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《航空制造技术》论文模板
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2022年 第65卷 17期
刊出日期：2022-09-01
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专稿
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本期目录
本期封面
本期电子刊
整体叶盘抛磨
高温防护涂层
 
       本期封面
1 本期封面
2022 Vol. 65 (17): 1-1 [摘要] ( 81 ) HTMLNew PDF (1479 KB)  ( 94 )
       本期电子刊
1 本期电子刊
2022 Vol. 65 (17): 1-131 [摘要] ( 88 ) HTMLNew PDF (16546 KB)  ( 311 )
       本期目录
6 本期目录
2022 Vol. 65 (17): 6-10 [摘要] ( 71 ) HTMLNew PDF (444 KB)  ( 44 )
       专稿
14 激光增材制造钛铝系金属间化合物的研究现状
王江，曹庭玮，陈超越，赵睿鑫，徐松哲，胡涛，帅三三，任忠鸣
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2022.17.014
随着我国工业技术的不断发展，发动机材料已经成为制约我国航空技术发展的壁垒。降低能源损耗，提高使用温度成为诸多发动机材料的发展方向。TiAl 合金具有密度低、抗氧化性能好、比强度高等优点，是极具潜力的低压涡轮发动机备选材料。为探究激光增材制造技术所制备的 TiAl 合金在航空发动机上的应用前景，详细介绍了激光增材制造所需 TiAl 粉末和相关的激光增材制造技术，以及利用激光增材制造技术制造 TiAl 合金的研究现状。分析了使用激光增材制造技术制造 TiAl 合金的优势以及存在的缺点，提出了目前激光增材制造 TiAl 合金还需要深入研究的问题。
2022 Vol. 65 (17): 14-32 [摘要] ( 249 ) HTMLNew PDF (66829 KB)  ( 327 )
       封面文章
34 数字孪生在航空发动机燃烧室设计阶段的应用与展望
任祝寅，周华，张健，张琪
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2022.17.034
随着航空发动机性能指标和系统复杂度的不断提升，数字孪生技术正在成为支撑航空发动机全生命周期管理的重要手段。燃烧室是发动机的心脏，其研制过程具有难度大、周期长、花费高等特点。基于数字孪生的设计技术能够预测燃烧室的性能，评估其可靠性，并对试验方案进行预先评估与优化，大幅缩短燃烧室设计的时间，同时降低经费支出。简述了航空发动机燃烧室在设计阶段面临的挑战，并针对数字孪生在航空发动机燃烧室设计阶段的应用与关键问题进行了简要的综述与展望。
2022 Vol. 65 (17): 34-39 [摘要] ( 336 ) HTMLNew PDF (7495 KB)  ( 178 )
       论坛
42 航空发动机叶片脉动分步精密电解加工方法研究
徐正扬，王京涛，刘嘉，朱栋，魏浩迪
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2022.17.042
电解加工在欧美航空发动机叶片或整体叶盘等核心部件的高效、精密制造中起到了重要作用。传统叶片电解加工模式中，叶盆工具电极和叶背工具电极相向运动，同时加工出叶型和进排气边轮廓，此时叶型精度易保证而进排气边精度低。提出了叶片脉动分步精密电解加工方法，旨在进一步提高叶身型面精度的同时提升进排气边轮廓精度。叶片电解加工分为两个不同的阶段，首先通过脉动态变参数模式进行叶身型面精密电解加工，其次利用微量脉冲电解模式进行进排气边的切向电解加工。阐述了脉动态变参数加工方法和进排气边微量脉冲切向加工方法在成型机理和工艺试验等方面的研究，并针对传统径向流场中存在被动分流的问题，提出了主动分流式径向流场。试验结果表明，提出的精密电解加工方法表现出很好的工艺效果，叶盆型面和叶背型面的轮廓度加工误差分别为 –0.013~0.025 mm 和 –0.003~0.030 mm，进气边轮廓度加工误差为 –0.034~0.041 mm，排气边轮廓度加工误差为 –0.038~0.034 mm，叶盆型面和叶背型面的表面粗糙度分别为 Ra0.333 μm 和 Ra0.287 μm。提出的方法为实现航空发动机叶片的高精度制造提供了新的解决途径，并可用于其他复杂型面类部件的电解加工。
2022 Vol. 65 (17): 42-48/64 [摘要] ( 121 ) HTMLNew PDF (7689 KB)  ( 129 )
49 整体式氧化钙基陶瓷铸型在涡轮叶片精铸中的应用前景
杨强，鲁中良，王富，李涤尘
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2022.17.049
