专利名称：飞机发动机用钛合金导流管的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种飞机发动机导流管加工技术，特别是一种飞机发动机用钛合金导流管的制造方法。
背景技术：
图1、图2所示是一种飞机发动机用的钛合金导流管，是以钛合金为材料制成的截 面为弧形扁圆的弯扭管，首先，它是一种扁圆管，一般所说的扁圆管是指两侧为半圆柱面， 两半圆柱面之间以平面相连，而这种导流管的扁圆管连接两侧半圆柱1面的不是平面，而 是两个同一中心轴的圆柱面所构成的弧形面2、3，因此称其为弧形扁管。构成所述导流管的 弧形扁管具有一段弧形侧弯4，不仅如此，所述具有侧弯的弧形扁圆管还经扭转，一端管口 截面两侧半圆圆心连线与另一端管口截面两侧半圆圆心连线为空间二面线。所述钛合金导流管起着冷却发动机叶片的作用，工作在高温、冲刷、烧蚀的恶劣条 件，如果导流管在工作时烧蚀严重，则难以保持气体动力学的外形甚至碎裂，将直接影响发 动机的效率，甚至失去工作能力，因此对所用导流管的性能有很高的要求。传统的钛合金导 流管的制造方法是将两片钛合金片在模具中预压成导流管所需的形状，然后将两片钛合金 片焊接成导流管。由于采用了焊接技术，难以保证的焊接质量导致导流管性能下降，难以耐 受高温、高转速状态下的热应力和机械应力，同时高温蠕变性能降低，抗疲劳强度及塑性下 降，严重影响了发动机的可靠性和寿命。如何提供一种整体结构的钛合金导流管，克服焊接所带来的各种缺陷，是钛合金 导流管制造者长期未能解决的难题，这是由于导流管是一种空间曲面扁管，整体成型工艺 复杂而难以实现。本发明采用内灌合金，模具分次热压成型方法，经过多次反复试验，探索 参数，终于成功研制出高性能的钛合金导流管。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种采用空心管材经过塑性成型加工成的整 体结构的飞机发动机用钛合金导流管(简称导流管)的制造方法，以克服现有焊接成形钛 合金导流管导流管所存在的上述不足。本发明所提供的飞机发动机用钛合金导流管的制造方法是由如下技术方案来实 现的。—种飞机发动机用钛合金导流管的制造方法，包括以下步骤(1)根据导流管侧弯角度和半径，将一定直径和壁厚的空心钛合金圆管弯制成弯 管；(2)将所述弯管在预压模具中压扁成椭圆截面管；预压成型温度400-450°C，压力 5吨，时间20秒；(3)在预压扁成椭圆截面的空心管中注入防粘剂；待防粘剂风干后，向所述空心 管内灌低熔塑性金属，待低熔塑性金属冷凝后反复轻敲管体，使凝固的低熔塑性金属与管壁分离；(4)将上述装有凝固低熔塑性金属的管体放入润滑油中，充分浸泡；(5)将经润滑油充分浸泡的管体在成型模具中热压，将管体压成弧形扁管；热压温度450 500°C，压力5吨，时间30秒；然后加热使管内低熔塑性金属熔化并倒出；(6)对所述弧形扁管重复上述步骤(3)、(4)，然后将其在压扭模具中热压成导流 管所要求的扭曲状，热压成型温度500°C，压力5T，时间40S。除上述必要技术特征外，在具体实施过程中，还可补充如下技术内容。所述的飞机发动机用钛合金导流管的制造方法，其中所述防粘剂是胶体石墨水 齐U、或胶体氧化锌水剂。所述的飞机发动机用钛合金导流管的制造方法，其中所述低熔塑性金属是纯铅、 或铅锡合金、或铅银合金。所述的飞机发动机用钛合金导流管的制造方法，其中所述低熔塑性金属最佳是结 晶温度区间较大的合金，包括含锡4 6%，其余为铅的铅锡合金；或含银5%的银铅合金。本发明的优点在于本发明采用TC4空心管材经过整体冲压成型得到的导流管，避免了传统导流管制 造技术中的焊接造成的各种缺陷，如气孔、夹杂、热影响区机械性下降，焊缝耐腐蚀性差等 问题；生产效率高，降低了制造成本，该方法解决了钛合金导流管制造过程中的成型困难的 问题。本发明的钛合金导流管的制造方法可以加工壁厚较大的导流管，工艺简单，且具 有良好的抗烧蚀、抗高温、抗冲刷的优良性能。为对本发明的结构特征及其功效有进一步了解，兹列举具体实施例并结合附图详 细说明如下。
