CN111421139B - 一种小型钛铝基合金发动机叶片金属成型工艺及其加工设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种小型钛铝基合金发动机叶片金属成型工艺及其加工设备，包括底座，在底座的内部通过螺钉安装有一电机，所述电机的转轴贯穿底座的上表面且轴顶端焊接在底托的底端中心位置，在底托的外围安装有一电力箱，在底托的内壁底表面吸附在混粉装置的外壁底表面；所述混粉装置的内壁开设有加热内腔，在混粉装置的上端密封环设有一密封边。本发明通过细化工艺步骤，对现有工艺进行良性改进，提高工艺流程下的高基础性，从根源上为后续做工奠定优良基础；通过设置底托，混粉装置和搅拌扇叶，实现外部结构带动内部粉状结构产生位移，搭配内部结构自我搅拌，实现粉状结构和搅拌结构的多角度接触，提高混粉效率，为后续做工奠定良好基础。

Description

一种小型钛铝基合金发动机叶片金属成型工艺及其加工设备
技术领域
本发明属于金属注射成型技术领域，具体涉及一种小型钛铝基合金发动机叶片金属成型工艺及其加工设备。
背景技术
钛铝基合金密度低，高的比强度和比弹性模量，此外还具有较好的抗氧化和蠕变性能以及优异的疲劳性能，因而被广泛用于汽车行业、燃气轮机、航空发动机及火箭发动机等领域，飞机发动机推重比是评价现代飞机发动机的主要指标之一，它对飞机性能有着决定性的作用。钛铝基合金密度大约是镍基高温合金的一半，使用它制作发动机高温部件能够从增加推力和降低重量两方面提高发动机推重比，对我国航空工业有着十分重要的作用，叶片是飞机发动机的关键零件之一，由于其形状复杂，精度要求高，因而加工难度大，利用传统的加工方式制作小型发动机叶片，存在质量难以保障、效率低、成本高等问题。如采用熔模精密铸造，叶片的致密度并不能达到期望的程度，强度相对差，成本也高；采用3D打印技术，存在叶片表面光洁度差、效率低等问题。
在粉末冶金领域中，金属注射成型是一种新型粉末冶金近净成形技术，用于制造高质量精密零部件或者形状结构复杂的小型金属零部件，具有常规粉末冶金、机加工和精密铸造方法无法比拟的优势，易于大批量、规模化生产，因此，金属注射成型一经运用立刻便受到广泛关注，由于其具备传统加工方式不具备的精密性，因此成为市场上广为应用的成型工艺，在发动机叶片的制备过程中，最基础的一步便是混粉，混粉是整个制备工艺的基础，混粉的质量优劣或对后续发动机叶片的制备产生直接影响，现有技术中，人们通过采用熔模精密铸造，叶片的致密度并不能达到期望的程度，强度相对差，成本也高；采用3D打印技术，存在叶片表面光洁度差、效率低等问题；而同时伴随着加工设备混粉搅拌的单一性，其加工设备内部也存在着搅拌结构单一，无法多方位的实现搅拌，因此混粉的效果较差，影响后续做工的问题也依然存在。
发明内容
本发明的目的在于提供一种小型钛铝基合金发动机叶片金属成型工艺及其加工设备，解决了采用熔模精密铸造，叶片的致密度并不能达到期望的程度，强度相对差，成本也高；采用3D打印技术，存在叶片表面光洁度差、效率低等问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种小型钛铝基合金发动机叶片金属成型工艺,包括一种小型钛铝基合金发动机叶片，其特征是包括如下工艺步骤：
A)混粉：将钛铝基合金粉末或者加入一定比例的其他元素粉末，与粘结剂，在一定条件下，进行充分混合搅拌；
B)混炼造粒：经过步骤A混合后的粉体经过冷却后，通过造粒机，或破碎机制备成粒状喂料；
C)注射成型：将经过步骤B得到的粒状喂料引入安装有发动机叶片模具的注射成型机注射成型，并且控制注射成型温度在160～180℃，得到发动机叶片注射生坯；
