新材料缩短涡轮发动机叶片的生产周期


位于英国伍斯特郡的摩根先进材料公司开发了特殊的可浸材料,可极大缩短涡轮发动机叶片精密铸件的生产时间,最高可节约20%。

目前正值商用航空航天工业面临重大变革之际,根据市场研究,到2023年,商用飞机涡轮叶片的市场预计年增长率将达到6%。

高油价、对噪音和CO2排放的严格监管以及低成本航空公司竞争的加剧迫使制造商开发更轻且燃油经济性更好的现代航空发动机。

为了帮助航空航天业精密铸造生产企业满足需求的激增,摩根先进材料公司的陶瓷技术业务部开发了具有专利的LEMA系列氧化铝基材料。新材料缩短了生产涡轮发动机叶片的氧化铝芯支撑杆的浸出周期,同时仍可以达到生产所需的机械强度。

典型的氧化铝棒以其强度和承重能力而闻名。但是,完全浸出材料可能需要几天时间,从而导致生产时间的延长。相比之下,类似于LEMA250的零件在20小时后(在300°F[149°C]和185 psi下)的质量减少约20%。与LEMA250相当的氧化铝部件在相同条件下不会出现任何质量损失。

摩根陶瓷技术业务产品工程师Jennifer Kachala表示:“预计在未来几年涡轮发动机叶片的需求大幅增长之时,LEMA增强可浸出性支撑杆恰逢其时的开发,帮助缩短铸件生产商的生产周期。精密铸造企业将需要证明他们可以满足新发动机的增长需求。LEMA可以帮助他们实现这一目标,同时节省成本。”

LEMA增强的可浸出性支撑杆可以节省更多成本和时间。虽然石英支撑杆在可浸出方面可以为氧化铝提供成本可观的解决方案,但它们不具有LEMA的机械强度。这使得它们不太适合应用在几何形状不规则的零件或合金需要更高强度支撑的杆方面。LEMA组件的强度约为石英的1.5倍。

Jennifer Kachala表示:“由于传统材料和浸出工艺存在的不足,全球精密铸造行业多年来经历了生产周期长的痛点。摩根先进材料公司通过LEMA成功应对挑战。用于支撑杆的新材料已经过广泛测试和优化,具有很高的强度并缩短生产时间、降低涡轮叶片的生产周期和成本。因此,现在,我们的客户可以满足不断增长的需求,同时提高航空航天和工业用燃气轮机行业的产品质量。” ■