技术分享丨叶片无余量精密锻造三方面的控制要求
无余量精密锻造的压气机叶片，型面（不含进排气边）和内缘板面不需要进行机械加工，直接达到设计图纸的尺寸精度和粗糙度，叶片的这些部分直接暴露在发动机流道内，在一定的温度条件下承受交变气流的冲击，工作条件恶劣，一旦断裂失效后果是致命的，所以要求极高，这些要求概括为三点：冶金质量、尺寸精度、表面质量。
1、冶金质量
提到精锻，通常首先想到的是尺寸精度，其实冶金质量才是最重要的一点，好的冶金质量是使用安全的保证，冶金质量出了问题就是隐形的杀手，无论自由锻、普通模锻还是精密锻造概莫能外，对于叶片这种重要零件更要引起充分的关注。
对于锻件来说，优异的冶金质量包括均匀的组织、分布合理的流线、合格的高低温力学性能，内、外部不允许有裂纹等缺陷。
要达到这个目的，有三个方面需要严格控制：
- 原材料、锻造和热处理的热加工工艺参数
- 不同成型工序之间坯料的匹配
优质的原材料是前提条件；合理的工艺参数是过程保证；叶片锻件的独特结构决定了需要进行制坯工序，而制坯和预锻、终锻各成型工序之间的形状匹配影响金属流动、锻造变形量等，直接决定最终的组织和性能。
2、尺寸精度
精锻叶片主要控制尺寸为各设计截面轮廓度和厚度，各截面相对扭转角度，相对于坐标系的弯曲，以及型面的波纹度。由于叶型面没有加工余量，因此每片叶片除了尺寸要足够精确，还要求锻造过程的稳定，保证每件叶片锻件尺寸的一致。
因此，尺寸精度方面的控制集中在几个方面：
- 专用于精密锻造的模座设计 — 不但需要弥补压力机导向精度的不足，满足水平方向的尺寸要求和稳定，而且厚度方向还要便于调整。
- 精锻叶片锻模设计 — 锻件尺寸依靠锻模保证，锻模的选材、热处理硬度、表面强化方法，直接影响锻件尺寸和稳定性。
- 减少直至避免加热过程对尺寸的影响 — 金属高温加热，氧化不可避免，要采取少无氧化措施，包括惰性气体和玻璃防护润滑剂的使用。
- 消除弹性变形对尺寸的影响 — 锻造并非完全的塑性变形，在充分了解材料特性的基础上，通过预测和迭代方法，消除弹性变形带来的非预期的尺寸偏离。
- 化铣、抛修等辅助工艺的运用 — 消除不稳定性带来的影响。
- 快速、准确、合理的尺寸测量方法 — 叶片是航空发动机和燃气轮机中数量最多的零件，相对较大的批量，需要测的准避免批量性废品，还要测的快以免影响效率。
3、表面质量
精锻叶片的表面粗糙度需要达到较高水平。传统锻造前加热方法会产生大量氧化，无法达到较好的表面质量。因此和尺寸控制一样，需要采取少无氧化加热措施。
热处理的氧化比较合理的解决措施是使用真空热处理设备。
振动或旋流光饰等辅助工艺，可以批量高效改善表面粗糙度。
上面相对简略的从三个方面论述了无余量精锻叶片的控制要求，可以看出，金属冶炼、锻造、热处理、化学、检测等多个学科的交叉融合，才造就了无余量精锻叶片。