D)脱脂(溶剂脱脂和热脱脂)：将经过步骤C得到的生坯放入溶剂脱脂设备或容器中，在一定流速的强非极性溶剂中，进行溶剂脱脂，去掉部分粘结剂；然后对溶剂脱脂的生坯进行烘干，再放入脱脂烧结干馏炉中，在一定流速的氩气中，缓慢加热，通过热脱脂的方法去掉余下的粘结剂；第一步非极性溶剂脱脂，将注射的生坯浸入一定温度和流速的己烷溶液中，控制己烷的温度为40～60℃，流速为0～20cm/s，保持5～20h；第二步热脱脂，对溶剂脱脂后的生坯进行烘干，时间为30～90min，然后放入脱脂烧结干馏炉，在氩气冲刷下缓慢升温至550～650℃，氩气流速为120～150L/h。
E)烧结：将经过步骤D完成两步脱脂、已去除粘结剂的生坯，通过高温无压烧结法，固结生坯，经冷却至室温后，获得钛铝基合金发动机叶片；高温无压烧结法的具体方法为：热脱脂过程结束后，将脱脂烧结炉调整至真空度10-4～10-6mbar，温度缓慢升温至1300～1500℃，烧结2～6h后，缓慢降温。
F)热等静压：对经过步骤E得到的钛铝基合金发动机叶片进行热等静压，控制热等静压温度在1200～1350℃、控制压力范围在150～200MPa，控制时间为1～4h，最终获得高度致密、机械性能和尺寸精度良好的钛铝基合金发动机叶片；
混粉工序下，混合钛铝基合金粉末或者加入一定比例的其他元素粉末的加入量占喂料(混合钛铝基合金粉末或者加入一定比例的其他元素粉末和粘结剂)总体积的55～75％；粘结剂的加入量占喂料总体积的25～45％；混粉工艺中粘结剂的配比为：聚乙烯高分子35～45份，聚乙二醇20～25份，石蜡35～45份，硬脂酸4～5份；混粉做工时，做工温度为温度110～170℃，时间2～6h。
一种小型钛铝基合金发动机叶片加工设备，包括底座，在底座的内部通过螺钉安装有一电机，所述电机的转轴贯穿底座的上表面且轴顶端焊接在底托的底端中心位置，在底托的外围安装有一电力箱，在底托的内壁底表面吸附在混粉装置的外壁底表面；所述混粉装置的内壁开设有加热内腔，在混粉装置的上端密封环设有一密封边，在密封边的内围通过连接结构固定有一顶盖；所述顶盖的上端焊接有提手，在顶盖的表面贯穿安装有一恒温控制器，恒温控制器用于检测混粉装置内部的实时温度并通过智能驱动对混粉装置内部的温度实现恒温控制,在恒温控制器的一端电性连接有一温度调节器；所述混粉装置的一侧表面贯穿安装有一安装柱，在安装柱的外围由前至后依次安装有搅拌扇叶与搭配扇叶；所述底托的外壁底端安装有一延伸板，在延伸板的一端垂直暗转共有一安装板，在安装板的上端螺柱安装有一转动齿轮，该转动齿轮与传动电机为带状连接以此实现电性驱动，在转动齿轮的上方要和设置有一咬合齿轮；所述电力箱的内部电性安装有一PLC，在电力箱的表面电性安装有一按钮开关；所述底托的内壁底端通过嵌设安装有若干个电磁铁，在底托的外壁下端通过转轴活性旋接有一旋接盖，在底托的内壁上表面嵌设有一振动马达；所述混粉装置的内部加热内腔的位置处通过贴合安装有电热管，在电热管的两端分别成型安装有，在混粉装置的表面固定有一，在密封门的表面焊接有一把手。
所述底托采用双层三分之二圆结构的铝合金卡扣制成，底托的断面边缘为直线截断，在底托的外壁底端安装有一用于连接旋接盖的铰链，在底托的外壁侧面开设有一凹槽；所述旋接盖采用三分之一圆结构的铝合金，且旋接盖的半径略大于底托的半径，旋接盖的顶端内侧面设置有用于卡扣底托凹槽的圆形凸起，旋接盖通过底端铰链结构和底托形成旋转活性连接结构；所述电磁铁采用P38微型电磁铁，且电磁铁的一端电性连接有一用于将外部控制电源转换为直流电源的整流器，电磁铁一正一负两个为一组且电磁铁的总数量不得低于三组，电磁铁的吸附磁铁安装在混粉装置的底端外表面，电磁铁的最高平面与底座的内壁上平面持平；所述振动马达采用N20马达，且振动马达的震动轴顶端接触混粉装置的外壁底端，提高装置的外部接触性，通过外部结构驱动内部粉状结构产生位移。
