航空发动机轮盘叶片一体的高温合金涡轮盘坯料的制备方法

摘要

一种航空发动机轮盘叶片一体的高温合金涡轮盘坯料的制备方法，包括：用熔覆性能稳定的大功率CO₂激光器，在高温合金芯棒基础上，预置同成分且适宜熔覆的高温合金粉末A，熔覆堆焊成型到所需要的心部毛坯尺寸，再在坯料边缘预置高温合金粉末B，继续熔覆堆焊成型直到轮盘叶片一体的涡轮盘所需的毛坯尺寸；所述高温合金粉末A的组分中除高温合金芯棒的组分外再添加以下至少三种元素：Ni、B、Si、Y₂O₃和Hf；高温合金粉末B的组分中除高温合金芯棒的组分外再添加以下至少两种元素：FeTi、FeSi、Y₂O₃和Hf。本发明对现有的激光熔覆成型工艺进行改进，使之适用于航空发动机轮盘叶片一体的高温合金涡轮盘大型坯料的制备。

主权项

1. 一种航空发动机轮盘叶片一体的高温合金涡轮盘坯料的制备方法，其特征在于包括有以下步骤：(1)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，预置同成分且适宜熔覆的高温合金粉末A，熔覆堆焊成型到所需要的心部毛坯尺寸，再在坯料边缘预置高温合金粉末B，继续熔覆堆焊成型直到轮盘叶片一体的涡轮盘所需的毛坯尺寸，其中心部毛坯具有高温下的高强度、坯料边缘部除具有高持久强度和疲劳强度外，还具有耐冲刷易加工特性，以满足叶片机加和使用的性能；(2)所述在坯料心部(底层)预置的高温合金粉末A的组分中除高温合金芯棒的组分外再添加以下合金元素中的至少三种元素：Ni、B、Si、Y2O3和Hf；在坯料边缘(中上层)预置的高温合金粉末B的组分中除高温合金芯棒的组分外再添加以下合金元素中的至少两种元素：FeTi、FeSi、Y2O3和Hf；(3)所述在坯料心部(底层)预置的高温合金粉末A的组分中除高温合金芯棒的组分外再添加的合金元素比例为：Ni0. 5～2.0％，B0.5～2.0％，Si0.5～2.0％，Y2O30.01～0.05％，Hf0.01～0.05％。所述在坯料边缘(中上层)预置的高温合金粉末B的组分中除高温合金芯棒的组分外再添加的合金元素比例为：FeTi0. 2～2.0％，FeSi0.2～2.0％，Y2O30.01～0.05％，Hf0. 01～0.05％；(4)在熔覆操作中采用5000～10000W横流连续CO2激光器，其熔覆工艺参数是：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。