Lựa chọn vật liệu và quy trình gia công cánh tuabin động cơ máy bay

Cánh tuabin động cơ máy bay là bộ phận cốt lõi của động cơ máy bay, hiệu suất của nó ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả, an toàn và độ tin cậy của động cơ. Vật liệu cánh tuabin cần có độ bền cao, khả năng chịu nhiệt cao, chống biến dạng creep và chống ăn mòn. Hiện nay, chủ yếu sử dụng:

1. Hợp kim chịu nhiệt cao, chẳng hạn như hợp kim niken (ví dụ: INCONEL, Waspaloy), thích hợp cho các bộ phận chịu nhiệt cao như cánh tuabin;

2. Hợp kim titan (ví dụ: Ti6Al4V), được sử dụng cho cánh quạt/máy nén, cân bằng giữa trọng lượng nhẹ và độ bền;

3. Vật liệu composite, chẳng hạn như nhựa epoxy gia cường sợi carbon, chủ yếu được sử dụng cho cánh quạt, có thể giảm trọng lượng đáng kể và nâng cao hiệu quả.

Ngoài ra, hợp chất liên kim loại (ví dụ: hợp chất titan nhôm) là vật liệu mới nổi, có triển vọng nâng cao hơn nữa khả năng chịu nhiệt.

Về quy trình gia công, công nghệ chế tạo cánh tuabin phức tạp và chính xác:

Gia công CNC: Phay 5 trục liên động được sử dụng để tạo hình bề mặt cong phức tạp, nhấn mạnh vào công nghệ cắt tốc độ cao và triệt tiêu rung động.

Rèn chính xác: Được sử dụng để tạo ra phôi có độ chính xác cao, duy trì tính toàn vẹn của dòng chảy kim loại, giảm lượng dư gia công tiếp theo.

Quy trình đặc biệt: Bao gồm tạo hình siêu dẻo/liên kết khuếch tán (dành cho cánh tuabin rỗng bằng hợp kim titan) và đúc khuôn chảy chính xác (dành cho cánh tuabin định hướng/đơn tinh thể).

Xử lý bề mặt và kiểm tra: Liên quan đến đánh bóng điện phân, phun bi tăng bền, và các phương pháp kiểm tra không phá hủy như kiểm tra dòng điện xoáy, đo tọa độ 3 chiều, đảm bảo không có khuyết tật.

Việc lựa chọn các vật liệu và quy trình này nhằm mục đích cân bằng hiệu suất, trọng lượng và độ tin cậy, thích ứng với môi trường làm việc khắc nghiệt của các bộ phận khác nhau của động cơ (ví dụ: tuabin nhiệt độ cao so với quạt đầu lạnh).