所述混粉装置采用类圆形结构的铝合金，混粉装置的上端为平面开口设置，混粉装置的侧壁处开设有圆形开孔，且混粉装置为双层焊接装置，混粉装置的内层半径和混粉装置的外层半径为加热内腔的厚度，混粉装置的内层材质采用铝合金材质，加热内腔的厚度等于电热管的半径厚度；所述电热管采用弧形高热电热管，且电热管的弧度与混粉装置的弧度对应贴合，在电热管在电热管的外部、加热内腔的内部灌设有导热油，电热管的两端分别通过导电头52实现电性连接；所述密封门采用圆形结构的铝合金，密封门的外边缘粘附有密封橡胶，密封门的半径等于混粉装置侧壁开口的半径，该密封门通过卡扣固定在混粉装置的表面，提高装置内部的搅拌性能，搭配外部驱动位移提高搅拌的角度多样性。
所述PLC采用西门子S7-200型号可编程PLC，在PLC的电源端口通过稳压模块连接有外部控制电源，且PLC控制用于控制以底托为界、界面以上的电源结构，在PLC的输入端通过导线连接有恒温控制器与按钮开关，恒温控制器选用220VC的型号为TC-5000(T)RS485；所述PLC的输出端分别通过驱动模块一至驱动模块四共计四个驱动模块连接有电磁阀、振动马达、电热管以及传动电机，驱动模块均采用L298N型号驱动模块，传动电机选用YE3型号电机。
所述延伸板贯通安装在底托的外壁侧，且延伸板的长度等于传动电机的厚度，该延伸板的一端面通过螺钉固定有一安装板；所述安装板采用L型结构的铝合金，且安装板的顶端通过螺钉安装有一转动齿轮；所述咬合齿轮贯穿安装在安装柱的一端表面，咬合齿轮通过螺柱进行位置固定，咬合齿轮与转动齿轮在做工时呈咬合状态，确保装置的衔接性能，优化装置的传动性。
所述搅拌扇叶的中心位置设置有圆形开孔，搅拌扇叶通过圆形开孔安装在安装柱的外围，搅拌扇叶的前后两侧分别进行焊接固定；所述搅拌扇叶采用尖头扇叶结构的碳素合金钢，且搅拌扇叶的数量不得低于七个，该搅拌扇叶与搭配扇叶的结构保持一致；所述搭配扇叶的扇叶位置与搅拌扇叶的扇叶位置为交错设置，搭配扇叶前表面位置距离搅拌扇叶的后表面直线距离不得低于5cm。提高装置和粉状结构的多角度接触性能，优化混合效率。
所述顶盖采用弧状结构的铝合金，且顶盖的顶端设置有圆形凸起结构的连接结构，连接结构的厚度等于密封边表面凹槽的直线宽度；所述顶盖的上端贯穿开设有一圆形开孔，圆形开孔的内壁粘附有丁晴橡胶，圆形开孔用于密封连接一温度监测器实现实时控温。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明改进的小型钛铝基合金发动机叶片金属成型加工工艺，避免了采用熔模精密铸造，叶片的致密度并不能达到期望的程度，强度相对差，成本也高的问题；也避免采用3D打印技术，存在叶片表面光洁度差、效率低等问题；通过金属注射成型，制作光洁度高、质量好的发动机叶片。
2、本发明改进的小型钛铝基合金发动机叶片加工设备，通过机械结构进行传动，通过外部旋转带动内部结构产生位移，搭配内部结构自身搅拌实现稳定的混合体验，相较于现有结构单一搅拌筒体实现位移的做工方式具有多方面、所角度的优势，为使用者带来优良的混粉体验，为后续做工奠定良好基础。
附图说明
图1为本发明小型钛铝基合金发动机叶片加工设备结构示意图；
图2为本发明加工设备外观结构示意图；
图3为本发明中图2中的咬合齿轮结构示意图；
图4为本发明图1中的底托俯视结构示意图；
图5为本发明图1中的混粉装置结构示意图；
图6为本发明图1中的混粉装置表面结构示意图；
