本发明属于航空发动机领域，具体涉及一种空心叶片的制备方法。
背景技术：
1、航空发动机风扇出口导向叶片作为中介机匣的承力件，需要具有抗振颤、抗冲击损伤和承受高负载的性能，是现代高涵道比涡扇发动机的重要零件之一。随着航空工业的发展，对航发减重的需求越来越高，目前，空心风扇出口导向叶片是发动机设计制造的发展趋势之一。如英国r-r公司的rb211-535e4发动机中，风扇出口导向叶片采用钛合金空心结构，空腔中填充有减振材料。leap x发动机铝合金风扇出口导向叶片采用粘接或焊接工艺制造，大大减轻了叶片重量。目前，空心叶片多采用铣加工在底板上加工出空心结构，然后通过粘接、扩散焊、搅拌摩擦焊或电子束焊等连接工艺将盖板与底板拼接制成。这些工艺中，粘接强度较低容易在服役过程中发生脱胶；焊接过程中零件变形较大，且无法对内部空腔结构尺寸进行控制；同时，加工步骤繁琐，材料利用率低，制造周期长。
2、近年来热等静压技术发展迅速，在发动机转子叶片制造等领域取得了广泛应用。热等静压工艺制造的零件组织均匀、力学性能好，且具有近净成形的优点，工序简便，适用于复杂结构的加工制造。然而，由于空心叶片结构的特殊性，目前缺少直接利用热等静压工艺制备空心叶片的技术方案。
技术实现思路
1、本发明的目的在于，提供一种空心叶片的制备方法，通过热等静压工艺以近净成形的方式制备空心叶片，以提高叶片成品质量，简化制造工艺。
2、根据本发明实施例的一个方面，提供一种空心叶片的制备方法，该方法包括以下步骤：
3、a)将空心叶片划分为上部和下部两个部分，为其提供包套和型芯，所述包套包括上部包套和下部包套；
4、b)分别在上部包套和下部包套中填充粉末原料并装入型芯，对所述包套进行焊接封闭；
5、c)分别对所述上部包套和下部包套进行温等静压加工，使所述粉末原料分别结合成为形状固定的上部粉体坯件和下部粉体坯件；
6、d)切除所述上部和下部之间的连接面上的包套并去除所述型芯，沿切割面将所述上部包套和下部包套拼接并焊接在一起成为叶片包套，使所述上部粉体坯件和下部粉体坯件在所述叶片包套内连接成为整体；
7、e)在所述叶片包套的一端钻孔，使所述型芯去除后留下的空腔与外部接通；
8、f)在所述叶片包套上安装加压夹具，沿高度方向从两端对所述叶片包套施加额外压力；
9、g)将所述叶片包套和所述加压夹具一起放入热等静压炉进行热等静压加工，使所述上部粉体坯件和下部粉体坯件中的金属粉末连接成为整体空心叶片。
10、通过该方法能够以热等静压工艺进行空心叶片的近净成形制造，所得到的成品叶片组织均匀强度好，变形和内部应力小；加工过程所需的设备简单，无需铣削等复杂工艺，材料利用率高。
11、进一步地，装入所述上部包套和下部包套中的型芯分别有两个。两枚型芯能够在叶片内形成两个独立的空腔，在减重基础上提高叶片的强度。
12、进一步地，所述型芯的材质为钢或陶瓷。钢制或陶瓷制型芯易于制造和脱模。
13、进一步地，所述空心叶片上部和下部的划分位置为叶片服役状态下沿高度方向应力最小的位置。将划分位置设置在应力最小的位置能够提高零件长期服役的可靠性。
14、进一步地，所述叶片包套表面设置有沿叶片高度方向的加强结构以增加叶片包套沿叶片高度方向的刚度。加强结构能够使叶片包套在承受额外压力时不易弯折损坏。
15、进一步地，所述步骤f)中所述额外压力在所述上部粉体坯件和下部粉体坯件结合面上的压强≥30mpa。由于钻孔后包套内外气压相同，结合面上的粉体发再结晶并融合所需的压力需要由该额外压力提供，需要足够的压强确保再结晶充分发生。
16、进一步地，所述粉末原料的成分为铝合金或钛合金粉末。铝合金或钛合金均具有轻质高强的优势，适合叶片的制造。
17、进一步地，所述粉末原料中还包括增强颗粒。增强颗粒能够进一步提高叶片的力学性能。
18、进一步地，所述步骤d)中，在进行焊接前还包括步骤d-2)：对所述上部粉体坯件和下部粉体坯件进行表面加热，使表层的粉末原料结合成为致密层。由于钻孔后包套内外压力相同，粉体坯件再结晶所需的外部压力取决于坯件自身表面的气密性，预先对表面加热使表层粉体烧结能够提高粉体坯件的气密性。
19、进一步地，所述步骤d)中的焊接方式为氩弧焊。考虑到包套的结构特点，氩弧焊具有较好的焊接可达性。
1.一种空心叶片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的空心叶片的制备方法，其特征在于，装入所述上部包套和下部包套中的型芯分别有两个。
3.根据权利要求1或2所述的空心叶片的制备方法，其特征在于，所述型芯的材质为钢或陶瓷。
4.根据权利要求1所述的空心叶片的制备方法，其特征在于，所述空心叶片上部和下部的划分位置为叶片服役状态下沿高度方向应力最小的位置。
5.根据权利要求1所述的空心叶片的制备方法，其特征在于，所述叶片包套表面设置有沿叶片高度方向的加强结构以增加叶片包套沿叶片高度方向的刚度。
6.根据权利要求1或5所述的空心叶片的制备方法，其特征在于，所述步骤f)中所述额外压力在所述上部粉体坯件和下部粉体坯件结合面上的压强≥30mpa。
7.根据权利要求1所述的空心叶片的制备方法，其特征在于，所述粉末原料的成分为铝合金或钛合金粉末。
8.根据权利要求7所述的空心叶片的制备方法，其特征在于，所述粉末原料中还包括增强颗粒。
9.根据权利要求1所述的空心叶片的制备方法，其特征在于，所述步骤d)中，在进行焊接前还包括步骤d-2)：对所述上部粉体坯件和下部粉体坯件进行表面加热，使表层的粉末原料结合成为致密层。
10.根据权利要求1或9所述的空心叶片的制备方法，其特征在于，所述步骤d)中的焊接方式为氩弧焊。