控制高溫合金零件噴涂變形

（沈陽黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽 110043）

控制高溫合金零件噴涂變形

王永強(qiáng) 蘇 波

（沈陽黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽 110043）

本文介紹了承擔(dān)美國GE公司的某薄壁高溫合金零件轉(zhuǎn)批加工過程中所遇到的零件變形技術(shù)問題和解決途徑，論文介紹了通過摸索噴涂變形規(guī)律、更改噴涂夾具，最終解決了由于噴涂產(chǎn)生的零件變形問題，從而確保轉(zhuǎn)批產(chǎn)品的順利交付。為我公司轉(zhuǎn)包產(chǎn)品贏得大量GE產(chǎn)品市場份額提供了技術(shù)保證。

高溫合金；薄壁機(jī)匣；噴涂；噴涂夾具改進(jìn)

1 零件材料結(jié)構(gòu)工藝特點(diǎn)分析

1.1 零件材料

材 料為Inconel 718，為 時(shí)效 強(qiáng)化變形鎳基高溫合金，工作溫度為600～650℃。

材料特性及應(yīng)用：

該合金在-253～700℃溫度范圍內(nèi)具有良好的綜合性能，650℃以下的屈服強(qiáng)度居變形高溫合金的首位，并具有良好的抗疲勞、抗輻射、抗氧化、耐腐蝕性能，以及良好的加工性能、焊接性能良好。能夠制造各種形狀復(fù)雜的零部件，是當(dāng)今國外航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域應(yīng)用范圍最為廣泛的高溫合金，而且在宇航、核能、石油工業(yè)及其它工業(yè)產(chǎn)品中也有一定的應(yīng)用。

與其相近的合金牌號(hào)： GH4169（ 中 國）、NC19FeNb（ 法 國）、NiCr19Fe19Nb5（德國）等。

1.2 零件結(jié)構(gòu)

該零件為典型薄壁環(huán)形機(jī)匣件，零件最大外圓直徑約φ391.68mm，總高約109.2mm，材料為Inco718，零件壁厚只有2.032mm，總體結(jié)構(gòu)呈“喇叭”形狀。

1.3 加工工藝技術(shù)難點(diǎn)

（1）材料難加工，Inconel 718屬難加工變形高溫合金。

（2）壁厚薄、薄壁厚僅有2.032mm，結(jié)構(gòu)呈“喇叭”形狀，且在小端內(nèi)圓噴涂，零件變形嚴(yán)重。

（3）加工精度高，零件基準(zhǔn)直徑要求圓度0.05mm、基準(zhǔn)直徑公差±0.025mm及相關(guān)的技術(shù)條件0.127mm難以保證。

綜上所述，如何防止該薄壁環(huán)形機(jī)匣零件變形成為加工中的最大瓶頸問題。

1.4 影響零件變形因素

影響薄壁零件的變形因素有很多，主要有加工工藝路線的合理性、機(jī)床、夾具、工件殘余應(yīng)力、噴涂裝夾定位及熱變形、切削刀具選擇等等。

2 控制噴涂變形量研究

2.1 現(xiàn)場跟蹤機(jī)加工和噴涂過程、收集數(shù)據(jù)，進(jìn)行對(duì)比（如表1）

表1

從表中可以很明顯的看出噴涂前后對(duì)零件圓度和跳動(dòng)影響很大，直接導(dǎo)致零件超差。

2.2 改進(jìn)噴涂夾具

夾具設(shè)計(jì)好壞直接影響薄壁件的加工質(zhì)量，夾具的優(yōu)劣直接影響零件的加工精度，因此，夾具設(shè)計(jì)是重要的一環(huán)。

在實(shí)際加工中發(fā)現(xiàn)夾具影響很大，原夾具定位止口與零件配合根本起不到定位的作用，因此將夾具的定位止口加大，使其配合間隙單邊在0.02-0.03之間。

2.3 刀具及切削用量的選擇

選擇刀具通常要考慮機(jī)床的加工能力、工序內(nèi)容和工件材料、加工效率、加工質(zhì)量、加工成本等因素。切削用量不僅是在機(jī)床調(diào)整前必須確定的重要參數(shù)，而且其數(shù)值合理與否對(duì)加工質(zhì)量、加工效率、生產(chǎn)成本等有著非常重要的影響。所謂“合理的”切削用量是指充分利用刀具切削性能和機(jī)床動(dòng)力性能（功率、扭矩），在保證質(zhì)量的前提下，獲得高的生產(chǎn)率和低的加工成本的切削用量。最初選擇的車涂層刀具為二次利用的機(jī)夾刀，但經(jīng)幾批零件的加工不僅對(duì)涂層表面的技術(shù)條件有影響，而且對(duì)表面的加工質(zhì)量（粗糙度）也不利，因此，經(jīng)查找相關(guān)資料并經(jīng)過幾批共約20件產(chǎn)品加工驗(yàn)證選擇M42國產(chǎn)焊接刀具加工該類涂層為最佳。

結(jié)語

經(jīng)過近半年加工工藝試驗(yàn)及噴涂工裝的改進(jìn)，該零件由噴涂引起的不合格率由原來的40%降低到5%左右，為類似零件加工積累一定的經(jīng)驗(yàn)。

[1]吳濤,朱流，酈劍．熱噴涂技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展[J]國外金屬熱處理．2005（4）．

[2] 彭銳濤，廖妙,譚援強(qiáng)． 預(yù)應(yīng)力切削鎳基高溫合金的試驗(yàn)研究[J]．機(jī)械工程學(xué)報(bào),2012（19）．

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