涡轮叶片作为航空发动机的第一关键部件，其制造能力已成为衡量一个国家制造水平的重要标志。陶瓷铸型制备是叶片制造的关键环节，铸型材料和制备工艺对叶片制造质量具有直接影响。基于光固化 3D 打印技术的型芯/型壳一体化陶瓷铸型制造技术为复杂空心涡轮叶片的快速制造提供了一种新的工艺方法。CaO具有使用温度高、高温化学稳定性好、热膨胀系数与高温合金相近，且易脱除、价格低廉等优点，是一种理想的铸型材料。分析了氧化钙基陶瓷铸型在涡轮叶片精铸中的优势与存在的问题，介绍了整体式氧化钙基陶瓷铸型制备的研究进展，并探讨了整体式氧化钙基陶瓷铸型在涡轮叶片精铸中的应用前景。
2022 Vol. 65 (17): 49-57 [摘要] ( 59 ) HTMLNew PDF (20127 KB)  ( 39 )
58 航空发动机叶片阵列抛光轨迹调整技术研究
张云，陈志同，朱正清
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2022.17.058
航空发动机叶片的高效率自动化抛光是替代人工打磨、保证精加工型面质量的重要手段。本研究在前期研制的阵列加工机床上，针对多主轴阵列抛光时由批量叶片制造误差引起的抛光轨迹自动化调整需求，开展待抛光叶片变形分析及进排气边关键区域的抛光工艺试验，由此建立以抛光去除量差异最小为目标函数，表面粗糙度为约束条件的阵列抛光轨迹调整算法，并利用数控系统坐标转换功能实现 G 代码的自动调整。在保证阵列抛光精度及表面粗糙度的前提下，达到高效率多主轴同步抛光的目的。采用 4 件典型叶片进行阵列抛光验证，抛光后线轮廓度≤0.032 mm，表面粗糙度 Ra< 0.4 μm，平均单件叶片抛光工时达到 2.75 min。
2022 Vol. 65 (17): 58-64 [摘要] ( 71 ) HTMLNew PDF (26488 KB)  ( 64 )
65 钛合金宽弦空心风扇叶片高温弯扭成形及性能调控研究
陈明和，冯瑞，王宁，史文祥，谢兰生，马广璐，徐彦强，梅寒
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2022.17.065
利用 UTM 5504X 电子万能试验机对 TC4 钛合金在变形温度 650~850 ℃和应变速率 10–3 ~1 s–1 条件下进行高温拉伸试验，研究了 TC4 钛合金热变形行为，建立了修正的 Misiolek 硬化方程，可以准确预测该材料在不同变形条件下的流动应力。同时构建 TC4 钛合金空心叶片的高温弯扭成形有限元模型，结合有限元仿真研究结果确定空心风扇叶片弯扭成形的最佳工艺参数为扭转成形温度 750 ℃、扭转成形截面 550 mm 和扭转角速度 1.938°/min。结合微观组织试验观察发现，高温变形条件下 α 相含量减少，β 相含量持续升高，材料具备较高的延伸率和塑性成形性能。最终通过弯扭成形制备的空心叶片的叶身整体过渡圆滑、无表面缺陷，成形质量良好，研究结果可为 TC4 钛合金宽弦空心风扇叶片批量化制造生产提供指导性意见。
2022 Vol. 65 (17): 65-73 [摘要] ( 104 ) HTMLNew PDF (9709 KB)  ( 50 )
74 高温合金CMSX–4和DD419单晶铸件中共晶含量的试验研究
赵运兴，员莹莹，马德新，徐维台，徐福泽，魏冰
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2022.17.074
使用两种第二代镍基高温合金 CMSX– 4 和 DD419 在相同工艺条件下制备相同形状的单晶叶片和试板铸件，检验铸件的铸态和固溶热处理态组织。结果表明，两种合金虽然化学成分相似，但 CMSX– 4 合金铸态组织中的γ/γ′ 共晶分数比 DD419 高出约 39%，固溶热处理后的残余共晶含量也相应更多，存在残余共晶含量超过技术标准的风险。CMSX– 4 合金叶片铸件中共晶组织在不同部位的分布呈现更明显的不均匀性，这些都对单晶叶片的机械性能产生不利影响。
2022 Vol. 65 (17): 74-80 [摘要] ( 96 ) HTMLNew PDF (13150 KB)  ( 55 )
81 DD5 高温合金单晶叶片振动频率的试验研究
孙洪元，马德新，龚晓毅，赵运兴，员莹莹，魏冰
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2022.17.081
利用第二代单晶高温合金 DD5，在工业设备条件下批量制备了两种结构的单晶叶片铸件，并对它们的振动频率进行了测量和分析。结果表明，叶片的振动频率随着一次晶向偏离角增大而显著提高，但受二次晶向偏离角的影响很小；叶身结构是决定叶片振动频率的另一重要因素，但对叶片总重量的影响并不显著。为严格控制叶片的振动频率，在设计上应进一步优化叶身结构，在铸造过程中应尽量减小叶片的一次晶向偏离。
2022 Vol. 65 (17): 81-87 [摘要] ( 90 ) HTMLNew PDF (2890 KB)  ( 129 )
       整体叶盘抛磨
88 整体叶盘抛磨技术研究现状及其发展趋势
李文辉，温学杰，李秀红，张演
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2022.17.088
