jiakaiwen（公司）（未认证）

成果名称

航空发动机钛合金宽弦空心风扇叶片成形技术及装备

主要负责人

陈明和、谢兰生

密级状态

1非密成果

□涉密成果已完成解密

技术领域

□新一代信息技术 器械

□新材料及其应用 其他 (  )

□智能制造  1高端装备  □生物医药和医疗

□新能源与环保  □应急救援及公共安全  □

知识产权状况

1技术秘密   1专利   □计算机软件   □植物新品种   □集成 电路布图设计

□生物、医药新品种 (新药证书/临床批件/生产批件)    □未涉及

知识产权

知识产权

基本信息

1.CN214211846U 一种钛合金空心叶片变截面高温扭转预成形装置； 2.CN107671152A 一种基于应力松弛的等截面空心风扇叶片小角度 扭转方法；

3.CN107716667A 一种空心叶片多点同步热扭转成形装置及成形方 法；

4.CN113976699A 一种基于恒应变速率扭转的钛合金空心叶片成形 方法；

5.CN112395698A 一种可实现空心结构设计的空心叶片毛坯计算方 法；

6.CN103551472B 一种空心叶片推弯成形工艺；

7.CN105112632B 空心叶片的成形方法及成形装置；              8.CN214211846U 一种钛合金空心叶片变截面高温扭转预成形装置； 9.CN207463895U 一种空心叶片多点同步热扭转成形装置。

简要介绍

钛合金宽弦空心风扇叶片的减重为典型的航空发动机系统性减重， 空心叶片质量降低，该成果可以显著降低机匣、芯轴及支撑结构， 大幅度降低航空发动机重量。 围绕 TC4 抗损伤钛合金为研究对象， 通过该合金高温锻造组织性能控制、空心叶片高温超塑性成形及扩 散连接、大扭转角空心叶片精确扭转及控制、空心叶片校形及高温 气胀整形相关内容研究，解决武器装备关键结构的精确成形和检测 评估问题，提升航空航天器轻量化结构的整体水平，为结构设计的 选材、工艺方案制定、 以及新材料应用提供技术储备。此成果也可 应用于非空心叶片及其他合金材料叶片的热精确形/性控制的高效 制造。

关键词

钛合金；航空发动机；高温热扭转精确成形；形/性控制；叶片

当前应用情况

已完成样件研制。

本知识产权对 应产品技术优 势和性能指标

本知识产权覆盖钛合金宽弦空心风扇叶片制造的毛坯优化、扩散焊 接、高温热精确扭转及精整成形工艺及其相关关键工艺装备。技术 优势体现在：( 1 ) 空心率及内部结构可依据服役设计需求自由设计；( 2 ) 成形过程的压应力加载确保叶片的高疲劳性能；( 3 ) 成形装备 的效率高，容易确保叶片成形精度。

主要技术指标：( 1 ) 叶片的强度指标不低于原材料的 95%；( 2 ) 叶片 的型面精度误差在 0 20mm 以内；( 3 ) 空心率≥20%。

技术成熟度

( 6 ) 级    (参照 GB/T22900-2009 标准，共按 9 级划分)

先进程度

□国际领先   □国际先进    1 国内领先    □国内独家    □国 内先进

具体描述：与国内普遍采用的三片瓦楞结构超塑成形与扩散焊接技 术不同，本成果采用对开结构型式的扩散焊接与高温热精确扭转成 形，空心率及内部结构可以自由设计，制造时的应力状态有利于保 证服役性能。实现压弯扭转精整一体，成形精度高及高效率。

成果状态

1样品、实验室阶段

□小批量生产、工程应用阶段 其他 ( )

□中试生产、应用开发阶段

□批量生产、成熟应用阶段

□

同类技术/

产品国内外

发展情况

世界上航空发动机的主要生产商德国摩天宇公司、英国的罗•罗公司 及美国的普惠、GE 公司等都采用 SPF/DB 技术制造航空发动机先进的 钛合金宽弦空心风扇叶片，并一直主宰着世界航空发动机市场。我 国航空发动机高性能钛合金宽弦风扇空心叶片目前基本还处于基础 研究阶段，国内南京航空航天大学、北京航空制造工程研究所开展 了相关的技术研究。其中，南京航空航天大学采用对开结构工艺技 术进行了深入的技术开发研究， 自行研制了 SPF/DB 机床、高温扭转 装备及气压加载装备，并已成功开发出可以用于产品级的某飞行器 多层整体 SPF/DB 工艺技术部件，研制了 TC4 钛合金空心宽弦风扇叶 片缩比样件及产品样件，其各项指标都满足设计要求。

获奖情况

无

科研团队与 转化基础

本科研团队所在的航空科学与技术学科为全国重点学科，具有很好 的学术研究工作基础。课题组成员长期从事本项目相关的超塑成形/ 扩散连接、材料成形性能、板料成形工艺与装备、材料成形过程的 微观组织演变分析与研究等及方面的研究工作，并取得了显著成果。 本项目组主要承担的国家 863 项目 “陶瓷材料超塑性研究”课题，  当时的研究水平已经接近国际水平，该项目的研究成果于 1992 年曾 获得中国航空工业总公司科技进步二等奖。“3Y-TZP 陶瓷超塑性变形 特性及显微组织结构研究”获得江苏省国防科技工业科学技术进步 奖一等奖。经过多年的科研积累，此外，本科研团队承担过江苏省 科技支撑项目“基于 SPF/DB 技术的航空发动机钛合金宽弦空心风扇 叶片研发”、中航发重大创新基金项目 “对开结构钛合金空心叶片研 制”。通过科研积累形成了如下研究特色：围绕先进高性能涡扇发动