Способ изготовления деталей

(51) б 2 г в ЕТЕН то Комитет Российской Федерации о патентам и товарным знакам(71) Специальное конструкторское бюрогидроимпульснои техники СО АН СССР(56) Авторское свидетельство СССР Х1253150, кл. В 23 К 20/08, 1986.(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ(57) Изобретение относится к авиационномумоторостроению. Цель изобретения - повышение качества при изготовлении дисковтурбин высокого давления газотурбинныхдвигателей, После первичной механической И) 16 О 0101 (1 З) А 1 обработки, в ходе которой в заготовке 1 выполняют центральное отверстие 2, осуществляют термическую обработку ее - старение первой ступени, а затем упрочняют взрывом ее цетральную часть, После этого механической обработкой оформляют полотно диска и упрочняют его полотно 5 взрывом кольцевого зазора взрывчатого вещества 6 треугольного сечения, Далее подвергают заготовку 1 старению второй ступени и окончательной механической обработке. 1 з. п. ф-лы, 7 ил,Изобретение относится к обработке металлов давлением взрыва и может найтиприменение в авиационной промышленности и других отраслях машиностроения.Цель изобретения - повышение качества при изготовлении дисков турбин высокого давления газотурбинных двигателей,На фиг.1 изображена заготовка диска;на фиг,2 - эскиз детали; на фиг,3 - схемаупрочнения центральной части диска; нафиг.4 - схема упрочнения полотна диска, нафиг,5 - график зависимости механическихсвойств сплава ЭПот давления привзрывном упрочнении; на фиг.6 - графикдлительной прочности сплава ЭП; нафиг.7 - результаты вытяжки дисков, замеренных по центральному отверстию.Способ осуществляют следующим образом,После предварительной механическойобработки заготовки 1, в ходе которой выполняют центральное отверстие 2 (см,фиг,1,3), осуществляют термическую обработку -старение первой ступени. Затем, поскольку,как показывают исследования, для конфигурации диска турбины требует упрочнения впервую очередь центральной части заготовки, упрочняют центральное отверстие 2. Вотверстие 2 помещают заряд ВВ 3 трубчатой формы и инициируют его детонатором4. Заряд ВВ 3 выполняют несколько выступающим эа торцовые поверхности заготовки 1, что обеспечивает устранениеотрицательного влияния краевых эффектовпри взрыве заряда ВВ 3,Затем оформляют полотно 5 диска путем механической обработки, размещаютна его поверхности кольцевой заряд ВВ 6треугольного сечения (см,фиг.4). Такая форма заряда ВВ 6 обеспечивает максимальную глубину упрочнения в средней частиполотна диска. На ступицу 7 надевают защитный цилиндр 8 из металлической фольгиили резины толщиной 0,5-1,0 мм, которыйпредназначен для защиты поверхности ступицы 7 от повреждения взрывов, После этого инициируют заряд ВВ 6.Далее заготовку подвергают термической обработке - старению второй ступении окончательной механической обработке.Сравнительные испытания показывают,что диски, изготовленные описанным способом, обладают повышенной несущей способностью и имеют высокое качество.П р.и м е р. В заготовке, размеры которой представлены на фиг.1, выполнили отверстие 2 диаметром 18 мм, что на б ммменьше необходимого размера, и осуществляли старение первой ступени. Затем в отверстие 2 (см.фиг.3) вставляли заряд ВВ 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55.трубчатой формы иэ гексогена. Толщинастенки заряда равнялась 5 мм. Такая толщина гексогена достаточна для надежной детонации заряда ВВ. Общая длина заряда ВВ140 мм, при этом выступающие концы егосоставили по 25 мм, что необходимо для стабилизации скорости детонации в заряде. Скорость детонации в заряде ВВ обычностабилизируется на расстоянии 4-5 толщинзаряда. Этим объясняется высота выступающей сверху части 25 мм заряда ВВ. Детонация инициировалась капсюлем-детонатором4 сверху. Выступающая снизу часть зарядаВВ обеспечивает устранение боковых и торцовых явлений разряжения при выходефронта детонации на отверстия в заготовке1.Далее оформляли полотно 5 диска(см.