图7为本发明小型钛铝基合金发动机叶片金属成型工艺生产工艺流程图。图中：1-底座，2-电机，3-底托，31-电磁铁，32--振动马达，33-旋接盖，4-电力箱，5-混粉装置，51-电热管，52-导电头，53-密封条，54-把手，6-加热内腔，7-密封边，8-安装柱，9-搅拌扇叶，10-搭配扇叶，11-顶盖，12-提手，13-连接结构，14-温度检测器，15-温度调节器，16-安装板，17-传动电机，18-转动齿轮，19-延伸板，20-咬合齿轮。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
结合附图7，一种小型钛铝基合金发动机叶片金属成型工艺,包括一种小型钛铝基合金发动机叶片，其特征是包括如下工艺步骤：
A)混粉：将钛铝基合金粉末或者加入一定比例的其他元素粉末，与粘结剂，在一定条件下，进行充分混合搅拌；
B)混炼造粒：经过步骤A混合后的粉体经过冷却后，通过造粒机，或破碎机制备成粒状喂料；
C)注射成型：将经过步骤B得到的粒状喂料引入安装有发动机叶片模具的注射成型机注射成型，并且控制注射成型温度在160～180℃，得到发动机叶片注射生坯；
D)脱脂(溶剂脱脂和热脱脂)：将经过步骤C得到的生坯放入溶剂脱脂设备或容器中，在一定流速的强非极性溶剂中，进行溶剂脱脂，去掉部分粘结剂；然后对溶剂脱脂的生坯进行烘干，再放入脱脂烧结干馏炉中，在一定流速的氩气中，缓慢加热，通过热脱脂的方法去掉余下的粘结剂；第一步非极性溶剂脱脂，将注射的生坯浸入一定温度和流速的己烷溶液中，控制己烷的温度为40～60℃，流速为0～20cm/s，保持5～20h；第二步热脱脂，对溶剂脱脂后的生坯进行烘干，时间为30～90min，然后放入脱脂烧结干馏炉，在氩气冲刷下缓慢升温至550～650℃，氩气流速为120～150L/h。
E)烧结：将经过步骤D完成两步脱脂、已去除粘结剂的生坯，通过高温无压烧结法，固结生坯，经冷却至室温后，获得钛铝基合金发动机叶片；高温无压烧结法的具体方法为：热脱脂过程结束后，将脱脂烧结炉调整至真空度10-4～10-6mbar，温度缓慢升温至1300～1500℃，烧结2～6h后，缓慢降温。
F)热等静压：对经过步骤E得到的钛铝基合金发动机叶片进行热等静压，控制热等静压温度在1200～1350℃、控制压力范围在150～200MPa，控制时间为1～4h，最终获得高度致密、机械性能和尺寸精度良好的钛铝基合金发动机叶片；
混粉工序下，混合钛铝基合金粉末或者加入一定比例的其他元素粉末的加入量占喂料(混合钛铝基合金粉末或者加入一定比例的其他元素粉末和粘结剂)总体积的55～75％；粘结剂的加入量占喂料总体积的25～45％；混粉工艺中粘结剂的配比为：聚乙烯高分子35～45份，聚乙二醇20～25份，石蜡35～45份，硬脂酸4～5份；混粉做工时，做工温度为温度110～170℃，时间2～6h。
结合附图1-6，一种小型钛铝基合金发动机叶片加工设备，包括底座1，在底座1的内部通过螺钉安装有一电机2，所述电机2的转轴贯穿底座1的上表面且轴顶端焊接在底托3的底端中心位置，在底托3的外围安装有一电力箱4，在底托3的内壁底表面吸附在混粉装置5的外壁底表面；所述混粉装置5的内壁开设有加热内腔6，在混粉装置5的上端密封环设有一密封边7，在密封边7的内围通过连接结构13固定有一顶盖11；所述顶盖11的上端焊接有提手12，在顶盖11的表面贯穿安装有一恒温控制器14，恒温控制器14用于检测混粉装置5内部的实时温度并通过智能驱动对混粉装置5内部的温度实现恒温控制；所述混粉装置5的一侧表面贯穿安装有一安装柱8，在安装柱8的外围由前至后依次安装有搅拌扇叶9与搭配扇叶10；所述底托3的外壁底端安装有一延伸板9，在延伸板9的一端垂直暗转共有一安装板16，在安装板16的上端螺柱安装有一转动齿轮18，该转动齿轮18与传动电机17为带状连接以此实现电性驱动，在转动齿轮18的上方要和设置有一咬合齿轮20；所述电力箱4的内部电性安装有一PLC，在电力箱4的表面电性安装有一按钮开关；所述底托3的内壁底端通过嵌设安装有若干个电磁铁31，在底托3的外壁下端通过转轴活性旋接有一旋接盖33，在底托3的内壁上表面嵌设有一振动马达32；所述混粉装置5的内部加热内腔6的位置处通过贴合安装有电热管51，在电热管51的两端分别成型安装有导电头52，在混粉装置5的表面固定有一密封门53，在密封门53的表面焊接有一把手54。