图1是钛合金导流管的立体示意图。图2是图1的俯视图。图3是本发明的工艺流程图。
具体实施例方式如图3所示，本发明所提供的一种飞机发动机用钛合金导流管的制造方法，包括 以下步骤弯管根据导流管侧弯角度和半径，将一定直径和要求壁厚的空心钛合金圆管弯 制成弯管；预压扁成椭圆管将上述弯管在预压模具中压扁成椭圆截面管；成型温度 400-450°C，压力 5T，时间 20S。涂防粘剂在预压扁成椭圆截面的空心管中注入防粘剂；待防粘剂风干后，向管内灌低熔塑性金属，待低熔塑性金属冷凝后反复轻敲管体， 使凝固的低熔塑性金属与管壁分离；将管体在润滑油中充分浸泡；
压扁成弧形扁管将管体在成型模具中热压，温度450 500°C，压力5吨、时间30秒；压后加热使低熔塑性金属熔化并倒出；压扭再次在所述弧形扁管内注入防粘剂，风干后灌低熔塑性金属，冷凝后反复轻 敲管体，使凝固的合金与管壁分离，在润滑油中充分浸泡，然后将其在压扭模具中热压成导 流管所需的扭曲状，温度500°C，压力5T，时间40S。经过上述步骤，原始的空心钛合金圆管就被整体压制成钛合金导流管。所述空心钛合金圆管的内径Φ6-100πιπι，壁厚0. 3-1. 0mm。所述防粘剂是胶体石墨水剂、或胶体氧化锌水剂。所述低熔塑性金属是纯铅，或铅锡合金、铅银合金。所述低熔塑性金属最佳是结晶温度区间较大的合金，包括含锡4 6%，其余为铅 的铅锡合金；或含银5%的银铅合金。实施例一本实施例用于制造小管径导流管，采用内径Φ6-30πιπι，壁厚0. 3-1. Omm的空心圆
管。步骤如下(1)将内径Φ6-30πιπι，壁厚0. 3-1. Omm的空心钛合金圆管弯制成弯管；(2)将所述弯管在预压模具中压扁成椭圆截面管；成型温度成型温度400°C，压力 5T，时间 20S ；(3)在预压扁成椭圆截面的空心管内表面用注入后再倒出的方法涂一层胶体石墨 水剂，或胶体氧化锌水剂，待自然干燥后，向管体内灌铅料，自然冷却至内部铅料凝固后反 复轻敲管体，使凝固的铅料与管壁分离；(4)将管体浸泡在润滑油内，要充分浸透；(5)将经润滑油充分浸泡的管体在成型模具中热压，将管体压成弧形扁管，管壁上 压制凸筋；热压温度450°C，压力5吨，时间30秒；然后加热使管内铅料熔化并倒出；(6)对所述弧形扁管重复步骤(3)、(4)，然后将其在压扭模具中热压成导流管所 要求的扭曲状，温度500°C，压力5T，时间40S。实施例二本实施例适用于用Φ30-50πιπι，壁厚δ 0. 3-1. Omm的钛合金空心圆管制造导流管， 具体步骤如下(1)将内径Φ30-50πιπι，壁厚δ 0. 3-1. Omm的空心钛合金圆管弯制成弯管；(2)将所述弯管在预压模具中压扁成椭圆截面管；成型温度成型430°C，压力5T， 时间20S ；(3)在预压扁成椭圆截面的空心管内表面用注入后再倒出的方法涂一层胶体石墨 水剂，自然干燥；然后向管内灌低熔塑性金属，自然冷却至内部低熔塑性金属凝固后反复轻 敲管体，使凝固的合金与管壁分离；(4)将管体浸泡在润滑油内，要充分浸透；(5)将经润滑油充分浸泡的管体在成型模具中热压，将管体压成弧形扁管，管壁上 压制凸筋；温度480°C，压力5T，时间30S。去除管体两端挤出的金属料；压后加热使低温塑 性合金熔化并倒出；在放入模具前，可先将管体上下表面敲成平面；(6)对所述弧形扁管重复步骤(3)、(4)，然后将其在压扭模具中热压成导流管所要求的扭曲状，温度500°C，压力5T，时间40S。