Wu Dong*,Zhang Yaguang,Gao Junshuai,et al.Research on remelting layer removal of circular plate groove wall of aeroengine[J].Plating & Finishing,2023,(11):9-17.[doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2023.11.002]
航空发动机圆板槽壁重熔层去除研究
- Title:
- Research on remelting layer removal of circular plate groove wall of aeroengine
- Keywords:
- high-temperature alloys ; circular plate of aeroengine ; remelting layer ; magnetic abrasive grinding ; consolidated abrasive grains
- 分类号:
- V21
- 文献标志码:
- A
- 摘要:
- 以 GH600 高温镍铬铁基固溶强化高温合金板材和电火花制作圆板月牙卡槽为试样，基于磁力研磨方法，创新通过环氧 AB 胶喷胶和陶瓷磨粒喷砂复合技术制备磁性金属基陶瓷固结磨粒，实现圆板卡槽槽壁重熔层的高效自动化均一去除。通过抛光过程中的磨削量数据分析，基于外圆切入表面磨削理论揭示磁力研磨系统下材料表面去除机理和参量间量化关系。研究发现磁力研磨去除量随时间具有极限值，传统磁针磨粒无法应对较硬的高温合金重熔层的去除，金属基陶瓷固结磨粒增强了传统磁力研磨对加工材料硬度的限制并提升磨削效率近 10 倍，对高温合金研磨 6 h 后磨削量双边可达 0.2 mm 并充分去除重熔层，满足尺寸公差要求，研磨后无表面缺陷和元素污染，解决了航空发动机圆板槽壁重熔层去除这一工程界关键难题。丰富了磁力研磨系统中的微切削机理并揭示去除机理是切削转变为滑擦，去除量 h 随时间 t 呈反比函数。
- Abstract:
- ： The GH600 high temperature nickel chromium iron base solid solution strengthened high-temperature alloys plate and the circular plate crescent slot made by electric spark were used as samples. Based on the magnetic abrasive grinding method ， the magnetic metal base ceramic consolidated abrasive particles were innovatively prepared by the composite technology of epoxy AB glue spraying and ceramic abrasive sand blasting ， to achieve the efficient and automatic uniform removal of the remelting layer on the circular plategroove wall. Through the analysis of grinding quantity data in the polishing process ， the material surface removal mechanism and the quantitative relationship between the parameters under the magnetic abrasive grinding finishing system are revealed based on the cylindrical cut in surface grinding theory. The research found that the removal amount of magnetic abrasive grinding has a limit value over time. The traditional magnetic needle abrasive grains cannot cope with the removal of the harder remelting layer of high-temperature alloys. The metal matrix ceramic consolidated abrasive grains have enhanced the limit of traditional magnetic abrasive grinding on the hardness of processing materials and improved the grinding efficiency by nearly 10 times. For high-temperature alloys ， after 6 h of grinding ， the removal amount of grinding can reach 0.2 mm on both sides ， and the remelting layer can be fully removed and meet the dimensional tolerance requirements ， There are no surface defects and element contamination after grinding ， which solves the key problem of remelting layer removal from circular plate of aeroengine ， enriches the micro cutting mechanism in the magnetic abrasive finishing system and reveals that the removal mechanism is that cutting changes into sliding ， the removal amount h is an inverse function of time t.
参考文献/References:
[1] 赵世炜 , 孟令琪 , 卜嘉利 . 航空发动机整体叶环叶片裂纹分析 [J]. 失效分析与预防 , 2022, 17(6): 410-414.
[2] 张弛 , 王雅谋 . 航空发动机进口整流支板防冰槽裂纹故障分析 [J]. 航空发动机 , 2020, 46(4): 47-51.
[3] Wang L, Liu H, Huang N.Study on chemical polishing technics of titanium alloy[J]. Materials Review, 2012, 26 (S2): 364-366.
