[发明专利]一种单叶片与粉末盘双合金整体叶盘及其制备方法

说明书

本发明涉及一种单叶片与粉末盘双合金整体叶盘及其制备方法，包括：将高温合金叶片的榫头与拼装卡具拼接孔进行拼接，得到叶片环，对叶片环中高温合金叶片表面进行制壳；将合金盘坯置于带有壳体的叶片环内腔中，进行机加工和间隙装配；将包套上盖、包套下盖与间隙装配后带有壳体的叶片环进行组合，并对组合后的包套上盖和包套下盖连接处进行焊接，得到组合包套；包套上盖设置有包套嘴；将高温合金粉末通过包套嘴装入组合包套中，同时进行动态热脱气和振动密实，再对包套嘴进行封焊，得到密闭包套；对密闭包套进行热等静压扩散连接；高温合金叶片的榫头包括凸台形。所述制备方法无需复杂焊接工艺，准确定位叶片，制备的整体叶盘扩散连接合格率高。

技术领域

本发明涉及金属加工领域，具体而言，涉及一种单叶片与粉末盘双合金整体叶盘及其制备方法。

背景技术

双合金整体叶盘的叶片与涡轮盘部分采用特性不同的两种合金，使得转子叶片部分具有良好的高温性能、盘体部分具有高的屈服强度和良好的低循环疲劳性能。与整体铸造叶轮相比，整体叶盘兼顾盘心、盘缘的性能；与机械榫齿连接的叶盘结构相比，可大大减少机加工量、减轻涡轮重量，提高涡轮转速和性能。为满足新一代航空发动机的高性能、长寿命、高可靠性需要，进一步提高涡轮转子的承温能力，从而提高发动机综合性能，亟需研制单晶叶片或定向叶片同粉末盘扩散连接的双合金整体叶盘。由于铸造高温合金单晶叶片/定向叶片制备工艺复杂，难以直接铸造成叶片环，只能铸造成单个叶片，因此单晶叶片/定向叶片与粉末盘扩散连接制备整体叶盘必须解决单个叶片的定位问题。

现有技术将叶片安装到由低碳钢制作的包套内部，并利用预定位嵌块将其定位、固定，再进行热等静压，从而实现单个叶片异种合金扩散连接。该方法的缺点为可选用的叶片有限，仅适用于不带冷却通道的实心叶片，而空心叶片难以适用。

现有技术通过叶根定位于低碳钢所制备的固定圈中，并用钎焊法固定，然后将带有叶片的固定圈安装到盘体部分的外表面上，将盘体与叶根的连接区密封到包套中，并通过热等静压扩散连接。该方法可适用于带有冷却通道的单晶叶片与粉末盘扩散连接，但缺点在于，高温高压过程中，叶片的定位精度不够，使得叶根与固定圈的连接在径向上气密性不足，从而导致包套漏气，影响扩散连接。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的一个方面，涉及一种单叶片与粉末盘双合金整体叶盘的制备方法，包括以下步骤：

将高温合金叶片的榫头与拼装卡具的拼接孔进行拼接，得到叶片环，对所述叶片环中的高温合金叶片的表面进行制壳，得到带有壳体的叶片环；将合金盘坯置于所述带有壳体的叶片环的内腔中，进行机加工和间隙装配，得到装配体，将包套上盖、包套下盖与所述装配体进行组合，并对组合后的所述包套上盖和所述包套下盖连接处进行焊接，得到组合包套；

所述包套上盖设置有包套嘴；

将高温合金粉末通过所述包套嘴装入所述组合包套中，同时进行动态热脱气和振动密实，再对所述包套嘴进行封焊，得到密闭包套；对所述密闭包套进行热等静压扩散连接；

所述高温合金叶片的榫头包括凸台形。

所述的单叶片与粉末盘双合金整体叶盘的制备方法，操作简单，无需复杂的焊接工艺，能够准确的将叶片定位，制备得到的整体叶盘的扩散连接合格率高。

本发明的另一个方面，还涉及一种单叶片与粉末盘双合金整体叶盘，通过所述的整体叶盘的制备方法制备得到。

所述的单叶片与粉末盘双合金整体叶盘的扩散连接合格率高，且叶片能够准确定位。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：