[发明专利]一种低温叶片的制备方法

说明书

本发明公开了低温风洞压缩机技术领域内的一种低温叶片的制备方法，包括以下步骤，（1）预浸料下料；（2）准备泡沫；（3）准备叶根处的金属衬套；（4）盒子碳梁的制备；（5）准备蒙皮；（6）叶片的组合成型；（7）填块成型；（8）叶根处的缠绕成型；（9）叶根处外形的精加工；本发明使用复合材料制备低温叶片，制备成本低，利用本发明制备出来的叶片重量小，降低叶片工作时的负荷。

技术领域

本发明属于低温风洞压缩机技术领域，特别涉及一种低温叶片的制备方法。

背景技术

拟建的低温风洞压缩机的转子叶片的使用环境为低温-196℃到高温80℃，工作介质为氮气，而且在-196℃到高温80℃温度范围内承受非定长周期性的气动载荷、离心力和温度冲击力等，对叶片的低温韧性和耐冷热的冲击性能提出了很高的要求。现有技术中，压缩机的转子叶片通常采用高速钢等高级合金工具钢支撑，合金工具钢含有大量合金元素，其在冶炼、浇注、塑性成形和热处理工艺等整个加工制造流程十分复杂，原材料成本很高，要满足转子叶片的加工要求，改善原材料的切削加工性，需要对原材料进行比较复杂的退火工艺；叶片粗加工后，需进行高温淬火，高温淬火后需在出现“二次硬化”的温度下进行三次回火处理，最后还要进行渗氮处理，以提高叶片表面的强度，其加工成本高，加工工艺复杂，叶片质量大。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，解决现有技术中成本高的技术问题，提供一种低温叶片的制备方法，本发明使用复合材料制备低温叶片，制备成本低，利用本发明制备出来的叶片重量小，降低叶片工作时的负荷。

本发明的目的是这样实现的：一种低温叶片的制备方法，包括以下步骤，

（1）预浸料下料：使用三维软件绘制每一层预浸料的外形，并导入到自动下料机的操作系统中，预浸料放到自动下料机托架上，按照程序裁剪每块料片，裁出碳梁、蒙皮、填块的预浸料布层，并用标签纸标识编号；

（2）泡沫的准备：使用数控机床按照泡沫芯数模加工碳梁泡沫、前缘泡沫、后缘泡沫和填块泡沫；

（3）叶根处金属衬套的准备：使用机床加工出金属衬套；

（4）盒子碳梁的制备：按照设计铺层分别将工作面、非工作面以及两侧碳梁准备好，再到碳梁模具中将碳梁铺层、金属衬套以及碳梁泡沫组合好后固化成型；

（5）蒙皮的准备：按照设计铺层分别将工作面、非工作面的蒙皮准备好，待用；

（6）叶片的组合：将蒙皮、碳梁、前缘泡沫和后缘泡沫在叶片模具中组合后，合模固化为叶片本体；

（7）叶根处的填块成型：按照设计的铺层要求将填块的预浸料布层与填块泡沫铺放结束后，固化成型；

（8）叶根处的缠绕成型：将填块与叶片本体使用耐低温胶粘剂固定后，对叶根处进行缠绕成型；

（9）叶根外形的精加工：按照叶片的最终数模，对步骤（8）中的缠绕部位使用数控机床进行机加成型，低温叶片制备结束。

作为本发明的进一步改进，所述步骤（4）中，制备碳梁的具体步骤为：

（401）分别在碳梁模具的上模、下模上铺放工作面和非工作面的制备碳梁的预浸料，每铺放6层进行一次抽真空预压实，重复上述操作，直至将制备碳梁的预浸料布层铺放完；

（402）工作面和非工作面的两侧碳梁的铺放：按照设定的铺层顺序，在干净平板上，每8层为一组，叠加在一起，进行抽真空预压实，重复上述操作，直至将两侧碳梁的预浸料布层铺放完；

（403）碳梁泡沫准备：在碳梁泡沫表面包裹一层耐低温胶膜，贴实；

（404）对金属衬套的待胶接表面进行吹砂处理，待用；