葉片氣膜孔加工再鑄層控制

崔智勇， 劉遵友， 王軼， 胡萌， 郝小紅

（中國人民解放軍第五七一九工廠,四川彭州611936）

1 引 言

氣膜孔加工方法主要有電液束加工、激光加工、電火花加工。電液束加工技術具有無重熔層、無裂紋、無加工應力等特點，國內電液束加工尚處于試驗摸索階段，尚未工程化應用。激光加工技術具有加工速度快、成本低、重熔層較厚等特點，產品容易燒傷，適用于通孔加工。電火花加工是目前國內氣膜孔加工的主要方法，通過參數合理選擇，有加工效率高、重熔層較薄等特點。

2 產品特點

葉片材料是DZ125 定向凝固鎳基鑄造高溫合金，鑄件采用無余量精密鑄造而成，是我國目前性能水平最高的鑄造高溫合金之一，具有良好的中、高溫綜合性能及優異的熱疲勞性能，材料韌性大、硬度高。葉片見圖1。

葉片沿葉身縱向分布6 排氣膜孔，每個孔X、Y、Z、A、B、C 的坐標都不一樣，成空間三維分布。

圖1 葉片

技術要求為：（1）葉片孔徑有φ0.3mm 和φ0.4mm 各3 排，公差0.1mm，位置度φ0.3mm，重熔層厚度要求小于0.02mm。（2）孔表面狀態要求，表面不規則性≤0.038mm，晶間腐蝕≤0.01mm，局部腐蝕≤0.01mm，再鑄層厚度≤0.02mm，再鑄層裂紋每1.27mm 長度上≤1 道，斷續小珠≤0.02mm，不允許有飛濺物、燒傷、再鑄層脫離及砂眼。

3 氣膜孔加工

3.1 設備

使用SE-GK010六軸電火花小孔機（見圖2），采用黃銅管作為工具電極，與工件之間施加高頻脈沖電源形成小脈寬，大峰值電流的放電加工，輔以高壓水冷卻排渣，加工直徑為0.2～3mm之間的深小孔，可直接在工件的斜面、曲面上加工。

圖2 加工設備

3.2 工藝試驗

電火花加工受脈沖寬度、脈沖電流、脈沖間隔等因素影響，確定合理的加工參數非常重要。增大脈沖寬度和脈沖電流值，加工效率高，表面質量較差，會產生裂紋、砂眼、脫層、燒傷的現象。脈沖間隔時間過短，則會造成電腐蝕產物不能完全排除而進行二次放電，加工過程不穩定；脈沖間隔時間過長，則加工效率降低。

（1）第一批加工參數試驗

為選擇合理的加工參數，進行了工藝試驗。第一批使用4 件產品，試驗參數由小到大逐漸遞增，見表1。

表1 電火花加工試驗參數

通過四組參數試驗，使用電子顯微鏡（以下簡稱“電鏡”）檢查氣膜孔表面質量，與標準進行對比，均未能達到標準的技術要求，但對4 件產品氣膜孔加工電鏡檢查圖譜進行分析，A03 氣膜孔表面質量比其它3 件葉片氣膜孔表面質量較好，見圖3。

圖3 A03 氣膜孔電鏡檢查圖

檢查結果：再鑄層厚度＞0.02mm，存在斷續小珠，未見裂紋，表面不規則性≤0.038mm，晶間腐蝕≤0.01mm，局部腐蝕≤0.01mm。

（2）第二批加工參數試驗

為獲得合格氣膜孔的加工質量參數，在A03 試驗參數的基礎上進行調整，見表2。

表2 電火花加工試驗參數

通過三組參數試驗，使用電鏡檢查氣膜孔表面質量，與標準進行對比，A05 氣膜孔質量達到標準技術要求，氣膜孔加工電鏡檢查圖譜見圖4、圖5。

圖4 A05 葉片氣膜孔橫向電鏡檢查圖

圖5 A05 葉片氣膜孔縱向電鏡檢查圖橫向

檢查結果：未見白亮的再鑄層；存在極少數的斷續小珠，且厚度＜0.02mm。表面不規則性≤0.038mm，晶間腐蝕≤0.01mm，局部腐蝕≤0.01mm，再鑄層厚度≤0.02mm。無飛濺物、燒傷、再鑄層脫離及砂眼，產品合格。

4 結 論

葉片沿葉身方向分布的6 排氣膜孔，采用專用設備，輔以夾具在機床工作臺上進行定位，可以保證空間位置孔的加工精度，使用塞規檢查孔徑，全部合格。采用電火花加工方法，通過工藝試驗確定合理加工參數，既可保證氣膜孔質量，又能提高加工效率。

［1］ 徐成海.真空工程技術［M］.北京：化學工業出版社，2006.

［2］ 王廣生.航空熱處理標準應用手冊［M］.北京：航空工業出版社，2008.

［3］ 李嘉榮，熊繼春，唐定中.先進高溫結構材料與技術（上、下冊）［M］.北京：國防工業出版社，2012.

［4］ 航空工業科技詞典編輯委員會.航空工業科技詞典（航空發動機與附件）［M］.北京：國防工業出版社，1982.

［5］ 《中國航空材料手冊》編輯委員會.中國航空材料手冊［M］.北京：中國標準出版社，2002.