整体叶盘的表面完整性对航空发动机的服役性能和寿命影响巨大，而抛磨技术是用于实现整体叶盘成性制造的一类关键技术。针对整体叶盘成性制造后不满足使用要求的问题，从材料特性、结构特征、加工要求 3 个层面分析了整体叶盘的抛磨特点；综述了手工抛磨、数控抛磨、磨粒流抛磨、磁力研磨、滚磨光整加工的发展历程、研究现状和抛磨效果，对比分析了各类抛磨技术的优势与局限性。在此基础上，提出整体叶盘抛磨技术的发展趋势，即探索形性协同式、多工序组合式的抛磨工艺，实现抛磨工艺的智能决策化，并向绿色环保方向转型发展。
2022 Vol. 65 (17): 88-102 [摘要] ( 117 ) HTMLNew PDF (37612 KB)  ( 94 )
103 整体叶盘根部与流道面分区域抛光技术
叶欢，陈志同，佀传瑞，黎先才，郑强，柴晋峰
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2022.17.103
针对抛光整体叶盘根部与流道面工具损耗快、抛光效率低等问题，基于分区域抛光的思路从工具选型、轨迹优化、区域搭接及划分等方面开展研究。对抛光工具与轨迹进行优化；针对子区域之间的搭接问题建立优化模型并进行分析计算。在此基础上，基于分区域加工的方式对根部与流道面进行划分。工程环境下的抛光试验表明，分区域抛光将根部与流道面的工具损耗降低约 30%，同时抛光效率提升约 30%，从而推进了自动化抛光技术在整体叶盘上的工程化应用。
2022 Vol. 65 (17): 103-109 [摘要] ( 111 ) HTMLNew PDF (11774 KB)  ( 94 )
       高温防护涂层
110 等离子喷涂BSAS环境障涂层SiCf/SiC复合材料扇形燃烧室环境损伤行为
洪智亮，崔永静，郭洪宝，周晨，侯敬通，蒋婷，王子媛，陈超，冯晓星
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2022.17.110
针对基于化学气相沉积工艺（CVI）的 SiCf/SiC 陶瓷基复合材料扇形火焰筒，利用扇形燃烧室试验台进行燃气环境性能考核。其中，扇形火焰筒试验件由内/外环和左/右侧板组成，并在其流道表面采用大气等离子喷涂工艺制得 BSAS/Mullite/Si 3 层结构环境障涂层（EBC）。试验后，取样并分别利用力学性能测试、扫描电子显微镜和X射线衍射分析等手段进行分析，对试验件的力学性能、微观结构和表面相组成的演变进行表征。结果表明，喷涂态涂层主要由单斜结构钡长石BSAS相和 BaAl2O4 相组成。试验后，核心烧蚀区域主要由斜方晶系莫来石相 Al2（Al2.8Si1.2）O9.6 、立方晶系Si 和六方晶系BaAl2O4 相组成，可以观测到表面出现硅熔滴和残留孔洞。取样力学性能分析结果显示，涂层完整区域 SiCf/SiC 复合材料的拉伸强度未受影响；核心烧蚀区域，SiCf/SiC 复合材料的拉伸强度出现明显下降，最终探讨出涂层的高温烧蚀损伤机制。
2022 Vol. 65 (17): 110-116 [摘要] ( 100 ) HTMLNew PDF (17515 KB)  ( 230 )
117 强流脉冲电子束作用下多弧离子镀 NiCoCrAlYSiHf涂层改性机理及循环氧化行为研究
蔡杰，姚逸铭，高杰，关庆丰
DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2022.17.117
利用强流脉冲电子束（HCPEB）技术对 NiCoCrAlYSiHf 涂层进行辐照处理，对改性前后涂层表面状态（粗糙度、宏观形貌）和微观结构（相组成、晶体缺陷和活性元素分布）进行表征，并对改性前后涂层 1100 ℃循环氧化性能进行研究。微观表征结果表明，脉冲电子束改性后原始涂层制备缺陷消失，涂层表面平整致密，并形成丰富的变形结构及均匀分布的活性元素析出相；循环氧化结果表明，改性态涂层在循环过程中热生长氧化物（TGO）具有更优异的化学稳定性，脉冲电子束改性技术能够显著延缓 TGO 开裂剥落现象，提高涂层抗热循环性能。
2022 Vol. 65 (17): 117-126 [摘要] ( 81 ) HTMLNew PDF (22513 KB)  ( 170 )
  编辑部公告
22 《航空制造技术》入编中国科协《航空航天领域高质量科技期刊分级目录（2023版）》
22 《航空制造技术》入编《中文核心期刊要目总览》2023版
22 《航空制造技术》入选中国科技核心期刊
22 《航空制造技术》入选WJCI科技期刊世界影响力指数报告（2023）来源期刊
22 《航空制造技术》被中国科学引文数据库(CSCD)核心库收录
22 “编读往来”栏目邀您建言献策
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主管：中国航空工业集团有限公司
主办：中国航空制造技术研究院
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邮编：100024
电话：010-85703109/3877-291
在线投稿:http://www.amte.net.cn
国际标准刊号：ISSN1671-833X
国内统一刊号：CN11-4387/V
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