Способ изготовления лопаток
О П И С А Н И Е ((()873696
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву 826631 (22) Заявлено 31.01.79 (21) 2720287/22-02 (51) М. Кл з
С 22F 1/18
В 21К 3/04 с присоединением заявки №
Государственный комитет
СССР (23) Приоритет (43) Опубликовано 23.10.82. Бюллетень № 39 (53) УДК 621.73 (088.8) (45) Дата опубликования описания 23.10.82 ло делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения И. А. Климов, О, А. Кайбышев, В. Д. Дьяк нов и;.В; Ф; П1пирков
1 .. ;:;. .; (Орджонйкидзе "" (71) Заявитель Уфимский авиационный институт им (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛКНИЯ ЛОПАТОК
Изобретение относится к области технологии машиностроения и может быть использовано при производстве компрессорных и турбинных лопаток.
По основному авт. св.¹826631 известен 5 способ изготовления лопаток, заключающийся в нагреве заготовки, закрытой объемной штамповке в режиме сверхпластичности, термической обработке, механической обработке и закрутке пера (1). 1О
Однако применение термообработки до закрутки приводит к снижению эксплуатационных характеристик изделия вследствие высоких остаточных напряжений, возникших в процессе закрутки, что также обу- 15 словлено повышенными характеристиками прочности и пониженными характеристиками пластичности термообработанного материала, Это уменьшает усталостную прочность изделий. 20
Целью изобретения является повышение усталостной прочности. Цель достигается тем, что в способе изготовления лопаток, включающем нагрев заготовки, закрытую объемную штамповку в режиме сверхпла- 25 стичности, термическую, механическую обработку и последующую закрутку пера, термическую обработку производят после закрутки механически обработанного пера лопатки. ЗО
Предложенный способ заключается в следующем.
Исходную заготовку из прутка покрывают стеклосмазкой, нагревают и подвергают закрытой объемной штамповке в режиме сверхпластичности.
Полученный полуфабрикат имеет припуск по профилю пера 0,1 — 0,2 мм. Припуски выбраны исходя из возможностей штамповки и механической обработки, учитывая чистоту поверхности, глубину дефектного слоя штамповки, точность и стабильность базирования лопатки в процессе обработки.
Штамповки, пройдя ряд вспомогательных операций (удаление стеклосмазки, заусениц и альфпрованного слоя), поступают на механическую обработку.
После механической обработки проводят закрутку пера на профилегибочном приспособлении и осуществляют термическую обработку.
Проведение термической обработки в конце технологического процесса изготовления лопаток улучшает обрабатываемость материала штамповки, а это существенно снижает трудоемкость процесса за счет уменьшения расхода режущего инструмента и повышения производительности обработки.
Снижаются потребные усилия для закрутки пера за счет сии>кения прочности и
873696
Режимы испытаний
Способ
1V циклов до разрушения
f, гц о, кг/мм
6 10 — 8 10
5 ° 10 — 7 10
50 — 52
50 — 52
Предложенный
Известный
1200 †13
1225 †13
Формула изобретения
Техред О. Павлова Корректор Н. Федорова
Редактор Е. Зубиетова
Заказ 1674/7 Изд. № 237 Тираж 657 Подписное
НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2 повышения пластичности материала, не прошедшего второй отжиг. Это повлечет за собой снижение уровня остаточных напряжений, возникших в пере при закрутке, чтосущественно увеличит ресурс лопаток.
Проведение термообработки после механической обработки и закрутки пера позволит существенно снизить уровень остаточных напряжений, возникших при механической обработке, а главное, практически полностью устранить влияние внутренних напряжений, возникших при закрутке пера, на эксплуатационные характеристики лопаток, в частности на их выносливость.
Снижение уровня остаточных и внутренних напряжений после термообработки вызвано тем, что при нагреве ускоряются процессы возврата, вследствие чего устраняются остаточные микро- и макронапряжения.
Пример. Заготовку из прутка (материал ВТ-9; размер ф 14Х34) покрывают стеклосмазкой ЭВТ-24 и нагревают до температуры 950 С. Затем нагретую заготовку помещают в штамп закрытого типа, оснащенный индуктором, обеспечивающим температуру в зоне деформирования 950—
960 С, и штампуют при постоянной температуре со скоростью деформирования 3—
5 мм/мин. У полученной лопатки компрессора с незакрученным пером и с припуском
Как видно из приведенных результатов, использование предлагаемого способа изготовления лопаток обеспечивает по сравнению с известными следующие преимущества: повышение ресурса изделия на 10 — 15% путем повышения усталостной прочности; снижение трудоемкости изготовления лопатки за счет улучшения обрабатываемости материала.
4 по профилю 0,lмм и 0,,2 мм по замку удаляют стеклосмазку, заусеницы и альфированный слой. После этого проводят механическую обработку.
Обработку осуществляют в следующей последовательности: вначале обрабатывают замок, а затем, используя его в качестве базы, полируют профиль пера.
После обработки осуществляют контроль профиля на приборах типа ПОМКЛ.
Закрутку пера производят на профилегибочном приспособлении, после чего лопатки, пройдя окончательный контроль по геометрии и качеству закрутки, поступают
15 на термообработку.
Термообработку осуществляют следующим образом. Лопатки, установленные на подставки с целью устранения забоин и коробления профиля, загружают в печь с
20 температурой 530 С и выдерживают в течение 6 ч.
Среда в печи может быть любой, так как процесс образования альфированного слоя на поверхности деталей идет при темпера25 турах свыше 700 С, при этом за 2 ч формируется слой, толщиной не более 0,01 мм.
Для определения работоспособности изделий были изготовлены лопатки по предложенному способу и испытаны на вибро30 стенде при различных нагрузках. Результаты приведены в таблице.
Способ изготовления лопаток по авт. св.
35 М 826631, отличающийся тем, что, с целью повышения усталостной прочности, термическую обработку производят после закрутки пера.
Источники информации, 40 принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
М 826631, кл. В 21К 3/04, 1977.
