[发明专利]航空发动机铝合金机匣的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有复杂油路的航空铝合金铸件的制造方法，尤其是一种具有复杂油路的航空发动机铝合金机匣的铸造以及表面处理方法。

背景技术

机匣（case）是航空发动机的重要组成部分，不同种类的航空发动机具有不同形状和结构的机匣，例如涡扇发动机围绕风扇的风扇机匣，涡轮喷气式发动机围绕涡轮的涡轮机匣等等。无论是哪种机匣，其通常具有尺寸较大、壁薄且结构复杂的特点。例如，CN 102091757 A中描述了一些机匣的特点，并提出了适用于机匣类零件的整体机匣的铸造方法。

然而，实际上机匣类零件中通常还包括复杂的油路结构，这些油路结构通常是在铸造过程中直接形成于铸件中的。例如，对于铝合金机匣来说，由于铝合金等轻质材料在浇注过程中容易产生夹杂和缩松（孔）缺陷，因此铸件中的复杂油路很容易漏油，影响到铸件的合格率，因而机匣的可靠性低，生产成本也较高。

对于铸件中复杂油路的形成，在内燃机领域业已形成有一种嵌铸工艺，例如，US 7387102 B2中公开了一种带有油路的内燃机曲轴箱的铸造过程，在该文献中，曲轴箱中的油路是通过预先弯制连接形成的管道埋入浇注的钢水中形成的。

该文献中描述的嵌铸工艺对于本发明的航空发动机机匣类零件的制造来说属于完全不同的技术领域，首先，该文献中涉及的是内燃机曲轴箱，而本发明涉及的是航空发动机铝合金机匣，其次，该文献中涉及的是钢铁类材料的铸造，不会出现本发明的铝合金等轻质材料铸造所存在的缺陷，或者即便钢铁类材料的铸造存在类似的问题，但是由于内燃机的工作环境没有航空发动机那么恶劣，对于这些缺陷的要求不会如本发明的航空发动机铝合金机匣的要求那么高，因此，该文献中所描述的工艺仅仅只能作为一种参考，其应用于本发明的航空发动机铝合金机匣的制造，尚需进行一些具备创造性的改造，方可将该不同技术领域的工艺应用于本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种航空发动机铝合金机匣的制造方法，以减少或避免前面所提到的问题。

具体来说，本发明提供了一种航空发动机铝合金机匣的制造方法，其中，所述航空发动机铝合金机匣中具有多条冷却和润滑油路，所述油路由预先弯制连接形成的管道埋入浇注的铝合金液中形成，所述油路在航空发动机铝合金机匣的表面阳极化处理过程中不会对铝合金机匣造成不利的影响。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种航空发动机铝合金机匣的制造方法，其中，所述航空发动机铝合金机匣中具有多条油路，所述方法包括如下步骤：

（A）根据所述航空发动机铝合金机匣中所述油路的形状将钛合金管分段弯制成油路构件，然后将所述油路构件在焊接夹具上焊接成油路管道；

（B）根据所述油路的压力要求对所述油路管道进行压力检验；

（C）将检验合格的所述油路管道的所有开口用堵片焊接密封，防止浇注过程中铝合金液进入所述油路管道内；

（D）在所述油路管道上焊接定位杆并定位于铸造型腔中；然后向所述铸造型腔中浇注熔融的铝合金液，冷却后获得机匣毛坯件；

（E）对所述机匣毛坯件进行机械加工处理，并通过机械加工使所述油路管道的所有开口贯通，形成进、出油口；

（F）最后对所述航空发动机铝合金机匣表面进行硫酸阳极化处理，得到符合设计要求的所述航空发动机铝合金机匣。

优选地，构成所述航空发动机铝合金机匣的铝合金在25℃下15%～20%的硫酸溶液中的电极电位大于等于-1.67，小于等于-1.65；构成所述钛合金管的钛合金在25℃下15%～20%的硫酸溶液中的电极电位大于等于-1.64，小于等于-1.61。

优选地，构成所述钛合金管的钛合金可选择包含如下重量份的组分：铁0.3；碳0.08；氧0.25；氮0.03；氢0.015；钛99.325；优选地，步骤C中，所述堵片与所述油路管道材质相同。

或者，优选地，构成所述钛合金管的钛合金可选择包含如下重量份的组分：铝5.0；铁0.3；碳0.08；氧0.15；氮0.05；氢0.015；钛94.405；优选地，步骤D中，所述定位杆与所述油路管道材质基本相同。

优选地，构成所述航空发动机铝合金机匣的铝合金可选择包含如下重量份的组分：硅4.5~5.5；铜：1.0~1.5；镁0.4~0.6；铁≤1.0；铝93.1~91.4。

或者，优选地，构成所述航空发动机铝合金机匣的铝合金可选择包含如下重量份的组分：硅6.5~7.5；镁0.4~0.6；钛：0.1~0.2；铍：0.04~0.07；铝92.96~91.63。