涡轮叶片气膜孔制造及检测技术发展与展望

作     者：杨泽南 查海勇 黄子婴 许骏杰 梁威 张朕 王振栋 黄魁东 YANG Ze-nan;ZHA Hai-yong;HUANG Zi-ying;XU Jun-jie;LIANG Wei;ZHANG Zhen;WANG Zhen-dong;HUANG Kui-dong

作者机构：中国航发北京航空材料研究院先进高温结构材料重点实验室北京100095 中国航发四川燃气涡轮研究院成都610500 东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室沈阳110819 西北工业大学航空发动机高性能制造工信部重点实验室西安710072 

出 版 物：《失效分析与预防》 (Failure Analysis and Prevention)

年 卷 期：2023年第18卷第1期

页      面：14-20页

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 0803[工学-光学工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：中国科协青年托举人才工程项目(YESS20200408) 财政部稳定支持项目(KZ90220107) 国家科技重大专项项目(J2019-VII-0013-0153) 航发产学研合作项目(HFZL2020CXY014-1) 

主　　题：气膜冷却孔 电火花加工 电化学加工 超快激光加工 磨粒流处理 

摘      要：涡轮叶片作为航空发动机最核心的热端部件,在叶身加工气膜冷却孔是提高叶片承温能力的必然趋势。目前主流制孔工艺方法包括电火花加工(EDM)、电化学加工(ECM)与激光加工。其中,电火花制孔工艺最成熟,成本效率优势最为明显,广泛应用于多种型号叶片;电化学制孔可以满足“无重熔层、无微裂纹、无热影响区的孔壁质量验收要求,但对异型孔加工能力不足限制其应用前景;长脉冲激光主要应用于静子件及燃机叶片的制孔,近些年随着超快激光技术的迅猛发展,孔壁加工精度及质量得到显著提升,使其在叶片转子件的制孔中也获得应用。此外,采用磨粒流、磁力研磨等气膜孔后处理工艺可消除孔口相贯线锐边,避免应力集中效应导致锐边起裂。目前,气膜孔检测技术的工程化应用滞后于加工技术,但对于叶片制孔质量控制与验收标准制定具有重要意义,亟需建立相关标准将先进测试表征方法应用于工程生产中,并长期助力智能制造技术发展。