我国成为继俄法之后第三个掌握大尺寸粉末冶金低温钛合金氢泵叶轮一体成型技术的国家 - 中国运载火箭技术研究院

我国成为继俄法之后第三个掌握大尺寸粉末冶金低温钛合金氢泵叶轮一体成型技术的国家

发布时间 : 2018-08-10     来源 : 中国运载火箭技术研究院新闻中心

  中国运载火箭技术研究院航天材料及工艺研究所日前采用预合金粉末冶金热等静压近净成形工艺,研制出了直径300mm级大尺寸低温钛合金氢泵叶轮试验件,这标志着我国成为继俄罗斯、法国之后,第三个掌握大尺寸粉末冶金低温钛合金氢泵叶轮一体成型技术的国家。

 

 

△ 大尺寸氢泵叶轮

 
  氢泵叶轮是液体火箭氢氧发动机的关键核心部件,在液氢环境下工作转速达33000转/分,但其内通道为薄壁、双曲率半封闭式的复杂结构,传统的工艺技术无法实现高强度、高可靠的整体制造,解决该难题的最佳手段就是预合金粉末冶金热等静压近净成形技术。
  据项目负责人介绍,此次研制的直径300mm级的大尺寸低温粉末钛合金氢泵叶轮,相比在研型号用的氢泵叶轮,不仅产品尺寸放大,成型大度也是成倍增加,在热等静压处理过程中,由于粉末装填量增加,粉末致密化收缩量、内芯和外包套形变量都大幅度增加,很难保证最终成形构件的内部流道结构精度,易造成产品内部叶片尺寸超差,导致产品报废。
  为此,航天材料及工艺研究所从模具选材、包套装配结构、工艺参数优化等方面,开展了大量技术攻关,突破了高强材质芯模整体制造、叶片厚度均匀性控制、高精度内通道整体成型、低耗原材料高效制造等多项关键技术,最终实现了大尺寸低温钛合金氢泵叶轮快速、高质量的整体成型,材料性能全面达到锻件的水平,内部组织致密、无缺陷,满足了超低温、超高转速等严苛的设计要求,打破了一直以来俄罗斯、法国在该技术上的垄断地位。
  据悉,这种创新型的材料及构件一体化成形技术,将应用在一批大尺寸关键核心部件上,有力推动在研及未来航天器、国防装备的发展。

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