一种航空发动机高温合金涡轮盘坯料的制备方法

摘要

一种航空发动机高温合金涡轮盘坯料的制备方法，其特点是用熔覆性能稳定的大功率(5000W以上)CO2激光器，在设计的高温合金芯棒基础上，预置成分接近且适宜熔覆的高温合金粉末，熔覆堆焊成型到涡轮盘坯料所需要的尺寸；预置的高温合金粉末中再添加以下合金元素中的至少三种元素：Ni、B、Si、Y2O3和Hf。本发明对现有激光熔覆成型工艺进行改进，实现了采用激光熔覆成型工艺制备无裂纹和气孔缺陷、均质的航空发动机的核心部件-涡轮盘大型坯料上的突破。

主权项

一种航空发动机高温合金涡轮盘坯料的制备方法，用熔覆性能稳定的5000W以上大功率CO2激光器，在设计的高温合金芯棒基础上，预置成分接近且适宜熔覆的高温合金粉末，熔覆堆焊成型到涡轮盘坯料所需要的尺寸，其中：预置的高温合金粉末中再添加以下合金元素和稀土氧化物中的至少三种：Ni、B、Si、Y2O3和Hf；在熔覆操作中采用5000～10000W横流连续CO2激光器，生产的高温合金粉末材料的熔覆工艺参数是：功率：4800～8000W，焦距：300～400mm，光斑尺寸：1.5×10mm，扫描速度：240～400mm/min，置粉厚度：0.5～1.0mm，熔覆过程中对熔池采用惰性气体保护；其特征在于：当设计的高温合金芯棒为GH4169高温合金芯棒时，激光熔覆堆焊与GH4169成分类似、又添加了几种增加高温强度合金元素和稀土氧化物的高温合金粉末，添加的合金元素和稀土氧化物的组分以质量百分数计为：Si0.15％、Ni1.2％、Y2O3 0.02％、Hf 0.01％；或当设计的高温合金芯棒为GH4033高温合金芯棒时，激光熔覆堆焊与GH4033成分类似、又添加了几种增加高温强度合金元素和稀土氧化物的高温合金粉末，添加的合金元素和稀土氧化物的组分以质量百分数计为：B0.005％、Si0.2％、Y2O3 0.02％、Hf 0.01％；或当设计的高温合金芯棒为GH4698高温合金芯棒时，激光熔覆堆焊与GH4698成分类似、又添加了几种增加高温强度合金元素和稀土氧化物的高温合金粉末，添加的合金元素和稀土氧化物的组分以质量百分数计为：Si0.2％、Ni1.6％、Y2O3 0.01％、Hf 0.01％。