Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследования и разработка технологии получения металлических порошков жаропрочных сплавов на основе никеля для изготовления и ремонта сложнопрофильных деталей газотурбинных двигателей (ГТД) методами аддитивных технологий

Докладчик: Евгенов Александр Геннадьевич

Должность: начальник лаборатории, к.т.н.

Цель проекта:
Цели проекта: Разработка комплекса высокоэффективных экспериментальных аддитивных технологий синтеза высококачественных металлических порошков жаропрочных сплавов нового поколения, изготовления и ремонта из них сложнопрофильных деталей ГТД для транспортных и космических систем; формирование научно-технического задела для промышленного освоения индустриальным партнером разработанных экспериментальных технологий с целью создания современного импортозамещающего аддитивного производства и ремонта деталей авиационных ГТД.

Основные планируемые результаты проекта:
Должны быть разработаны:
1. технология изготовления высококачественных металлических порошков жаропрочных сплавов на основе никеля (МПЖСН);
2. аддитивная технология изготовления сложнопрофильных деталей ГТД методом послойного лазерного сплавления МПЖСН;
3. технология изостатического прессования сложнопрофильных деталей ГТД, изготавливаемых методом послойного лазерного сплавления МПЖСН;
4. аддитивная технология ремонта сложнопрофильных деталей ГТД методом лазерной газопорошковой наплавки МПЖСН.

1. Технология изготовления высококачественных МПЖСН должна обеспечивать:
- получение гранул размером:
от 20 до 40 мкм - с выходом не менее 50%;
от 40 до 80 мкм - с выходом не менее 35%;
- содержание газовых примесей:
кислорода - не более 0,01% массовых долей;
азота - от 0,005 до 0,01% массовых долей.
2. Технология изготовления сложнопрофильных деталей ГТД методом послойного лазерного сплавления МПЖСН и технология горячего изостатического прессования сложнопрофильных деталей ГТД, изготавливаемых методом послойного лазерного сплавления МПЖСН, должны обеспечивать:
- получение деталей ГТД с максимальной плотностью – не более 1% пористости;
- получение деталей ГТД с максимальной точностью – не менее 100 мкм.
3. Технология ремонта сложнопрофильных деталей ГТД методом лазерной газопорошковой наплавки МПЖСН должна обеспечивать:
- наплавку МПЖСН без образования трещин и других дефектов наплавленного материала;
- получение наплавленного материала с пористостью - не более 2 %;
- точность наплавления материала – не менее 5 %.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Создаваемые аддитивные технологии изготовления и ремонта сложнопрофильных деталей ГТД с использованием МПЖСН должны применяться для изготовления и ремонта сложнопрофильных деталей перспективного газотурбинного двигателя ПД-14 магистрального самолета «МС-21».

По окончании проекта индустриальным партнёром будут внедрены результаты ПНИЭР не позднее 2019 года посредством:
1. проведения опытно-технологических работ, разработки рабочей конструкторской и технологической документации опытных партий и опытного ремонта сложнопрофильных деталей ГТД;
2. подготовки производства, отработки и корректировки технологической документации для изготовления и ремонта сложнопрофильных деталей ГТД с применением созданных технологий аддитивного производства; приобретены, отработаны и отлажены средства технологического оснащения, подготовлен персонал.
3. изготовления установочных серий сложнопрофильных деталей ГТД с применением созданных в рамках проекта и отработанных в ходе подготовки производства аддитивных технологий, проведения квалификационных испытаний установочных серий сложнопрофильных деталей ГТД, отработки конструкции сложнопрофильных деталей ГТД на технологичность, утверждения конструкторской и технологической документации с присвоением литеры «А».

Текущие результаты проекта:
Проведен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, а также патентные исследования, по перспективным технологиям высокоточного изготовления и ремонта сложнопрофильных и уникальных деталей ГТД из металлических порошков.
Выбраны марки жаропрочных сплавов на никелевой основе для получения металлических порошков, применяемых для изготовления сложнопрофильных деталей ГТД методом послойного лазерного сплавления и для ремонта сложнопрофильных деталей ГТД методом лазерной газопорошковой наплавки. Обоснованы требований к металлическим порошкам жаропрочных сплавов на никелевой основе (МПЖСН), применяемым для изготовления сложнопрофильных деталей ГТД методом послойного лазерного сплавления и для ремонта сложнопрофильных деталей ГТД методом лазерной газопорошковой наплавки.
Разработаны программы и методики экспериментальных исследований технологических режимов процесса атомизации для получения МПЖСН. Проведены экспериментальные исследования технологических режимов процесса атомизации для получения МПЖСН.
Изготовлены лабораторные партии МПЖСН в соответствии с выбранными диапазонами значений основных технологических параметров процесса атомизации.
Разработаны программы и методики исследований состава (химический состав, гранулометрический состав) и технологических свойств (сыпучесть, морфология поверхности, структура, пористость) МПЖСН.