[00953410]航空发动机关键零件高可靠性高效加工技术与应用

航空发动机先进制造技术是《中国制造2025》和《科技创新2030-重大项目》所明确指出的重点发展领域之一，航空装备是《湖南省加快培育和发展战略性新兴产业总体规划纲要》明确提出做强做优的7大类产品之一。航空发动机关键零件长期处在高温、高压、高转速及高负荷的恶劣环境中，一般需采用镍基高温合金、钛合金等耐高温难加工材料。由于合金材料导热性差、强度高，导致加工区温度过高、刀具耐用度低、加工效率低和可靠性差等问题，严重阻碍了航空发动机高可靠性高效加工技术的快速发展。基于此，该项目从微织构工具的高效制备及其加工工艺、零部件高效再制造加工方面进行了创新，取得了一系列原创性研究成果，相关技术已实现了工程化应用。 (1)针对航空发动机关键零件(如整体叶盘、机匣、增压涡轮、主轴等)用镍基高温合金、钛合金等难加工材料磨削时磨削温度高、磨削损伤严重、后序辅助工序多、制造成本离等问题，提出了微织构砂轮高效制备及低损伤磨削技术。针对难加工材料导热性差的特性，提出采用金刚石纤维进行微切削的新技术，实现了微织构砂轮形貌的重构。同时，研发了一种高效低损伤的高静液压磨削技术，并与自动换砂轮技术结合，在产业化中提高了加工效率和加工质量。 (2)针对航空发动机关键零件用镍基高温合金、钛合金等难加工材料切削加工时切削温度高、刀具耐用度低、制造成本高、工件废品率高等问题，提出了微织构刀具的离效制备及切削技术。研发了一种采用模压成形技术批量制造微织构硬质合金刀具的工艺及其装置，实现了微织构硬质合金刀具的高效制备。针对复杂零件不易加工的难题，提出了可组合柔性刀杆和交叉孔毛刺去除柔性组合刀具技术，拓宽了切削加工的应用领域，顺利实现了产业化应用。 (3)针对航空发动机关键零件服役磨损后修复成本高、再制造周期长、加工效率低的问题，研发了一种离效增材-减材复合制造工艺及其装置。基于机器视觉、图象识别与逆向工程技术、成型件易于剥离技术等，实现了航空发动机关键零件的高效、高精度修复与高效加工，简化了生产工序，降低了生产成本，解决了传统修复方法周期过长的问题，提高了经济效益和生态效益。 通过该项目的研究，实现了航空发动机关键零件的高可靠性高效加工，解决了生产成本高、加工效率低等工程问题，提升了中国航空发动机关键零件的精密加工技术和航空加工装备的自主创新与研发能力。项目相关研究成果已授权发明专利9项，实用新型专利4项，与国内外同类技术与产品相比，项目整体水平已经接近国际先进水平。上述研究成果已在中国航发南方工业有限公司、株洲肯特硬质合金有限公司、株洲威克多硬质合金有限公司等企业推广应用，近两年累计新增销售额1.32亿元，新增利润2020万元。