所述底托3采用双层三分之二圆结构的铝合金卡扣制成，底托3的断面边缘为直线截断，在底托3的外壁底端安装有一用于连接旋接盖33的铰链，在底托3的外壁侧面开设有一凹槽；所述旋接盖33采用三分之一圆结构的铝合金，且旋接盖33的半径略大于底托3的半径，旋接盖33的顶端内侧面设置有用于卡扣底托3凹槽的圆形凸起，旋接盖33通过底端铰链结构和底托3形成旋转活性连接结构；所述电磁铁31采用P38微型电磁铁，且电磁铁31的一端电性连接有一用于将外部控制电源转换为直流电源的整流器，电磁铁31一正一负两个为一组且电磁铁31的总数量不得低于三组，电磁铁31的吸附磁铁安装在混粉装置5的底端外表面，电磁铁31的最高平面与底座3的内壁上平面持平；所述振动马达32采用N20马达，且振动马达32的震动轴顶端接触混粉装置5的外壁底端。
所述混粉装置5采用类圆形结构的碳素合金钢，混粉装置5的上端为平面开口设置，混粉装置5的侧壁处开设有圆形开孔，且混粉装置5为双层焊接装置，混粉装置5的内层半径和混粉装置5的外层半径为加热内腔6的厚度，混粉装置5的内层材质采用铝合金材质，加热内腔6的厚度等于电热管51的半径厚度；所述电热管51采用弧形高热电热管，且电热管51的弧度与混粉装置5的弧度对应贴合，在电热管51在电热管51的外部、加热内腔6的内部灌设有导热油，电热管51的两端分别通过导电头52实现电性连接；所述密封门53采用圆形结构的铝合金，密封门53的外边缘粘附有密封橡胶，密封门53的半径等于混粉装置5侧壁开口的半径，该密封门53通过卡扣固定在混粉装置5的表面。
所述PLC采用西门子S7-200型号可编程PLC，在PLC的电源端口通过稳压模块连接有外部控制电源，且PLC控制用于控制以底托3为界、界面以上的电源结构，在PLC的输入端通过导线连接有恒温控制器与按钮开关，恒温控制器选用220VC的型号为TC-5000(T)RS485；所述PLC的输出端分别通过驱动模块一至驱动模块四共计四个驱动模块连接有电磁阀、振动马达32、电热管51以及传动电机17，驱动模块均采用L298N型号驱动模块，传动电机17选用YE3型号电机。
所述延伸板9贯通安装在底托3的外壁侧，且延伸板9的长度等于传动电机17的厚度，该延伸板9的一端面通过螺钉固定有一安装板16；所述安装板16采用L型结构的铝合金，且安装板16的顶端通过螺钉安装有一转动齿轮18；所述咬合齿轮20贯穿安装在安装柱8的一端表面，咬合齿轮20通过螺柱进行位置固定，咬合齿轮20与转动齿轮18在做工时呈咬合状态。
所述搅拌扇叶9的中心位置设置有圆形开孔，搅拌扇叶9通过圆形开孔安装在安装柱8的外围，搅拌扇叶9的前后两侧分别进行焊接固定；所述搅拌扇叶9采用尖头扇叶结构的碳素合金钢，且搅拌扇叶9的数量不得低于七个，该搅拌扇叶9与搭配扇叶10的结构保持一致；所述搭配扇叶10的扇叶位置与搅拌扇叶9的扇叶位置为交错设置，搭配扇叶10前表面位置距离搅拌扇叶9的后表面直线距离不得低于5cm。
所述顶盖11采用弧状结构的铝合金，且顶盖11的顶端设置有圆形凸起结构的连接结构13，连接结构13的厚度等于密封边7表面凹槽的直线宽度；所述顶盖11的上端贯穿开设有一圆形开孔，圆形开孔的内壁粘附有丁晴橡胶，圆形开孔用于密封连接一温度监测器实现实时控温。