实施例三本实施例适合用内径Φ50-100πιπι，壁厚δ 0. 3-1. Omm的钛合金圆管制造导流管，具体步骤如下(1)将内径Φ50-100πιπι，壁厚δ 0. 3-1. Omm的的空心钛合金圆管弯制成弯管；(2)将所述弯管在预压模具中压扁成椭圆截面管；成型温度450°C，压力5T，时间 20S ；(3)在预压扁成椭圆截面的空心管内表面用注入后再倒出的方法涂一层胶体石墨水剂，自然干燥；然后向管内灌低熔塑性金属，自然冷却至内部低熔塑性金属凝固后反复轻 敲管体，使凝固的合金与管壁分离；(4)将管体浸泡在润滑油内，要充分浸透；(5)将经润滑油充分浸泡的管体在成型模具中热压，将管体压成弧形扁管，管壁上 压制凸筋；温度500°C，压力5T，时间30S，去除管体两端挤出的金属料；压后加热使低温塑 性合金熔化并倒出；在放入模具前，可先将管体上下表面敲成平面；(6)对所述弧形扁管重复步骤(3)、(4)，然后将其在压扭模具中热压成导流管所 要求的扭曲状，温度500°C，压力5T，时间40S。
权利要求
飞机发动机用钛合金导流管的制造方法，其特征在于包括以下步骤(1)根据导流管侧弯角度和半径，将一定直径和壁厚的空心钛合金圆管弯制成弯管；(2)将所述弯管在预压模具中压扁成椭圆截面管；预压成型温度400-450℃，压力5吨，时间20秒；(3)在预压扁成椭圆截面的空心管中注入防粘剂；待防粘剂风干后，向所述空心管内灌低熔塑性金属，待低熔塑性金属冷凝后反复轻敲管体，使凝固的低熔塑性金属与管壁分离；(4)将上述装有凝固低熔塑性金属的管体放入润滑油中，充分浸泡；(5)将经润滑油充分浸泡的管体在成型模具中热压，将管体压成弧形扁管；热压温度450～500℃，压力5吨，时间30秒；然后加热使管内低熔塑性金属熔化并倒出；(6)对所述弧形扁管重复上述步骤(3)、(4)，然后将其在压扭模具中热压成导流管所要求的扭曲状，热压成型温度500℃，压力5T，时间40秒。
2.根据权利要求1所述的飞机发动机用钛合金导流管的制造方法，其特征在于所述空 心钛合金圆管的内径Φ6-100πιπι，壁厚0. 3-1. 0mm。
3.根据权利要求1所述的飞机发动机用钛合金导流管的制造方法，其特征在于所述防 粘剂是胶体石墨水剂、或胶体氧化锌水剂。
4.根据权利要求1所述的飞机发动机用钛合金导流管的制造方法，其特征在于所述低 熔塑性金属是纯铅，或铅锡合金，或铅银合金。
5.根据权利要求4所述的飞机发动机用钛合金导流管的制造方法，其特征在于所述低 熔塑性金属最佳是结晶温度区间较大合金，包括含锡4 6%，其余为铅的铅锡合金；或含 银5%的银铅合金。
全文摘要
一种飞机发动机用钛合金导流管的制造方法，先根据导流管侧弯角度和半径，将一定直径和壁厚的空心钛合金圆管弯制成弯管，并预压成椭圆截面管；再向预压扁成椭圆截面的空心管中注入防粘剂，待防粘剂风干后，向所述空心管内灌低熔塑性金属，冷凝后反复轻敲管体，使凝固的金属与管壁分离，并将管体放入润滑油中充分浸泡；将管体在成型模具中热压，将管体压成弧形扁管，然后加热使管内金属熔化并倒出；再次向管内注入防粘剂及低熔塑性金属，并在润滑油中浸泡，然后将其在压扭模具中热压成导流管所要求的扭曲状。本发明采用钛合金空心管材经过整体冲压成型得到的导流管，避免了传统焊接方法的各种缺陷。
文档编号B21D35/00GK101817031SQ20101017722
公开日2010年9月1日 申请日期2010年5月20日 优先权日2010年5月20日
发明者吕宝瑜, 张舜, 王振强, 胡鑫 申请人:什邡市明日宇航工业股份有限公司