揭秘：航空发动机涡轮叶片铸造工艺

近日，记者走访了隶属于联合发动机公司（UEC）的“乌法发动机工业协会（JSC）”，这里正在制造航空发动机的涡轮叶片。今天笔者将为大家讲解涡轮发动机叶片的复杂制造工艺，相信各位会有很大收获。


这里正在加工瓷土，将瓷土打碎，制作涡轮叶片的内芯。


这是加工前的瓷土。


工人正在将塑形后的瓷土模型逐个检查修形，这些做好的瓷土模型将首先烧结成熔融石英陶瓷芯。

涡轮喷气式发动机需要中空的涡轮叶片，只有高质量的芯是失蜡法铸造的最好内芯材料，它能够在浇铸金属时依然能够保持稳定，在铸件冷却后有能通过化学工艺轻易溶解，在叶片中留下所需要的空气通道。

这是等待进行加工的瓷土模型，在外部包裹蜂蜡进行失蜡法铸造，才能得到涡轮叶片。瓷土模型可以制作成横截面非常小，而且在加工过程中变形小。


在这里工作的都是女性，细心而有耐心的女性才能胜任这里单调乏味，又特别需要认真负责态度的工作。


这些瓷土模型其实就是叶片中的空气通道，在发动机运转时，有空气在其中通过，从而冷却涡轮叶片保持工作稳定。


工人正在准备浇铸接口。


这些接口将安装二到四个叶片，这样浇铸熔融金属时可以提高效率。


工人正在给陶瓷芯包裹蜂蜡，蜂蜡的作用是在铸造范摸中形成空腔。


工人正在将蜂蜡叶片安装到浇铸接口上。


已经包裹了陶瓷芯的蜂蜡叶片。


粗壮的结构都是浇铸时的金属流道，叶片其实非常细小。


将叶片进行最后加工，这样熔融金属就可以将空腔充满，不会造成铸造砂眼。


加工好的铸造模型。


这里有很多类似的模型，生产不同规格的涡轮叶片。


下一步是将这些铸造模型包裹瓷土，制作陶范。


工人将铸造模型安装的一个旋转机械上。


用机械手在陶土液中旋转，使其均匀包裹住模型的任何部位。


这样才能算合格。


之后加入特殊风箱中，在外表喷淋瓷土，形成厚实的外壳。


操作机械的工人。


等待进行加工的铸造模型。


这是包裹陶土后的铸造模型。


这里进行风干。


精密铸造车间。


铸造模型在这里进行浇铸。


首先要进行加温，将铸造模型外部包裹的瓷土烧成陶瓷范模。


同时，将内部的蜂蜡排出，形成铸造空腔。


工人取出铸造范模。


然后这些范模将浇铸特殊合金溶液。


每种范模都要一种特别的熔炉进行加工。


这是一种大型部件的范模生产。


温度非常高。


最后，生产出的叶片还需要进行X光探伤。


每个叶片都要进行多角度探伤，防止出现任何瑕疵。


X光照片，可以看出叶片内部的空腔。


工人正在对X光照片进行检查。

整个涡轮叶片生产工艺非常繁复，完全超越了珠宝制造工业，而这仅仅是“工业皇冠上的钻石”——航空发动机制造的一小部分。

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