[4] 王海全 . 内孔表面磨粒流抛光仿真与试验研究 [D]. 大连 : 大连理工大学 , 2020
[5] 王宣平 , 段合露 , 孙玉文 . 增材制造金属零件抛光加工技术研究进展 [J]. 表面技术 , 2020, 49(4): 1-10.
[6] 丁金福 , 刘润之 , 张克华 , 等 . 磨粒流精密光整加工的微切削机理 [J]. 光学精密工程 , 2014, 22(12): 3324-3331.
[7] 陈甲琪 , 周立江 . 涡轮叶片电加工孔重熔层控制及去除方法 [J]. 电加工与模具 , 2012(2): 61-62.
[8] 徐会 , 康仁科 , 刘冬冬 . 磁力研磨法去除航空发动机涡轮轴内表面积碳的试验分析 [J]. 表面技术 , 2020, 49(1): 336-342.
[9] 刘伟 , 白涛 . 浅谈先进制造技术中的钳工技术 [J]. 中国设备工程 , 2021(0 9): 230-231.
[10] 陈林 , 杨冠军 , 李成新 . 热喷涂陶瓷涂层的耐磨应用及涂层结构调控方法 [J]. 现代技术陶瓷 , 2016, 37(1): 5-23.
[11] 杨艳 , 李唯东 . 钢珠对磁力抛光工艺影响规律的实验研究 [J] . 现代制造工程 , 2020(3): 98-104.
[12] 周传强 , 韩冰 , 马学东 . Sus316 异形管件内表面磁针磁力研磨的试验研究 [J]. 现代制造工程 , 2019(10): 1-5.
[13] 李本凯 , 丁文锋 , 马艳艳 . 新型刚玉砂轮磨削 GH4169 镍基高温合金的性能评价研究 [J]. 航空制造技术 , 2021, 64(4): 14-19.
[14] Chang C,Wan S. Synthesis and characterization of spherical corundum abrasive by sol-spray granulation method[J]. Materials Review, 2018, 32(14): 2335-2339.
[15] 康会峰 , 黄新春 , 牛亚洲 . 微晶刚玉磨料磨削性能研究 [J]. 机械设计与制造 , 2016(1): 144-147.
[16] 王信刚 , 谢涛 , 叶栩娜 . 环氧树脂 AB 胶对树脂导光水泥基材料界面性能的影响 [J]. 南昌大学学报 : 理科版 , 2016, 40(1): 44-47.
[17] 李朝将 , 赵雷 , 李勇 . 气膜冷却孔电火花加工参数优化及重熔层厚度测量实验 [J]. 电加工与模具 , 2016(2): 15-19.
[18] 胡萌 , 刘遵友 , 王轶 . 航空发动机高压涡轮叶片气膜孔电火花加工工艺参数对重熔层的影响 [J]. 航空维修与工程 , 2019(4): 85-87.
[19] 曲伸 , 李英 , 倪建成 . 航空发动机先进焊接技术应用 [J]. 航空制造技术术 , 2015(20): 53-55.
[20] 赖玉明 , 曹硕生 . 高速低粗糙度外圆切入磨削表面形成机理的研究 [J]. 广西机械 , 1997(2): 36-39.
[21] 李伯民 , 赵波 . 现代磨削技术 [M]. 北京 : 机械工业出版社 , 2003.
[22] 雷利明 , 米天健 , 王小康 . 微细内流道的表面光整方法、微细内流道工件及光整介质 : 中国 , 202210659821.0[P]. 2022-09-09.
备注/Memo
收稿日期： 2023-04-15 修回日期： 2023-05-30 作者简介： 吴冬（ 1985 —），男，硕士研究生，副教授， 研究方向为航空维修与制造， email ： 330580572@qq.com 基金项目： 国家自然科学基金（ 51306126 ）；陕西省自然科学基金项目（ 2021JQ-889 ）；陕西省教育厅 2021 年度科研计划（ 21JP057 ）；陕西省高校青年创新团队（ 2020061 ） 航空发动机圆板槽壁重熔层去除研究?/html>