本申请文件中使用到各类部件均为标准件，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、焊接等常规手段，机械、零件和电器设备均采用现有技术中的常规型号，电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再作出具体叙述。
本发明所涉及的小型钛铝基合金发动机叶片金属成型工艺，其制作方法有：实施例1用球形钛铝基合金粉末(Ti-48Al-2Cr-2Nb或Ti-45Al-8Nb)注射成型制备小型钛铝基合金发动机叶片的方法：
把球形钛铝基合金和占喂料(钛铝基合金和粘结剂)总体积38％的粘结剂(成份为：聚乙烯高分子35份，聚乙二醇20份，石蜡35份，硬脂酸4份)放入Sigma混粉机中，在150℃温度下，混合2h。再使用造粒机制备成直径小于5mm的粒状喂料。使用注射机，制造钛铝基合金发动机叶片，其中注射嘴温度为110℃。然后把注射生坯放入己烷溶剂中，50℃保持10h。烘干30min后放入脱脂烧结干馏炉中，缓慢加热至650℃，同时通入氩气流，进行热脱脂。随后将脱脂烧结干馏炉真空度调节至10-6mbar，对脱脂坯料进行烧结，烧结温度为1300℃，烧结时间为4h。冷却后再把烧结坯放入热等静压设备里，加热到1250℃，压力180MPa，保压时间2h可获得钛铝基合金发动机叶片。
实施例2用球形钛铝基合金粉末(Ti-48Al-2Cr-2Nb或Ti-45Al-8Nb)并添加稀土钇粉注射成型制备小型钛铝基合金发动机叶片的方法：
把占混合粉末总重量95.5％球形钛铝基合金粉末(Ti-48Al-2Cr-2Nb或Ti-45Al-8Nb)、占混合粉末总重量0.5％的钇元素粉末和占喂料总体积38％的粘结剂(成份为：聚乙烯高分子45份，聚乙二醇25份，石蜡45份，硬脂酸5份)放入Sigma混粉机中，在150℃温度下，混合2h。再使用造粒机制备成直径小于5mm的粒状喂料。使用注射机，制造钛铝基合金发动机叶片，其中注射嘴温度为110℃。然后把注射生坯放入己烷溶剂中，50℃保持10h。烘干30min后放入脱脂烧结干馏炉中，缓慢加热至650℃，同时通入氩气流，进行热脱脂。随后将脱脂烧结干馏炉真空度调节至10-6mbar，对脱脂坯料进行烧结，烧结温度为1300℃，烧结时间为4h。冷却后再把烧结坯放入热等静压设备里，加热到1250℃，压力180MPa，保压时间2h可获得钛铝基合金发动机叶片
本发明所涉及的小型钛铝基合金发动机叶片加工设备，PLC的一端口通过导线连接有外部配套编程器，通过本技术领域技术人员编程PLC，控制装置的整体电性连接，本申请内部需通过温度调节器15进行温度调节，确认恒温范围，温度调节器15表面的加号和减号按钮分别对应温度加五或温度减五，而温度调节器表面的上方向箭头和下方向箭头分别对应对温度加五十或温度减五十，温度调节器15的默认起始温度应编程设定为120℃，使用者按下温度调节器15表面的下方向箭头，则温度调节器15设定的温度通过PLC智能设定为当前温度减50，若按下上方向箭头则运行相反动作，且温度调节器15可以实时显示混粉装置5的内部实时温度，以此和恒温控制器14进行搭配做工实现恒温控制；本申请内部的电机2通过外部控制电源直接供电，电机选用YE3型号电机；本申请内部的电力箱4内部汇集一底托3为界限，包括界限处及界限网上的电力结构连接，并通过一连接线接通外部控制电源实现智能供电，电力箱4所连接的外部插排为旋转插排，以避免底托3在旋转过程中的导线缠绕。
