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德国推出创新铣削工艺加速陶瓷基复合材料在航空发动机中的应用
关键词:      时间:2024-11-03

【据美国复合材料世界网站2024年10月23日报道】德国Hufschmied公司与德国航空航天中心合作开发用于陶瓷基复合材料(CMC)涡轮叶片制造加工的铣削工艺,这一工艺旨在取代耗时较长的磨削工艺,将加工时间缩短70%,加速CMC在航空发动机中的推广应用。

CMC的加工难度一直是广泛应用的主要障碍,其高硬度和耐热性导致传统铣刀容易磨损,金刚石涂层工具也存在涂层脱落的问题,因此长期以来主要依赖磨削工艺。但磨削不仅效率低下,还难以满足叶片严苛的公差要求。此前,Hufschmied公司曾成功开发聚晶金刚石(PCD)铣刀,但PCD工具制造复杂且成本高昂。

Hufschmied团队选择带金刚石涂层的硬质合金铣刀,并优化了刀具的微观几何设计与切削参数(如刀具转速范围1000-20000转/分钟、进给量每齿0.01-0.2毫米以及进刀深度0.05-1毫米)。这些参数的精确控制确保了刀具涂层实现可控磨损,避免了常规金刚石涂层的剥落问题。为降低成本,团队使用了更经济的C/SiC材料作为测试对象,结果表明其加工特性与SiC/SiC相似。Hufschmied还开发了一种专利微晶金刚石涂层,使工具在高硬度材料上的耐用性得以提升。目前,新型铣削工具已进入原型测试阶段,其表现接近昂贵的PCD工具。若新工具在耐用性和经济性方面得到验证,这将推动CMC在航空发动机中的应用,为减重和提升燃油效率提供重要支持。