фиг.4) путем проточки кольца толщиной25 мм на одном из торцов заготовки 1. Приэтом исходили из условия: высота заготовки90 мм, а рабочая часть (полотно) составляет1/3 толщины в средней части заготовки.Затем на поверхность полотна 5 диска устанавливали кольцевой заряд ВВ 6 треугольного сечения, на ступицу 7 надевализащитный цилиндр и осуществляли инициирование заряда ВВ 6.Далее заготовку подвергали старениювторой ступени и окончательной механической обработке,Сравнительные результаты замеров вытяжек по центральному отверстию представлены на фиг.7, из которой видно, чтовытяжка упрочненных взрывов дисков намного меньше вытяжки неупрочненных,Сравнение вытяжек дисков при достижении скорости вращения и = 53500 об/минпоказало, что вытяжки упрочненных взрывом дисков более чем в 2 раза меньше вытяжки неупрочненных, а при и = 56500об/мин - более чем в 3 раза.Для выбора оптимального режимавзрывного нагружения при упрочнении диска из заготовок дисков вырезались образцы и подвергались взрывному нагружениюпри давлении 5, 10, 20 ГПа, Результаты испытаний на статическое растяжение приведены нз фиг,5. Предел текучести с,2 всостоянии поставки составляет 820 - 840Мпа, после взрывного нагружения при давлении 5 ГПа (аммонит М 6 ЖВ) повышаетсядо 990 - 1020, МПа, Взрывное нагружениеобразца при 10 ГПа (гексоген) вызываетдальнейшее повышение до 1096 МПа. После20 ГПа (гексопласт) наблюдается некотороеснижение прироста: д,2 составляет 970 -1000 МПа. Предел прочности дв в состояниипоставки равен 1350-1370 МПа. По сравне1600101 нию с йц прирост меньше и составляет 1400 - 1424, 1423-1424, 1360-1400 МПа после 5, 10, 20 ГПа соответственно, Низкий прирост после 20 ГПа по сравнению с 10 ГПа наблюдается и здесь. Измерения твердости показывают, что с исходного значения 37-39 НВС твердость повышается до 41-44 НЕС после 10 ГПа идо 46 НВС после 20 ГПа,По результатам измерения твердости получаем, что упрочнение сплава пропорционально приложенному давлению. Однако результаты механических испытаний не дают пропорционального повышения прочности. Хотя при нагружении пластиком 20 ГПа выше, чем при нагружении гексогеном 10 ГПа, или аммонитом 5 ГПа, затухание ударФормула изобретения СПОСОБ ИЗГОТОВЛ ЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ, включающий операции механической обработки, упрочнения взрывом и термической обработки, опиичзющиИся тем, что, с целью повышения качества при изготовлении дисков турбин высокого давления газотурбинных двигателей, механическую обработку ведут в три этапа, на первом иэ которых осуществляют предварительную механиче-. скую обработку заготовки, на втором- получение механической обработкой полотна диска, а на третьем - окончательную механическую обработку полученного изделия, термическую обработку производят путем старения первой и ной волны в металле идет сильнее при нагружении пластиком, поэтому за счет более высокого давления на границе "продукты взрыва-металл" твердость на поверхности 5 будет больше, но на некоторой глубине металла картина может измениться из-за разности затухания волны в металле.Увеличение толщины заряда пластика нежелательно, поэтому при обработке взрывом 10 заготовок дисков для достижения упрочнения на необходимую глубину выбран режим взрывного нагружения гексогеном, при нагружении которым в материале значительно возрастает предел текучести и твердость.15 Пластичность остается на достаточно высоком уровне,второй ступени, причем старение первой ступени осуществляют после предварительной механической обработки заготовки, а старение второй ступени- перед окончательной механической обработкой изделия, а упрочнению взрывом сначала подвергают сердцевину заготовки, а затем - полотно диска, причем упрочнение сердцевины осуществляют после старения первой ступени, а упрочнение полотна диска - по сле его изготовления.2, Способ по п.1, отлвиающийсятем, что упрочнение полотна, диска ведут кольцевым зарядом взрывчатого вещества треугольного поперечного сече ния./7, дЮС /Юие зг аг Составитель Н,Пож ехред М, Моргентэл ваК