溫度區間較大合金，包括含錫4 6%，其餘為鉛的鉛錫合金；或含 銀5%的銀鉛合金。
全文摘要
一種飛機發動機用鈦合金導流管的製造方法，先根據導流管側彎角度和半徑，將一定直徑和壁厚的空心鈦合金圓管彎製成彎管，並預壓成橢圓截面管；再向預壓扁成橢圓截面的空心管中注入防粘劑，待防粘劑風乾後，向所述空心管內灌低熔塑性金屬，冷凝後反覆輕敲管體，使凝固的金屬與管壁分離，並將管體放入潤滑油中充分浸泡；將管體在成型模具中熱壓，將管體壓成弧形扁管，然後加熱使管內金屬熔化並倒出；再次向管內注入防粘劑及低熔塑性金屬，並在潤滑油中浸泡，然後將其在壓扭模具中熱壓成導流管所要求的扭曲狀。本發明採用鈦合金空心管材經過整體衝壓成型得到的導流管，避免了傳統焊接方法的各種缺陷。
文檔編號B21D35/00GK101817031SQ20101017722
公開日2010年9月1日 申請日期2010年5月20日 優先權日2010年5月20日
發明者呂寶瑜, 張舜, 王振強, 胡鑫 申請人:什邡市明日宇航工業股份有限公司