干冰约束液体传光实现带热障涂层异形深小孔一体化加工方法技术

本发明专利技术公开了干冰约束液体传光实现带热障涂层异形深小孔一体化加工方法，涉及特种加工技术中复合加工领域，包括异形孔加工阶段和深小孔加工阶段；其中，激光束经中空管电极内管全反射得到多个激光束，电解液流经中空管电极；中空管电极接脉冲电源负极，金属基体接脉冲电源正极；在异形孔的加工基础上加工深小孔；异形孔加工阶段：以激光加工为主、水射流为辅去除材料；深小孔加工阶段：激光、电解和水射流共同作用去除材料。本发明专利技术方法通过干冰流体压缩射流电解液水柱直径，显著的提高了激光铣削加工异形孔的分辨率并冷却加工表面避免发生材料分层，采用一种加工工具在同一工位实现异形孔和深小孔的一体化加工。异形孔和深小孔的一体化加工。异形孔和深小孔的一体化加工。

【技术实现步骤摘要】
干冰约束液体传光实现带热障涂层异形深小孔一体化加工方法


[0001]本专利技术涉及特种加工技术中复合加工领域，尤其涉及到一种干冰约束液体传光实现带热障涂层异形深小孔一体化加工方法。

技术介绍

[0002]研究表明涡轮前燃气进口温度每提高约50℃，发动机效率就可提高10％。为了获得高效率和高推重比，涡轮前燃气进口温度不断被提高，例如美国F119发动机涡轮前燃气进口温度达到2000K，温度高于绝大多数材料的熔点[1]。目前，解决高温问题，主要从三个方面入手。第一，叶片本体采用耐高温的高温合金材料；第二，在叶片表面开设海量的气膜冷却孔以促进叶片表面冷却；第三，在叶片表面制备热障涂层以隔绝热量。发动机叶片气膜冷却孔排布密集、深径比高、空间角度复杂且孔口为异形孔 (簸箕孔)结构。高性能发动机采用的涡轮叶片对气膜冷却孔要求孔壁无重铸层、无微裂纹、无热影响区并且孔口光滑无毛刺。
[0003]在国内，叶片气膜孔的加工流程是先在没有热障涂层的叶片表面加工深小孔，然后在叶片表面制备热障涂层，热障涂层经常会堵塞或缩小深小孔直径。
[0004]在国外，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.干冰约束液体传光实现带热障涂层异形深小孔一体化加工方法，其特征在于，包括异形孔加工阶段和深小孔加工阶段；其中，激光束(4)经中空管电极(2)内管全反射得到多个激光束(4)，电解液流经中空管电极(2)；中空管电极(2)接脉冲电源负极，金属基体(6)接脉冲电源正极；在异形孔(8)的加工基础上加工深小孔(5)；异形孔加工阶段：通过干冰流体(11)压缩射流电解液水柱(3)的直径，提高激光铣削加工异形孔(8)的分辨率，同时利用干冰流体(11)的低温快速冷却加工表面进而避免热障涂层(7)与金属基体(6)之间发生分层，异形孔加工阶段以激光加工为主、水射流为辅去除材料；深小孔加工阶段：干冰流体(11)不再压缩电解液水柱(3)而是约束深小孔(5)出口处流出的浑浊电解液(13)，激光与电解耦合加工，激光去除阻碍电解加工的氧化层，电解溶解激光加工产生的重铸层并降低加工表面粗糙度，高速流动的电解液带走加工产物，深小孔加工阶段激光、电解和水射流共同作用去除材料以实现深小孔(5)的加工。2.根据权利要求1所述的干冰约束液体传光实现带热障涂层异形深小孔一体化加工方法，其特征在于，中空管电极(2)固定不动，夹具(10)包裹中空管电极(2)外侧壁，并且夹具(10)相对中空管电极(2)位置在竖直方向上可调，夹具(10)上开设有流道，干冰流体(11)通过流道沿中空管电极(2)外侧壁向下流动，通过调节夹具(10)相对中空管电极(2)的位置可以实现干冰流体(11)压缩射流电解液水柱(3)直径或者约束深小孔(5)出口处流出的浑浊电解液(13)。3.根据权利要求2所述的干冰约束液体传光实现带热障涂层异形深小孔一体化加工方法，其特征在于，中空管电极(2)下端被夹具(10)包裹时，干冰流体(11)压缩射流电解液水柱(3)直径；中空管电极(2)下端凸出于夹具(10)时，干冰流体(11)约束深小孔(5)出口处流出的浑浊电解液(13)。4.根据权利要求2或者3任一项所述的干冰约束液体传光实现带热障涂...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洋，张朝阳，鲁金忠，薛伟，朱浩，徐坤，曹宇，张天帅，吴明颐，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：