轴流叶片盘的表面强化方法、轴流叶片盘及涡轮发动机技术

本发明专利技术公开了一种轴流叶片盘的表面强化方法，包括以下步骤：基于叶片盘本体不同区域失效模式的差异和/或刚性差异对所述叶片盘进行分区；对每一分区的表面使用不同功率密度的激光强化；对每一分区的表面使用不同强度的机械喷丸进行表面强化。本发明专利技术的表面强化方法经二种表面强化工艺复合强化显著提高叶片盘的疲劳性能，并基于复合强化通过激光强化对结构应力集中部位精准强化，通过控制激光强化功率密度、位置，控制机械喷丸强化强度、位置对叶片盘进行梯度式精准分区强化，有效控制叶片变形，提高叶片盘表面质量并大幅提高叶片高周疲劳寿命。劳寿命。劳寿命。

【技术实现步骤摘要】
轴流叶片盘的表面强化方法、轴流叶片盘及涡轮发动机


[0001]本专利技术涉及叶片盘表面强化
，特别地，涉及一种轴流叶片盘的表面强化方法。此外，本专利技术还涉及一种包括上述轴流叶片盘的表面强化方法的轴流叶片盘及涡轮发动机。

技术介绍

[0002]航空发动机压气机整体叶片盘转速高、应力大，进出口气流马赫数高、盘片耦合振动带来的固有频率的高密集性，以及复杂流场带来的气流激励的多频性导致叶片振动复杂，而多工况的使用特点使得叶片避开各阶共振频率，尤其是高阶频率近乎无法实现。近年来由于压气机叶片高周疲劳断裂而导致的故障在在役、新研的发动机上较高频率出现，严重影响相关型号的研制及发动机的使用，因此，急需推进抗高周疲劳技术研究。
[0003]现有技术中的处理方式主要有三种：
[0004]一是对叶片和盘体进行加厚处理，提高叶片薄弱区域的结构强度，从而提高高周疲劳性能，延长叶片服役寿命；但叶片加厚会影响压气机的气动性能，难以满足总体的要求，叶片和盘体加厚会导致整体轴流叶片盘重量增加，并对叶片盘的强度和变形有着不利影响；r/>[0005]二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轴流叶片盘的表面强化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.基于叶片盘本体不同区域失效模式的差异和/或刚性差异对所述叶片盘进行分区；S2.对每一分区的表面使用不同功率密度的激光强化；S3.对每一分区的表面使用不同强度的机械喷丸进行表面强化。2.根据权利要求1所述的一种轴流叶片盘的表面强化方法，其特征在于，对每一分区的表面使用不同功率密度的激光强化时，步骤S1还包括：基于叶片盘本体不同区域失效模式的差异和/或刚性差异于所述叶片盘上划分叶根区域、盘体(1)区域以及叶身区域。3.根据权利要求2所述的一种轴流叶片盘的表面强化方法，其特征在于，对每一分区的表面使用不同功率密度的激光强化时，步骤S2还包括：对所述叶片盘的叶根区域的根部圆角(2)位置进行第一功率密度的定点激光强化；对所述叶片盘的叶身区域的叶片前缘(31)、叶片尾缘(32)进行第二功率密度的定点激光强化。4.根据权利要求3所述的一种轴流叶片盘的表面强化方法，其特征在于，对所述叶片盘的根部圆角(2)进行第一功率密度的定点激光强化；对所述叶片盘的叶片前缘(31)、叶片尾缘(32)进行第二功率密度的定点激光强化时，步骤S2还包括：所述第一功率密度的范围为5
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8GW/cm2，所述根部圆角(2)范围为沿叶片高度的1
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5mm；所述第二功率密度的范围为1
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5GW/cm2，所述叶片前缘(31)的长度和所述叶片尾缘(32)的长度为沿所述叶片盘的叶片基体(5...

【专利技术属性】
技术研发人员：李维，查小晖，冯凯凯，姚宏健，吴廷栋，张鑫，徐杰，崔健，
申请(专利权)人：中国航发湖南动力机械研究所，
类型：发明
国别省市：