使用者将本装置的电机结构和的上端结构分别接通外部控制电源，控制电力箱4电力结构通电，混粉装置5底端的电磁铁和底托3内壁的电磁铁实现通电吸附，电热管51通电实现加热，搭配导热油产生快速加热，底端振动马达32开始震动，外部安装的齿轮通过传动电机17实现咬合转动，带动安装柱8进行旋转，安装柱8表面的搅拌扇叶9和搭配扇叶10开始同步旋转，此时电热管51发出的热量通过混粉装置5的内壁进行热量传递，混粉装置5内部提升至预定温度后，恒温控制器14开始控制温度实现恒温，此时使用者通过提手12提起顶盖11，将铝基合金粉末或者加入一定比例的其他元素粉末以及粘合剂倒入，而后盖上顶盖，接通电机按钮，此时混粉装置5的内部通过安装柱8进行内部搅拌，通过底端振动马达32震动混粉装置5的避体，进而传动震动至内壁，对内部结构产生位移驱动，使得内部结构可以多方位的接触扇叶，同时外部底托3开始旋转，带动混粉装置5开始做圆周运动，使得内部结构产生位移，提高装置混粉的均匀性，以此完成混粉，在混分完成后，切断电源，接触旋接盖33和底托3表面的卡扣结构，利用铰链结构实现开合做工，通过把手52将密封门53进行取下，将内部混粉完成的粉体去除即可。
综上所述：本发明中，所选用的稀土钇元素是强效的氧原子捕获剂，在S5烧结过程中，能够有效从周围的钛铝基合金中萃取氧原子，反应生产氧化钇，从而降低钛铝基合金发动机叶片中的氧含量，提高其力学性能，上述中，反应生成的氧化钇颗粒尺寸具有显著的原始材料遗传特性，即能够基本继承原始钇元素添加时颗粒尺寸特征，较大的氧化钇易于分布在晶界与烧结孔隙结合处，较小的氧化钇颗粒易于分布在初生晶粒内部；该小型钛铝基合金发动机叶片金属成型工艺及其加工设备，通过衔接结构为金属成型奠定坚实基础，以便于后续做工的高质性，依次避免现有结构做工不衔接引发的做工粗糙的问题；通过设置混粉装置5，底托3，咬合齿轮20，转动齿轮18以及搅拌扇叶9，对内部粉体实现全方位多角度的搅拌结构设置，通过外部因素带动粉体位移，搭配角度相想要的扇叶结构，提高粉体搅拌过程中的整体接触性能，提高装置的整体混合效率，优化使用体验。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种小型钛铝基合金发动机叶片加工设备，包括底座(1)，在底座(1)的内部通过螺钉安装有一电机(2)，其特征在于：所述电机(2)的转轴贯穿底座(1)的上表面且轴顶端焊接在底托(3)的底端中心位置，在底托(3)的外围安装有一电力箱(4)，底托(3)的内壁底表面吸附在混粉装置(5)的外壁底表面；所述混粉装置(5)的内壁开设有加热内腔(6)，在混粉装置(5)的上端密封环设有一密封边(7)，在密封边(7)的内围通过连接结构(13)固定有一顶盖(11)；所述顶盖(11)的上端焊接有提手(12)，在顶盖(11)的表面贯穿安装有一恒温控制器(14)，恒温控制器(14)用于检测混粉装置(5)内部的实时温度并通过智能驱动对混粉装置(5)内部的温度实现恒温控制,在恒温控制器(14)的一端电性连接有一温度调节器(15)；所述混粉装置(5)的一侧表面贯穿安装有一安装柱(8)，在安装柱(8)的外围由前至后依次安装有搅拌扇叶(9)与搭配扇叶(10)；所述底托(3)的外壁底端安装有一延伸板(19)，在延伸板(19)的一端垂直安转共有一安装板(16)，在安装板(16)的上端螺柱安装有一转动齿轮(18)，该转动齿轮(18)与传动电机(17)为带状连接以此实现电性驱动，在转动齿轮(18)的上方咬合设置有一咬合齿轮(20)；所述电力箱(4)的内部电性安装有一PLC，且PLC用于控制以底托(3)为界、界面以上的电源结构，在电力箱(4)的表面电性安装有一按钮开关；所述底托(3)的内壁底端通过嵌设安装有若干个电磁铁(31)，在底托(3)的外壁下端通过转轴活性旋接有一旋接盖(33)，在底托(3)的内壁上表面嵌设有一振动马达(32)；所述混粉装置(5)的内部加热内腔(6)的位置处通过贴合安装有电热管(51)，在电热管(51)的两端分别成型安装有导电头(52)，在混粉装置(5)的表面固定有一密封门(53)，在密封门(53)的表面焊接有一把手(54)；
