Построение технологических процессов изготовления дисков

Заготовки дисков турбин и компрессоров штампуют в закрытых штампах на ковочных молотах и мощных прессах. Форму заготовки стремятся приблизить к форме готовых дисков. Припуск на механическую обработку около 5...6 мм на сторону. Однако в ряде случаев из-за сложной конфигурации детали припуски значительно больше. КИМ составляет около 0, 1. Заготовки дисков на авиационные двигателестроительные заводы поступают предварительно обработанными заводом-поставщиком. Их подвергают ультразвуковому контролю для выявления внутренних дефектов.

В настоящее время в нашей стране и за рубежом переходят на изготовление дисков компрессора и турбины горячим изостатическим Прессованием гранул в газостате (методом порошковой металлур­гии). Основные этапы технологического процесса — получение гранул (диаметром 5...500 мкм); очистка и сортировка гранул по размерам; горячее изостатическое прессование заготовки из гранул в газостате (температура нагрева 1200 °С, давление 200 МПа).

Горячее изостатическое прессование повышает жаропрочность и пластич­ность материала заготовки.

Для дисков компрессора отрабатываются технология и оборудова­ние с целью получения заготовок с регулируемой структурой методом изостатического прессования порошков с разными механическими свойствами.

Перспективной является также изотермическая штамповка и раскатка заготовок дисков компрессора и турбины в условиях сверхпластичности. Сущность этого направления состоит в следующем. Рабочие валки создают гидростатическое давление на материал заготовки, находящийся в очаге деформации. Величина гидростатического давления превышает предел текучести материала, что подавляет порообразование, исключает появление трещин и других несплошностей. Соблюдение изотермических условий в этом процессе деформирования обеспечивает мелкозернистую равноосную структуру при незначительной ориентации зерен в направлении течения металла. Материал заготовок дисков имеет повышенные механические свойства с малым их разбросом.

В настоящее время разработаны технологические процессы сверхпластического раскатывания дисков из титановых и жаропрочных сплавов.

При изготовлении дисков традиционными методами КИМ состав­ляет 0, 08; при использовании предварительных заготовок из порош­ков КИМ — 0, 2 и при применении горячего изостатического прессова­ния КИМ - 0, 3.

Заготовки турбинных дисков с лопатками получают литьем по выплавляемым моделям с точностью 10...13-го квалитетов и шерохо­ватостью поверхности Ra = 10...1, 25 мкм. Лопатки таких дисков механически не обрабатывают, а лишь зачищают отдельные места. Все остальные поверхности литых дисков обрабатывают так же, как и штампованные.

Технологические базы для обработки дисков. Технологическими базами при механической обработке дисков являются центрирующие (посадочные) пояски или отверстие в диске и торцы.

Технологические базы в дисках турбины — центрирующие пояски или отверстия, торцы фланцев и в ряде случаев технологический бурт с отверстием с одной стороны полотна (рис. 216, а).

Технологические базы в дисках компрессоров с центрирующими поясками (барабанного типа) — центрирующие пояски и торцы диска (рис. 216, б), а в дисках с торцевыми шлицами — отверстие и торцы диска (рис. 216, г).

Рис. 216. Технологические базы для обработки дисков:

а, б — диски турбины; в, г — диски компрессора.

Малая жесткость дисков компрессоров требует частой правки технологических баз, например, в ряде конструкций дисков торцы обрабатывают до трех раз.