所述底托(3)采用双层三分之二圆结构的铝合金卡扣制成，底托(3)的断面边缘为直线截断，在底托(3)的外壁底端安装有一用于连接旋接盖(33)的铰链，在底托(3)的外壁侧面开设有一凹槽；所述旋接盖(33)采用三分之一圆结构的铝合金，且旋接盖(33)的半径略大于底托(3)的半径，旋接盖(33)的顶端内侧面设置有用于卡扣底托(3)凹槽的圆形凸起，旋接盖(33)通过底端铰链结构和底托(3)形成旋转活性连接结构；电磁铁(31)的吸附磁铁安装在混粉装置(5)的底端外表面，且电磁铁(31)的一端电性连接有一用于将外部控制电源转换为直流电源的整流器，电磁铁(31)一正一负两个为一组且电磁铁(31)的总数量不得低于三组，电磁铁(31)的最高平面与底托(3)的内壁上平面持平；所述振动马达(32)采用N20马达，且振动马达(32)的震动轴顶端接触混粉装置(5)的外壁底端。
2.根据权利要求1所述的一种小型钛铝基合金发动机叶片加工设备，其特征在于：所述混粉装置(5)采用类圆形结构的铝合金，混粉装置(5)的上端为平面开口设置，混粉装置(5)的侧壁处开设有圆形开孔，且混粉装置(5)为双层焊接装置，混粉装置(5)的内层半径和混粉装置(5)的外层半径之差为加热内腔(6)的厚度，混粉装置(5)的内层采用铝合金材质，电热管(51)的弧度与混粉装置(5)的弧度对应贴合，在电热管(51)的外部、加热内腔(6)的内部灌设有导热油，电热管(51)的两端分别通过导电头(52)实现电性连接；所述密封门(53)采用圆形结构的铝合金，密封门(53)的外边缘粘附有密封橡胶，密封门(53)的半径等于混粉装置(5)侧壁开口的半径，该密封门(53)通过卡扣固定在混粉装置(5)的表面。
3.根据权利要求1所述的一种小型钛铝基合金发动机叶片加工设备，其特征在于：所述延伸板(19)贯通安装在底托(3)的外壁侧，且延伸板(19)的长度等于传动电机(17)的厚度，该延伸板(19)的一端面通过螺钉固定有一安装板(16)；所述安装板(16)采用L型结构的铝合金，且安装板(16)的顶端通过螺钉安装有一转动齿轮(18)；所述咬合齿轮(20)贯穿安装在安装柱(8)的一端表面，咬合齿轮(20)通过螺柱进行位置固定，咬合齿轮(20)与转动齿轮(18)在做工时呈咬合状态。
4.根据权利要求1所述的一种小型钛铝基合金发动机叶片加工设备，其特征在于：所述搅拌扇叶(9)的中心位置设置有圆形开孔，搅拌扇叶(9)通过圆形开孔安装在安装柱(8)的外围，搅拌扇叶(9)的前后两侧分别进行焊接固定；所述搅拌扇叶(9)采用尖头扇叶结构的碳素合金钢，且搅拌扇叶(9)的数量不得低于七个，该搅拌扇叶(9)与搭配扇叶(10)的结构保持一致；所述搭配扇叶(10)的扇叶位置与搅拌扇叶(9)的扇叶位置为交错设置，搭配扇叶(10)前表面位置距离搅拌扇叶(9)的后表面直线距离不得低于5cm。
5.根据权利要求1所述的一种小型钛铝基合金发动机叶片加工设备，其特征在于：所述顶盖(11)采用弧状结构的铝合金，且顶盖(11)的顶端设置有圆形凸起结构的连接结构(13)，连接结构(13)的厚度等于密封边(7)表面凹槽的直线宽度；所述顶盖(11)的上端贯穿开设有一圆形开孔，圆形开孔的内壁粘附有丁晴橡胶，圆形开孔用于密封连接恒温控制器(14)实现实时控温。
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